GPU發展進程
GPU發展史:也許故事才剛開始
GPU,英文全稱Graphic Processing Unit,中文名稱叫圖形處理器,在電子領域它是一種專門設計的、主要應用于圖形信號處理的單芯片處理器,在電腦中,如果你的顯卡是獨立顯卡,那麽GPU一般就處在PCB板的中心。
跟CPU的誕生不同,GPU是先擁有理論和雛形,然後等計算機技術發展到出現較爲複雜的圖形後,它才正式登台:
1962年,麻省理工學院(MIT)的博士伊凡•蘇澤蘭發表的論文以及他的畫板程序奠定了計算機圖形學的基礎。在隨後的近20年裏,計算機圖形學在不斷發展,但是當時的計算機卻沒有配備專門的圖形處理芯片,圖形處理任務都是CPU來完成的。與此同時,因爲計算機技術還沒有出現大的突破,對于圖形處理的需求也沒有那麽迫切,甚至絕大部分人還沒有使用過計算機。
當然,隨著計算機技術的發展,在電影行業及工程行業,對于計算機在圖形處理方面的需求迫在眉睫,1984年,SGI公司推出了面向專業領域的高端圖形工作站,才有了專門的圖形處理硬件,俗稱圖形加速器。它們開發的圖形系統引入了許多經典的概念,比如頂點變換和紋理映射。在隨後的10年裏,SGI又不斷研發出了一系列性能更好的圖形工作站。但是,由于價格非常的昂貴,在消費級市場很難獲得普及,用戶非常小衆化。而這段時期,在消費級領域,還沒有專門的圖形處理硬件推出,只有一些2D加速卡。
真正的改變發生在1995年,就是在這兩年間,萬維網和網頁浏覽器被發明出來,與此同時互聯網建設如火如荼,桌面系統的成熟也讓個人計算機走進千家萬戶,這一切都推動了GPU的發展:1995年,3Dfx公司發布了消費級領域史上第一款3D圖形加速卡voodoo,這也是第一款真正意義上的消費級顯卡。
注意,這裏是3D圖形加速卡,它的實質是非GPU芯片爲核心的顯卡,而非GPU。
從這個曆程中,我們可以看到一件事——消費者對于圖形處理的需求將隨著計算機的普及變得更加複雜高深。而這就需要顯卡擁有更爲非凡的能力,而不僅僅是圖形的加速處理。
而後在接下來的十幾年裏,在PC領域GPU的框架和發展方向基本已經很清晰,
如今,GPU已經逐漸發展到的性能過剩的時代,只有在極少數顯卡殺手級的遊戲的最高畫質下才能感覺到力不從心。這大概是遊戲開發人員最高興的事,因爲制約他們的不再是硬件,而是他們的思想。
也許2006年前後,人們對于“GPU可能制約計算機技術發展”的擔心已經不再出現,畢竟它已經能夠挑戰甚至超越同時其生産的CPU産品。
按理說故事到這裏也該結束了,但2007年,蘋果智能手機iPhone2G發布,一個新的時代到來。
這裏需要介紹的是手機GPU的各大“勢力”。
在上邊說了,PC端基本上就是英偉達、AMD這兩家霸占了GPU市場,當然,Intel其實也能排進PC端GPU巨頭的行列,不過它現在完全是集成顯卡,在技術實力上沒辦法跟前兩個大佬相比。
到了手機GPU領域,英偉達的老大地位就不保了,大家可以看下面這張圖片:
麒麟970
GPU應用前景:爲什麽我們要發力GPU領域?
中國半導體行業真正開始發展,我覺得應該是在加入世貿組織之後,眼界的開闊,改革開放的深化,以及經濟的迅速發展,這些因素促成中國成爲全球最大的制造業基地,尤其是消費電子生産基地。甚至可以說,中國成爲消費電子全球産業鏈的一個橋梁,我們在這裏接觸上遊和下遊産業,加深了解,並在這個産業鏈中找到了自己的位置。
但我們在後來認識到一點:如果關鍵的底層技術不掌握在自己手裏,那麽我們現在擁有的一切基本上屬于空中樓閣。
問題是我們無法在每一個領域上都投入巨大金錢和精力,這就需要我們做出選擇,去選擇最底層、最尖端和最關鍵的技術方向。
就智能手機領域來說,研發方向涉及到锂電池、攝像頭及芯片、屏幕、CPU、內存芯片、聲音元件、安全芯片等等,當然也包括GPU。
在過去的這些年裏,續航這方面有快充技術,攝像頭及芯片這個方向我們基本上放棄了研發,用的是索尼和徕卡等産業鏈上遊廠商的供貨,屏幕上取得了突破(京東方)、CPU有華爲海思、內存芯片用的三星……總之,我們基本上在各個細分領域都能擁有話語權。
但在GPU這個行業,中國企業基本上完全沒有建樹和聲量。
數據顯示,從全球專利公開國看,GPU專利全球布局重心在美國。截至2015年在GPU技術領域全球共計6522個專利家族,其中1766個家族有中國專利,而其中超過總數80%的5459個專利家族有美國專利,剩余世界五大專利局的日歐韓分布也排名靠前,均有超過10%專利家族有該國專利布局。從各國公開趨勢來看,在美國、中國和韓國專利布局比重呈逐年上升趨勢。
而從專利技術趨勢看,全球GPU領域專利IPC排名前三的分別是G06T15/00(三維圖像的加工)、G06T1/20(通用圖像數據處理的處理器結構;處理器配置,如流水線)和G09G5/00(陰極射線管指示器及其他目標指示器通用的目視指示器的控制裝置或電路),並且近三年全球GPU專利在IPC總數排名靠前的兩個領域比重有顯著增加,中國在近幾年的相關專利技術也都集中在前兩個領域。
另外從專利權人分布看,排名靠前的公司基本上都在英美日,世界排名前三的就是英偉達、英特爾和AMD。而截至到2015年,單個中國專利權人僅持有個位級別數量的GPU技術專利家族,並且領先的這兩家單位都是並購來的。
當然,這些情況的發生也可能因爲在過去的這些年裏,GPU並沒有表現出足夠讓我們重視的分量,更多時候它更像是購買CPU時候買一贈一的贈品,但現在情形不同了。




