1 什么是GPU

GPU：英文全称是graphics processing unit，中文为图形处理器或显示核心、视觉处理器、显示芯片等，GPU是一种微处理器，能够在个人电脑、工作站、游戏机和一些类似平板电脑、智能手机等移动设备上做图像和图形相关运算工作。

GPU的结构有八大部分，分别是图形显存控制器、压缩单元、BIOS、图形和计算整列、总线接口、电源管理单元、视频管理单元、显示界面。GPU的出现使计算机减少了对CPU的依赖，并解放了部分原本CPU的工作。

2 GPU的分类

(1)按接入方式分为独立GPU和集成GPU。独立GPU一般封装在独立的显卡电路板上，拥有独立显存，而集成GPU常和CPU共用一个Die，共享系统内存。

(2)按应用端分为PC GPU、服务器GPU、移动GPU。PC GPU，在轻度办公场景下会优先考虑集成GPU，提高效能;在重度办公场景下会优先考虑独立GPU，保证性能输出。服务器GPU可做专业图形处理、计算加速、深度学习等应用，根据云计算、人工智能等一系列技术的发展，服务器GPU将以独立GPU为主。移动GPU由于专注轻薄，内部空间紧凑，所以一般采用集成GPU。

3 GPU与CPU的区别

由于芯片设计不同， GPU与CPU存在差别。CPU的计算单元是以低延迟为导向的，通常由专为串行处理而优化的几个核心组成，而GPU的计算单元是以吞吐量为导向，由数以千计的更小、更高效的核心组成，专为并行多任务设计。微架构不同。CPU的缓存大于GPU，但在线程数，寄存器数和SIMD(单指令多数据流)方面GPU远强于CPU。

CPU与GPU的核心对比如下

(1)CPU：①强劲的算术逻辑单元：减少运行延迟;②大缓存：将长延迟的存储访问转换为低延迟的缓存访问;③复杂控制器：分支预测来减少分支延迟;数据推进来减少数据延时

(2)GPU：①高效能算数逻辑单元：大量长延迟但高度流水线化的单元实现高吞吐;②需要大量线程来承受高延迟：逻辑线程化;线程状态;③小缓存：提高存储吞吐量;④简单控制器：没有分支预测;没有数据推进

4 国产GPU公司及业务简介

景嘉微：新一代高性能、高可靠GPU，支持国产CPU和OS(87.96%)

航锦科技：长沙韶光GPU芯片已经可以满足日常办公及娱乐使用

芯原股份：2015年，收购了美国图芯技术Vivante GPU的IP

壁仞科技：云端通用智能计算GPU(AI训练和推理、图形渲染、高性能通用计算)

中船重工：709所、716所，GPU产品应用于军民两用电子设备、工业控制、电子信息等领域

龙芯：成立GPU突击队，2020年开始进军GPU领域

兆芯：独立70W GPU(台积电28纳米制程)

芯瞳半导体：国产自主的GPU和人工智能芯片(党政军、云游戏)，与国产CPU和OS正在双向认证

芯动科技：“风华”系列智能渲染卡GPU图形处理器

海思：GPU Turbo技术(软件层面提升GPU性能)

西邮微电：自主知识产权高性能图形图像处理、虚拟现实、人工智能等专用处理器芯片

天数智芯：中国第一家GPGPU云端芯片及超级算力系统提供商

登临科技：GoldwasserTM GPU+ 片内异构设计

摩尔线程：构建中国视觉计算和人工智能领域计算平台，GPU产品线覆盖通用图形计算和高性能计算

沐曦集成电路：采用国际最先进工艺制程，设计高性能通用GPU产品，服务数据中心、人工智能等领域

翰博半导体：AI云计算GPU

燧原科技：AI云计算GPU

来源：《【精选】2021年电子行业GPU研究框架分析报告（107页）.pdf》