中国GPU市场发展现状 GPU 的市场空间广阔

• 2022年9月27日 ChenZeFang来源：互联网 587 33
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一个光栅显示系统离不开图形处理器，图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带。应该说有显示系统就有图形处理器(俗称显卡)，但是早期的显卡只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须由CPU

一个光栅显示系统离不开图形处理器，图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带。应该说有显示系统就有图形处理器(俗称显卡)，但是早期的显卡只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须由CPU来控制。

这对于文本和一些简单的图形来说是足够的，但是当要处理复杂场景特别是一些真实感的三维场景，单靠这种系统是无法完成任务的。所以后来发展的显卡都有图形处理的功能。它不单单存储图形，而且能完成大部分图形功能，这样就大大减轻了CPU的负担，提高了显示能力和显示速度。随着电子技术的发展，显卡技术含量越来越高，功能越来越强，许多专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，而且这些3D图形卡也渐渐地走向个人计算机。一些专业显卡具有的晶体管数甚至比同时代的CPU的晶体管数还多。

GPU，指 Graphics Processing Unit，图形处理器，进行图形和图像相关运算工作的微 处理器。在该产品基础上，衍生出 GPGPU，即 General Purpose Graphics Processing Unit，其在图形处理器 GPU 的基础上进行改造，使之可以进行部分科学计算和 AI 计算 等的处理器。GPU 概念自 20 世纪 70 年代末提出，其角色变换从最早分担 CPU 压 力的附属硬件，到由于能承担大规模运算而逐渐被人们重视。

当前主要兴起的计算芯片分别为 GPU、ASIC、FPGA 等，其中 GPU 最初专用于图形 处理制作，后逐渐应用于计算。其内部包含大量的运算单元核心，尽管单个核心缓存较 小，逻辑功能简单，仅能执行有限类型的逻辑运算操作，但其多核心架构天然适合执行 复杂的数学和几何计算，且科学计算领域通用性较高，相比 CPU，综合性能更好。当前 缺点在于功耗过高，效率不足。

GPU 是核心计算资源底座。虽然提供各类计算资源的芯片种类众多，但 GPU 依然是市 场的最为主要的支撑点。以在 AI 市场的应用为例，IDC 研究发现，2021 年上半年中国 人工智能芯片中，GPU 依然是实现数据中心加速的首选，占有 90% 以上的市场份额， 而 ASIC、FPGA、NPU 等其他非 GPU 芯片也在各个行业和领域被越来越多地采用， 整体市场份额接近 10%。

在市场、政策以及资本的三重驱动下，国产GPU赛道持续景气。近年来，国产GPU公司如雨后春笋般涌现，璧韧科技、摩尔线程、芯动科技、天数智能等公司纷纷发布新品。但是IP授权来看，国内主要的GPU创业公司，如芯动、摩尔线程、壁仞等采用是Imagination IP或芯原授权的IP。芯动科技发布的首款高性能4K级显卡GPU芯片“风华 1号”，使用了Imagination 的 IMG B系列 GPU IP，是Imagination IP在中国市场的首个高端 GPU 应用。据 The information 报道，摩尔线程芯片设计的关键部分也来自 Imagination Technologies。

Imagination 是一家总部位于英国，致力于打造半导体和软件知识产权(IP)的公司。公司的图形、计算、视觉和人工智能以及连接技术可以实现出众的 PPA(功耗、性能和面积)指标、强大的安全性、快速的上市时间和更低的总体拥有成本(TCO)。2017 年9 月，私募投资公司 Canyon Bridge 以 5.5 亿英镑收购 Imagination，Canyon Bridge 其背后投资方为中国国新。

GPU 的市场空间广阔，正稳健增长。依据 T4 的统计数据，2020 年全球 GPU 市场规模 价值 200 亿美元，预计 2021 年将增长 15%，从 2015 年到 2025 年平均每年增长 13%， 从 80 亿美元扩大到 350 亿美元。 预测，2019 年全球 GPU 市场规模为 197.5 亿美元，预计到 2027 年将达到 2008.5 亿美元，2020 年至 2027 年的复合年增长率为 33.6%，对比来看 Allied Market Research 对 GPU 市场空 间更为乐观。

从下游应用来看，GPU 需求仍在快速增长期。游戏领域是 GPU 应用的传统应用领域， 参考 GPU 全球龙头英伟达的营收数据，其游戏领域业务收入由 2019 年的 55.18 亿元 增长至 2021 年的 124.62 亿元，近三年符合增长率 31.20%，整体趋势保持稳定增长， 为英伟达占比最高的业务。另一方面，伴随人工智能算法的不断普及和应用，以及对商业计算和大数据处理的算力需求的不断增长，全球范围内数据中心对计算加速硬件的需 求不断上升。英伟达数据中心业务收入由 2019 年的 29.83 亿美元增长至 2021 年的 106.13 亿美元，近三年复合增长率高达 52.66%，增速远超其他板块业务。NVIDIA 数 据中心业务收入的快速增长体现了下游数据中心市场对于泛人工智能类芯片(以 GPU 为主)的旺盛需求。

多方需求驱动 GPU 市场持续增长。从载体层面分类，GPU 在 PC 端与服务器端均可搭 载，其中 PC 端多用于游戏影音娱乐，而服务器端则多用于科学计算。伴随对海量数据 的处理需求逐渐增大，具备矩阵运算能力的 GPU 需求高速上行。同时，受益于多核并 行计算的基础架构，GPU 已在机器学习和自动驾驶等领域有了较大规模的使用。

服务器层面，相对占比维度，据 IDC 数据显示，2018 年全年中国 GPU 服务器市场规 模约为 13.05 亿美金(约合人民币 90.05 亿元)，同比增长 131.2%。同时 IDC 预测， 到 2023 年中国 GPU 服务器市场规模将达到 43.2 亿美金(约合人民币 298 亿元)，未 来 5 年整体市场年复合增长率(CAGR)为 27.1%。GPU 服务器增速高于国内 X86 服 务器出货量增速，当前国内服务器中 GPU 服务器占比迅速抬升。

欲获取更多行业数据详情，请点击查看中研普华产业研究院的《2020-2025年中国GPU市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》。

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