Intel, Nvidia, AMD начинает «полную битву»

Jun 17,2022
Серия крупных событий один за другим предоставил больше места для воображения для «конкуренции» трех гигантов Intel, NVIDIA и AMD вокруг гетерогенных вычислительных ЦП+GPU+FPGA/DPU в цифровую эпоху, а также стал новым Поле отдела в будущем. аннотация.

Intel возвращается в области независимых графических процессоров, а также делает новые инновации в области IPUS с помощью инноваций в оборудовании, программном обеспечении, архитектуре и процессе, а также в стратегии IDM2.0.

После того, как приобретение AMD Xilinx было урегулировано, это компенсировало недостатки FPGA. Не так давно AMD объявил о приобретении поставщика облачных услуг Pensando примерно за 1,9 миллиарда долларов США. В этот момент AMD официально вошел в поле DPU и составила ключевую часть своего плана центра обработки данных. звенеть. Хотя Nvidia была вынуждена «отпустить», приобретая руку, у него уже есть процессоры на основе руки в качестве важного «снабжения» и завершили DPU через приобретения, надеясь изменить эпоху неоднородности.

Битва за трех гигантов уже проникла во внутренние районы, и конкуренция между Intel, Nvidia и AMD продемонстрировала ситуацию «всеобъемлющей битвы».


Конкурс на «перезагрузку» в поле GPU
В области гетерогенных вычислений можно сказать, что GPU являются «боеприпасами», на которые следует полагаться.

Как один из крупнейших бенефициаров, обусловленных гетерогенной эпохой и возникающими приложениями, с непрерывным улучшением вычислительной мощности и требований к производительности искусственного интеллекта в областях серверов, автомобилей, искусственного интеллекта и крае и общие вычисления. Преимущества продвигаются по скачкам и границам, и рынок может продолжать быстро расти.

Согласно проверенной исследованию рынка, мировой рынок графических процессоров в 2020 году составляет 25,41 млрд долларов и, как ожидается, достигнет 185,31 млрд. Долл. США в 2027 году со среднегодовым темпом роста 32,82%.


В настоящее время графические процессоры широко используются в ПК, играх, центрах обработки данных, высокопроизводительных вычислениях, интеллектуальных автомобилях и других областях. Стоит отметить, что игры и ПК являются его традиционными основными полями сражений, в то время как центры обработки обработки данных, высокопроизводительные вычисления и интеллектуальные автомобили станут новыми двигателями для роста графических процессоров, а различные приложения имеют разные требования в отношении графических процессоров.

Понятно, что дизайнерские идеи игровых консолей сосредоточены на улучшении опыта, сосредоточившись на оптимизации разработчиков оборудования, такого как процессора и графический процессор, и оптимизация программного обеспечения, такую ​​как основные API. GPU ПК должен сбалансировать производительность, масштабируемость и энергоэффективность. Есть в основном два типа интегрированных графических процессоров и независимых графических процессоров. Большинство интегрированных графических процессоров были интегрированы с процессором как SOC, в то время как независимые графические процессоры в основном используют шину PCIe для связи с процессором в режиме реального времени. С точки зрения высокопроизводительных вычислений и серверов, графические процессоры имеют строгие требования для быстрой пропускной способности крупных объемов данных, супер-стабильности и долгосрочной работы; Автомобильные графические процессоры должны соответствовать автомобильным регулирующим сертификатам, таким как AEC-Q100, и поддерживать выделенные API-интерфейсы графики, и будущая тенденция заключается в том, что автомобильный процессор и графический процессор будут формировать SOC, от распределенных до централизованного развития.

После многих лет ожесточенных сражений, глобальный GPU имеет олигополистическую схему. NVIDIA - абсолютный гегемон, за которым следует AMD, но после того, как Intel вернется на независимое поле битвы GPU, первоначальный баланс будет сломан.

Благодаря технологическим инновациям, расширению сценариев, расширенным слияниям и поглощениям, а также постоянному исследованию общих вычислительных возможностей GPU, основанных на программном стеке CUDA, NVIDIA стала лидером в области графического процессора и возглавляет глобальную разработку GPU. В 2022 финансовом году у Nvidia была рекордная выручка в размере 26,91 млрд долларов, что на 61%-по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

Глядя на структуру доходов NVIDIA, можно обнаружить, что, получая выгоду от сильного спроса на продукты AMPERE AMPERE NVIDIA, игры стали самой большой движущей силой, а рынок центров обработки данных имеет самые быстрые темпы роста, достигнув нового максимума в 10,61 млрд долларов США. ; И хотя автомобильный бизнес снизился, он будет продолжать расти в будущем. продолжит собирать урожай. Его следующий макет также полон огневой мощи: было запущено новое поколение настольных графических процессоров и графических процессоров ноутбука; Чип GH100 следующего поколения GH100 для центров обработки обработки данных или более 140 миллиардов транзисторов будет использовать 5-нм узловой модуль TSMC (MCM). И автономный водительский чип следующего поколения, который планируется использовать для массового производства в 2022 году, а вычислительная мощность достигнет 254топс. В настоящее время он выиграл проекты из нескольких производителей, таких как Weilai, Ideal, Volvo и Mercedes-Benz.

После «прогресса» в последние годы AMD прочно устроил вторую позицию на рынке процессоров и графических процессоров. С точки зрения макета графических процессоров, в 2022 году AMD дополнительно расширит рынок видеокарт с новыми TOP, средним и средним графическим процессором начального уровня с новой поддержкой программного обеспечения AMD. В области центров обработки данных AMD также агрессивен. Не так давно она выпустила карту акселератора Instinct MI200 на основе архитектуры графического процессора, посвященной HPC и AI Acceleration. Он использует архитектуру кДНК второго поколения (предназначенная для оптимизации вычислительных рабочих нагрузок центров обработки данных), является первым мульти-чипсом, первым графическим процессором, поддерживающим 128 ГБ памяти HBM2E и первый графический процессор Exascale (Exascale). Он также представил новый графический процессор для центра обработки данных, Radeon Pro V620 следующего поколения, разработанный для удовлетворения растущего спроса на ускорение графического процессора для облачных приложений, трехмерных рабочих нагрузок и многого другого.

Intel, которая имеет передовое преимущество в области интегрированных графических процессоров, таких как PCS, продолжает улучшаться с тех пор, как несколько лет назад объявила о возвращении на независимое полевое месторождение GPU. В конце 2020 года Intel дебютировала в архитектуре графического процессора XE в свой день архитектуры, микроархитектуру XE для удовлетворения потребностей, начиная от интегрированной/входной графики до центра обработки данных и высокопроизводительных вычислений. В то же время Intel выпустила свой первый графический процессор сервера данных центров обработки данных, завершив комплексную конструкцию гибридной архитектуры XPU «ЦП+графический процессор+FPGA».

В День архитектуры 2021 г. Intel запускает два отдельных графических процессоров. В День инвестиций, проведенный недавно, Intel выпустила два графических процессора, один для игровой области и один для центра обработки данных. Далее Intel объявила, что в третьем квартале будет выпущено в третьем квартале, который будет выпущен в третьем квартале, который интегрирует несколько ядер XE, аппаратные кодеры AV1, память GDDR6, отслеживание лучей и т. Д., А также может предоставить 150 триллионов операций на одну второй. Анкет Мало того, что для традиционного поля ПК также определяется выиграть и запустила видеокарты серии Arc Ruixuan для платформ ноутбуков и первую видеокарту серии A3 для настольных компьютеров - графический процессор Ruixuan A380. И, не только A380, серия Intel Sharp A5 и серия A7 с более высокой производительностью также будет доступна этим летом.

В поле GPU, где дым для пороха повсюду, Intel, полная огневой мощи, может бросить вызов AMD и NVIDIA во всех направлениях.

Гетерогенные вычисления "
С прямой точки зрения, гетерогенные «головоломки» трех гигантов Intel, Nvidia и AMD были примерно сформированы.

Среди этих трех гигантов неоднородная комбинация Intel, очевидно, более глубокая. За последние пять лет Intel, которая установила «ориентированную на данные» цель преобразования, продолжала обогащать свою планировку в области центра обработки данных посредством слияний и поглощений, включая приобретение высококачественных FPGA, ESIC и ASIC Companies , плюс разработка независимых графических процессоров, IPU, нейроморфных чипов, квантовых вычислительных чипов и OneApi, унифицированного программного инструмента программирования программирования для исследований и разработок, предоставляя унифицированную и упрощенную модель разработки приложений для гетерогенных вычислений, включая ЦП, графический процессор, FPGA и другие ускорители и реализуйте портфель продуктов, охватывающий несколько архитектур.

В сочетании с недавним крупномасштабным расширением стратегии IDM2.0, а также с помощью ряда действий, чтобы открыть x86 и присоединиться к лагере RISC-V в громком порядке, у Intel больше «карт Трампа» в эпоху изомеризации и удобнее.

С точки зрения AMD, его бизнес давно сосредоточился на двух основных областях процессора и графического процессора, а FPGA - его самый большой недостаток. Однако после того, как AMD объявила, что завершила приобретение Xilinx в транзакции всеобъемки, с глубоким накоплением Xilinx в полях FPGA, программируемой SOC и ACAP, он обеспечил AMD укрепление горизонтальных облачных и краевых компьютерных возможностей. «Питание». Слияние AMD и Xilinx не только сосредоточено на повышении своей конкурентоспособности бизнеса в центре обработки данных, но и на получение большего количества микросхем в эпоху гетерогенности центра обработки данных.

После того, как Pensando был приобретен AMD, это означает, что AMD не только официально вошел в область DPU, но и позволила бизнесу AMD полностью охватить процессор, графический процессор, FPGA, DPU и создал в основном полную вычислительную силу «головоломку».

Чтобы выполнить свой маршрут «GPU+CPU+DPU», NVIDIA впервые объявила о приобретении ARM громким образом, а затем потратил 6,9 миллиарда долларов на приобретение производителя израильского сетевого оборудования Mellanox для поставки DPU. Несмотря на то, что приобретение ARM в конечном итоге было «без случайного», оно в значительной степени инвестировало в разработку процессора и официально запустил свой саморазвитый процессор для AI Центра обработки данных и высокопроизводительных вычислительных приложений на конференции GTC в 2021 году-на основе архитектуры Arm Neoverse Чип Грейс. Согласно соглашению, NVIDIA получила почти 20-летнюю лицензию ARM по архитектуре, и в будущем процессоры на основе ARM могут быть разработаны с помощью IP-лицензии ARM.

Для Nvidia исследование и разработка процессора Grace имеет далеко идущее значение. Поскольку графический процессор необходимо сопоставить с операцией процессора, этот шаг больше не ограничивает его в процессоре, а самостоятельность и самообеспечение процессора также сделают свою неоднородную интеграцию более очевидной.

Столкнувшись с комплексным конкурсом, у трех гигантов также есть разные скрытые заботы.

По словам промышленных аналитиков, AMD также нуждается в времени, чтобы переваривать и интегрировать GPU+CPU+DPU+FPGA, чтобы расширить свою способность предоставлять ведущие решения для клиентов Cloud, Enterprise и Edge; В значительной степени испарившийся графический процессор Nvidia может столкнуться с ASIC в области ускорения центров обработки данных в будущем Intel, которая по -прежнему станет компанией, чьи гены принадлежат процессору, и инвестиции в графический процессор должны соответствовать росту ЦП, поэтому будет огромной проблемой, чтобы иметь дело с конфликтом развития между процессором и графическим процессором. Кроме того, в рамках эстафеты IDM2.0 основное внимание инвестиций неизбежно склоняется к передовому производству, и как сбалансировать инновации и интеграцию инвестиционных ресурсов основного XPUS также необходимо тщательно взвесить.

Следует отметить, что при определении протокола UCIE чип -рулета шкала проектирования может быть увеличена несколько раз, например, процессор, графический процессор и DPU могут быть расширены на n временами параллельно; Или для достижения вертикальной интеграции CPU+GPU+DPU можно объединить в супергрогенную единую чип или комбинацию из двух.

Следовательно, как запускать разные системы параллельно и как эффективно и адаптивно взаимодействовать, станет новой проблемой для гигантов. Кто может взять на себя инициативу в этом отношении, кто увеличит будущую победу.

Ключевые факторы, влияющие на схему
После повторного привлечения в битву вскрытие трех гигантов также будет полна огневой мощи.

В дополнение к тому, чтобы справиться с архитектурными инновациями, экологическим конструкцией и непрерывными тестами «XPU+», необходимо сказать, что процесс и упаковка являются ключами к превращению идей в реальные продукты для достижения сверхгрогенных вычислений.

Давайте сначала поговорим о процессе и связанных с ним факторах производительности.

Будь то процессор, графический процессор, DPU или FPGA, все они являются пионерами передовых технологий. Если вы хотите бороться с группой мастеров, использование самых передовых технологий - King.

Недавние новости показывают, что TSMC испытывает трудности с доходностью 3 -го процесса. Если проблема доходности 3NM продолжается, многие клиенты могут расширить использование 5 -нм процесса -узла, тем самым затрагивая поставки чипов клиентов, таких как AMD, Intel и Nvidia.

Это делает подачу узких мест, вызванных нехваткой мощности одним из препятствий, с которыми они сталкиваются. Как говорится в отчете Nvidia в своем отчете о доходах, будущие ограничения поставок останутся с помощью встречного встречи, учитывая глобальную нехватку производственных мощностей ChIP и пластин. По сообщениям, NVIDIA предоплатил TSMC около 1,64 млрд. Долл. США в третьем квартале 2021 года и в первом квартале 2022 года выплатит 1,79 млрд. Долл. США, в результате чего весь долгосрочный аванс заказа до 6,9 млрд. Долл. США намного выше, чем они платили ранее.

Преимущество Intel над NVIDIA и AMD является его растущим литейным бизнесом. Несмотря на то, что технология Intel еще не прорвалась на 5 -нм литейный завод, если она будет следовать своей технологической дорожной карте, она будет на уровне литейного уровня TSMC в 2025 году. Возможно, в то время Intel может полностью поддерживать свой собственный дизайн процесса, станет более комфортно На уровне гетерогенной интеграции X86, ARM и RISC-V и уделяют приоритет предложения с точки зрения гарантии мощности. Глубокий смысл, стоящий за стратегией IDM 2.0, может быть более глубоким, чем воображается.

Кроме того, гетерогенные вычисления не могут обойти гетерогенную интеграцию и расширенную упаковку. Содействие гетерогенной интеграции и передовой технологии упаковки позволяет создавать сложные системы в одном пакете, что может быстро соответствовать потребностям в энергопотреблении, объеме и производительности чипов в гетерогенных вычислительных системах.

На продвинутом уровне упаковки кажется, что Intel, как традиционный IDM, кажется, имеет больше преимуществ, и AMD изначально была IDM, но позже отбросил бизнес из производства чипов, но компания по -прежнему имеет гены процесса и упаковки. За последние несколько лет AMD начал с самого начала с его первой на рыночной технологией и технологии Interconnect, опираясь на технологию упаковки следующего поколения компании, 3D VACKED V-Cache. Здесь также Xilinx может помочь AMD, потому что Xilinx создал ряд высокопроизводительных технологий упаковки и взаимосвязей для своей адаптивной платформы FPGA.

Для nvidia, как чисто не подчиненная, он немного уступает Intel и AMD в процессе и упаковке гетерогенной интеграции, и он в большей степени зависит от партнеров не только в области высокопроизводительных приложений, но и с точки зрения процесса и упаковка.

В отличие от этого, Intel продвинулась несколькими способами и продолжает продвигаться в со-эмибе, UCIE, Foveros и т. Д., В частности, в 3D-упаковке Intel запустила Direct, который реализует переход к прямой связи с медь-и-коллегой. , и достигает ударов, более 10 микрон с помощью технологии HBI, позволяя более чем в 10 раз больше взаимосвязанности между различными чипами. Увеличение плотности. И недавно, карта акселератора верхнего уровня Ponte Vecchio, разработанная для суперкомпьютерной системы, число интегрированных транзисторов превысило 100 миллиардов, используя 5 различных производственных процессов и инкапсуляции до 47 различных единиц (плитка), становясь основанием на основе. технологии. «Интегратор» 3D-сложной технологии упаковки и технологии соединения со-эмибов.

Согласно данным консалтинговой фирмы Yole Developpement, производители полупроводников потратят около 11,9 млрд. Долл. США на капитальные затраты на продвинутую упаковку в 2021 году. Агентство заявило, что продвинутый рынок упаковки будет стоить около 2,74 миллиарда долларов в 2021 году и предсказает, что рынок достигнет обстановки. Годовой темпы роста 19% к 2027 году, когда рынок передовой упаковки достигнет 7,87 млрд долларов в год.


С этой точки зрения, будущие конкурсы также будут полностью запущены в области архитектурных инноваций, технологий, упаковки и т. Д. В этих аспектах трем гигантам может потребоваться все покрыть все.
Продукт RFQ