CPU和GPGPU市场现状及发展趋势

智能计算芯世界 2022-10-09 00:00


信创“2+8+N”稳步推进,芯片是整个产业的核心,国产替代需求旺盛。信创产业主要由基础硬件、基础软件、应用软件、信息安 全组成,芯片是整个产业的核心。经过信创元年的集中爆发,2021 年信创产业逐 步走向应用落地阶段,“适配生态”、“竞标中标”、“产品迭代”等关键词凸 显了信创产业在“2+8”行业应用中的良好态势。

下载地址:
国产高端处理器,实现CPU+DCU齐赋能
海光:国产处理器产业领军者
主流CPU处理器合集
如何看待ARM架构芯片在服务器端发展前景
服务器系列报告合集
SCM技术及趋势合集
NVM技术及趋势合集

UCIe白皮书(终版)

八大重点行业中,金融行业信创 首当其冲,推进速度最快,电信紧随其后,之后是能源、交通、航空航天,教育、 医疗也在逐步进行政策推进和试点。

1、CPU:服务器需求稳健增长,x86 依旧为当前主流 

CPU 是计算机的控制核心,主要包括控制单元、运算单元和运算单元。CPU 是计 算机的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,是计算机的核 心组成部件。

CPU 的本质是超大规模集成电路,用于解释计算机指令和处理计算 机软件中的数据,并负责控制、调配计算机的所有软硬件资源。CPU 主要包括控 制单元、运算单元和运算单元,控制单元从存储单元中获取可执行的代码,通过指令译码将其转换为可执行的指令,进而运算单元基于获取的指令对存储单元中 的数据进行运算。

CPU 指令集可以分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类。计算机 的程序最终需要转化为“指令”才能在 CPU 上运行,所以采用的指令集对于 CPU 的设计尤为重要。复杂指令集架构与精简指令集架构是基于两种不同的指令集思 路进行设计,这两种架构有着各自不同的特点:复杂指令集指令丰富、寻址方式 灵活,以微程序控制器为核心,指令长度可变,功能强大,复杂程序执行效率高;精简指令集指令结构简单、易于设计,具有较高的执行能效比。

其中,x86 架构 是复杂指令集的代表,而 ARM 架构、MIPS 架构和 Alpha 架构等是精简指令集的代 表。

CPU 可以广泛应用在各类设备中,海光 CPU 主要应用于服务器和工作站等场景。CPU 可以应用在服务器、工作站、个人计算机(台式机、笔记本电脑)、移动终 端和嵌入式设备等不同设备上,根据应用领域的不同,其架构、功能、性能、可 靠性、能效比等技术指标也存在一定差异。

服务器具有高速的数据处理能力、强大的 I/O 数据吞 吐能力、良好的可扩展性,并需要长时间可靠运行,其 CPU 芯片在性能、可靠性、 可扩展性和可维护性等方面要求较为苛刻。因此,服务器处理器是数据处理能力 最强、设计工艺最复杂、可靠性最高的处理器。服务器的应用领域包括实时分析、 5G 应用、人工智能、机器学习、金融、大数据和云计算等领域。

x86 在服务器市场市占率超九成,依旧是当前市场的绝对主流。由于 x86 处理器 起步较早,生态环境较其他处理器具有明显优势,因此,应用 x86 处理器的服务 器销售额占全部服务器销售额的比例约为 91%,销售量占比超过 97%,处于显著领 先的地位。

根据 IDC 数据显示,2020 年全球 x86 服务器市场销售额为 826.5 亿美 元,较 2019 年增长 3.31%;全球 x86 服务器市场销售量为 1,180.2 万台,较 2019 年增长 1.82%。预计到 25 年中国 x86 服务器芯片出货量将达到 1066 万颗。

2、GPGPU:高算力场景不断涌现,协处理器市场快速爆发 

GPGPU 是 一 种 协 处 理 器 , 辅 助 CPU 进 行 非 图 形 相 关 的 运 算 工 作 。GPGPU (General-purpose graphics processing unit),也叫做通用 GPU,可 以通俗的将 GPGPU 理解为辅助 CPU 的工具,它能够帮助 CPU 进行非图形相关程序 的运算。GPU(Graphics processing unit)最初的设计目标是为了提升计算机对图形、图像、视频等数据的处理性能,解决 CPU 在图形图像领域处理效率低的难题。

随着 GPU 在并行计算方面性能优势的逐步显现以及并行计算应用范围的逐步 拓展,GPU 逐渐分化成两条分支:

(1) GPU 方向:延续专门用于图形图像处理用途,内置了视频编解码加速引擎、 2D 加速引擎、3D 加速引擎、图像渲染等专用运算模块;

(2) 通用 GPU 方向:GPGPU 作为运算协处理器,并针对不同应用领域的需求,增 加了专用向量、张量、矩阵运算指令,提升了浮点运算的精度和性能,以满 足不同计算场景的需要。

GPGPU 是当前人工智能最主要的协处理器方案,当前已广泛用于商业计算和大数 据处理。目前,GPGPU 已经广泛用于商业计算和大数据处理,如天气预报、工业 设计、基因工程、药物发现、金融工程等。

在人工智能领域,使用 GPGPU 在云端 运行模型训练算法,可以显著缩短海量训练数据的训练时长,减少能源消耗,从 而进一步降低人工智能的应用成本。与此同时,GPGPU 能够提供完善的软件生态 系统,便于各种已有应用程序的移植和新算法的开发,因此全球人工智能相关处 理器解决方案仍然是以 GPGPU 为主。因此,GPGPU 是人工智能领域最主要的协处 理器解决方案,占据人工智能 90%以上的市场份额,在智能工厂、无人驾驶、智 慧城市等领域具有广泛的市场空间。

根据 Cisco 的预计,2021 年全球数据中心负载任务量将超 过 2016 年的两倍,从 2016 年的不到 250 万个负载任务量增长到 2021 年的近 570 万个负载任务量随着云计算的不断发展,全球范围内云数据中心、超级数据中心 的建设速度不断加快,Cisco 预计到 2021 年,计算能力更强的超级数据中心将达 到 628 座,占数据中心总量的 53%。

GPGPU 未来的技术演变方向。随着 GPGPU 在大数据处理、人工智能、商业计算领 域的广泛应用,呈现了以下发展趋势。

(1) 高算力运算需求不断涌现:进一步提升工艺制程、增加运算核心数量、采用 更高带宽的片上存储器、提高存储器的带宽和容量,持续提升 GPGPU 产品性 能;另一方面,高带宽、低延时的片间互连总线结构也是未来产品优化提升 的方向之一,以此来满足不断涌现的大数据量、多任务应用的需求; 

(2) GPGPU 将成为运算协处理器的主流:运算协处理器存在多条技术路线,包括 GPGPU、ASIC、FPGA 等,综合考虑性能、能效比和编程灵活性等方面的因素, GPGPU 在协处理器应用领域具有非常明显的优势;

(3) CPU 与 GPGPU 的异构计算:CPU 和 GPGPU 的结构特点不同,适用于不同的应用 场景,把两者结合起来可以充分发挥各自优势,CPU 处理复杂的逻辑控制并 进行运算管理,GPGPU 用于对各种大规模并行计算进行加速。CPU+GPGPU 的异 构运算架构可以让系统具有更大灵活性,满足复杂场景的不同需求,能够较 大幅度地提升单独使用 CPU 或 GPGPU 的任务执行效率。此外,CPU 和 GPGPU 之间还可以通过内存共享等方式进行数据交互,发挥异构计算的优势。

下载链接:
国产高端处理器,实现CPU+DCU齐赋能
海光:国产处理器产业领军者
主流CPU处理器合集
如何看待ARM架构芯片在服务器端发展前景

服务器系列报告合集

基于IPU的云基础设施:数字业务的支点

中国移动DPU技术白皮书(2022)

国产高端处理器,实现CPU+DCU齐赋能

海光:国产处理器产业领军者

HarmonyOS 2 安全技术白皮书

2022中国智造观察报告

人工智能治理与可持续发展实践白皮书(2022)

通信行业算力革命:泛在、绿色与生态(2022)

算网一体网络架构及技术体系展望白皮书(2022)

可信密态计算白皮书(2022)

全球开源生态研究报告(2022年)

首届中国Graph100图计算性能榜单
AIPerf:大规模人工智能算力基准测试程序
高性能计算:行业发展趋势分析
1、被忽视的国之重器:高性能计算那些事儿 
2、高性能计算:不断取得新进展,国产替代未来可期
芯片半导体技术
存储半导体行业分析汇总
面向非易失内存的MPI-IO接口优化
国产FPGA研究框架

ASIC技术专题分析

《深入介绍FPGA》

《FPGA入门教程》

《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(1)》

《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(2)》

《CXL技术合集(2022)(1)》

《CXL技术合集(2022)(2)》 


本号资料全部上传至知识星球,更多内容请登录智能计算芯知识(知识星球)星球下载全部资料。



免责申明:本号聚焦相关技术分享,内容观点不代表本号立场,可追溯内容均注明来源,发布文章若存在版权等问题,请留言联系删除,谢谢。


关于服务器最全分析材料请参考服务器基础知识全解PPT(终极版)服务器基础知识全解PDF(终极版)。


温馨提示:

请搜索“AI_Architect”或“扫码”关注公众号实时掌握深度技术分享,点击“阅读原文”获取更多原创技术干货。


智能计算芯世界 聚焦人工智能、芯片设计、异构计算、高性能计算等领域专业知识分享.
评论 (0)
  • 在全球制造业加速向数字化、智能化转型的浪潮中,健达智能作为固态照明市场的引领者和智能电子以及声学产品的创新先锋,健达智能敏锐捕捉到行业发展的新机遇与新挑战,传统制造模式已难以满足客户对品质追溯、定制化生产和全球化布局的需求。在此背景下, 健达智能科技股份有限公司(以下简称:健达智能)与盘古信息达成合作,正式启动IMS数字化智能制造工厂项目,标志着健达智能数字化转型升级迈入新阶段。此次项目旨在通过部署盘古信息IMS系统,助力健达实现生产全流程的智能化管控,打造照明行业数字化标杆。行业趋势与企业挑战
    盘古信息IMS 2025-04-30 10:13 62浏览
  • 多功能电锅长什么样子,主视图如下图所示。侧视图如下图所示。型号JZ-18A,额定功率600W,额定电压220V,产自潮州市潮安区彩塘镇精致电子配件厂,铭牌如下图所示。有两颗螺丝固定底盖,找到合适的工具,拆开底盖如下图所示。可见和大部分市场的加热锅一样的工作原理,手绘原理图,根据原理图进一步理解和分析。F1为保险,250V/10A,185℃,CPGXLD 250V10A TF185℃ RY 是一款温度保险丝,额定电压是250V,额定电流是10A,动作温度是185℃。CPGXLD是温度保险丝电器元件
    liweicheng 2025-05-05 18:36 132浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2023年,厨电行业在相对平稳的市场环境中迎来温和复苏,看似为行业增长积蓄势能。带着对市场向好的预期,2024 年初,老板电器副董事长兼总经理任富佳为企业定下双位数增长目标。然而现实与预期相悖,过去一年,这家老牌厨电企业不仅未能达成业绩目标,曾提出的“三年再造一个老板电器”愿景,也因市场下行压力面临落空风险。作为“企二代”管理者,任富佳在掌舵企业穿越市场周期的过程中,正面临着前所未有的挑战。4月29日,老板电器(002508.SZ)发布了2024年年度报告及2025
    华尔街科技眼 2025-04-30 12:40 317浏览
  • 在智能硬件设备趋向微型化的背景下,语音芯片方案厂商针对小体积设备开发了多款超小型语音芯片方案,其中WTV系列和WT2003H系列凭借其QFN封装设计、高性能与高集成度,成为微型设备语音方案的理想选择。以下从封装特性、功能优势及典型应用场景三个方面进行详细介绍。一、超小体积封装:QFN技术的核心优势WTV系列与WT2003H系列均提供QFN封装(如QFN32,尺寸为4×4mm),这种封装形式具有以下特点:体积紧凑:QFN封装通过减少引脚间距和优化内部结构,显著缩小芯片体积,适用于智能门铃、穿戴设备
    广州唯创电子 2025-04-30 09:02 345浏览
  • 想不到短短几年时间,华为就从“技术封锁”的持久战中突围,成功将“被卡脖子”困境扭转为科技主权的主动争夺战。众所周知,前几年技术霸权国家突然对华为发难,导致芯片供应链被强行掐断,海外市场阵地接连失守,恶意舆论如汹涌潮水,让其瞬间陷入了前所未有的困境。而最近财报显示,华为已经渡过危险期,甚至开始反击。2024年财报数据显示,华为实现全球销售收入8621亿元人民币,净利润626亿元人民币;经营活动现金流为884.17亿元,同比增长26.7%。对比来看,2024年营收同比增长22.42%,2023年为7
    用户1742991715177 2025-05-02 18:40 118浏览
  • 一、gao效冷却与控温机制‌1、‌冷媒流动设计‌采用低压液氮(或液氦)通过毛细管路导入蒸发器,蒸汽喷射至样品腔实现快速冷却,冷却效率高(室温至80K约20分钟,至4.2K约30分钟)。通过控温仪动态调节蒸发器加热功率,结合温度传感器(如PT100铂电阻或Cernox磁场不敏感传感器),实现±0.01K的高精度温度稳定性。2、‌宽温区覆盖与扩展性‌标准温区为80K-325K,通过降压选件可将下限延伸至65K(液氮模式)或4K(液氦模式)。可选配475K高温模块,满足材料在ji端温度下的性能测试需求
    锦正茂科技 2025-04-30 13:08 464浏览
  •  一、‌核心降温原理‌1、‌液氮媒介作用‌液氮恒温器以液氮(沸点约77K/-196℃)为降温媒介,通过液氮蒸发吸收热量的特性实现快速降温。液氮在内部腔体蒸发时形成气-液界面,利用毛细管路将冷媒导入蒸发器,强化热交换效率。2、‌稳态气泡控温‌采用‌稳态气泡原理‌:调节锥形气塞与冷指间隙,控制气-液界面成核沸腾条件,使漏热稳定在设定值。通过控温仪调整加热功率,补偿漏热并维持温度平衡,实现80K-600K范围的快速变温。二、‌温度控制机制‌1、‌动态平衡调节‌控温仪内置模糊控制系统,通过温度
    锦正茂科技 2025-04-30 11:31 54浏览
  • ‌一、高斯计的正确选择‌1、‌明确测量需求‌‌磁场类型‌:区分直流或交流磁场,选择对应仪器(如交流高斯计需支持交变磁场测量)。‌量程范围‌:根据被测磁场强度选择覆盖范围,例如地球磁场(0.3–0.5 G)或工业磁体(数百至数千高斯)。‌精度与分辨率‌:高精度场景(如科研)需选择误差低于1%的仪器,分辨率需匹配微小磁场变化检测需求。2、‌仪器类型选择‌‌手持式‌:便携性强,适合现场快速检测;‌台式‌:精度更高,适用于实验室或工业环境。‌探头类型‌:‌横向/轴向探头‌:根据磁场方向选择,轴向探头适合
    锦正茂科技 2025-05-06 11:36 137浏览
  • 你是不是也有在公共场合被偷看手机或笔电的经验呢?科技时代下,不少现代人的各式机密数据都在手机、平板或是笔电等可携式的3C产品上处理,若是经常性地需要在公共场合使用,不管是工作上的机密文件,或是重要的个人信息等,民众都有防窃防盗意识,为了避免他人窥探内容,都会选择使用「防窥保护贴片」,以防止数据外泄。现今市面上「防窥保护贴」、「防窥片」、「屏幕防窥膜」等产品就是这种目的下产物 (以下简称防窥片)!防窥片功能与常见问题解析首先,防窥片最主要的功能就是用来防止他人窥视屏幕上的隐私信息,它是利用百叶窗的
    百佳泰测试实验室 2025-04-30 13:28 561浏览
  • 浪潮之上:智能时代的觉醒    近日参加了一场课题的答辩,这是医疗人工智能揭榜挂帅的国家项目的地区考场,参与者众多,围绕着医疗健康的主题,八仙过海各显神通,百花齐放。   中国大地正在发生着激动人心的场景:深圳前海深港人工智能算力中心高速运转的液冷服务器,武汉马路上自动驾驶出租车穿行的智慧道路,机器人参与北京的马拉松竞赛。从中央到地方,人工智能相关政策和消息如雨后春笋般不断出台,数字中国的建设图景正在智能浪潮中徐徐展开,战略布局如同围棋
    广州铁金刚 2025-04-30 15:24 304浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦