芯动科技首款国产4K级高性能GPU发布！“风华1号”多项核心技术全球先进

集微网消息，随着计算处理需求急速攀升，GPU除了原本的视频加速、2D/3D游戏应用之外，越来越多地用于服务器、人工智能、边缘计算、矿机、汽车等领域的衍生需求。在“云化”计算加速的现在，GPU成为了专用计算时代的刚需，在算力经济、AI、中美博弈等因素的推波助澜下，国内GPU创业融资领域正呈现出前所未有的光景。

11月26日，芯动科技发布首款国产高性能4K级显卡GPU芯片“风华1号”，并通过现场多项4K级重度渲染演示，揭开了这款集众多自主技术创新、备受瞩目的国产GPU芯片的神秘面纱。

芯动云计算总裁敖海介绍，“风华1号”单芯片A卡渲染能力达到160GPixel/秒，FP32浮点性能达到5T FLOPS；3D图形渲染处理管线定制优化，支持Linux/龙芯/Windows/安卓操作系统图形框架，同时支持4路4K@60、16路1080P@60fps或32路720P@30fps，集渲染+低延迟编解码+AI计算于一体；AI性能为25TOPS(INT8)；芯片支持32路SRIOV虚拟化，内置中国专利的物理不可克隆PUF技术，保护信息安全；显存技术采用全球领先的GDDR6/GDDR6X Combo自研技术，单比特最大传输速率达到19Gbps；显存带宽最高可达304GB/s，显存容量最大可扩展至16GB；主机接口支持PCIe4.0X16，且向下兼容PCIe3.0/2.0X8；视频输出接口方面，“风华1号”配置自研HDMI2.1/DP1.4/VGA等超高清接口，支持多路独立输出。

芯动云计算总裁敖海

“风华1号”还首次成功实施了中国自主标准的Innolink Chiplet多晶粒技术， 通过Innolink chiplet扩展，“风华1号”GPU显卡服务器用B卡，在A卡基础上直接性能翻倍， 渲染能力达到320GPixel/秒，FP32浮点性能达到10T FLOPS；同时支持32路1080P@60fps和64路720P@30fps强渲染+低延迟编解码+AI计算，显存达到32GB。

芯动科技在发布会现场进行了“风华1号”A卡的渲染演示，在国产CPU和操作系统桌面上办公上网、CAD设计、图形工作站、EDA设计、GIS实景地图、重度游戏benchmark、OpenGL4.0 Heaven、Vulkan框架下运行Windows游戏、多路云游戏等多种高清渲染场景下的流畅表现，实测功耗表现非常优秀，桌面4K重度渲染典型芯片功耗在20W左右，多路重度云渲染典型功耗在50W左右。

与会者参观“风华1号”演示

“风华1号”显卡实现了多个第一，如第一款渲染能力达到5T-10T FLOPS的国产GPU显卡，第一款图形API达到OpenGL4.0以上，并能实际演示4.0 benchmark的GPU，还是第一款支持多路渲染+编解码+AI服务，硬件虚拟化和chiplet可延展的国产GPU等。“风华1号”大幅提升了国产GPU的渲染能力，在5G数据中心渲染性能对标国外服务器级别显卡，效果惊艳全场。

芯动科技SoC体系架构师何颖指出，现代GPU架构已经被成千上万专利所保护，没有哪个初创公司的GPU架构是自己完全从无到有开发出来的，大家无一例外都是在一定授权基础上的开发，“那些宣称架构完全自研的初创公司，都是经不起深究的。”他强调，“我们获得授权的架构和苹果M1的GPU一样，并针对未来国产GPU生态建设和国内使用环境进一步深度定制，加上我们自研的核心技术和大量创新，确保了国产GPU持续演进和自主可控。”

厚积薄发，“风华1号”实现从0到1的突破

“风华1号”的正式发布意义重大，技术含金量高，一改过去国产显卡不好用的体验，实现了国产5G数据中心服务器GPU和4K桌面GPU这两大应用场景从0到1的突破。

芯动科技工程副总毛鸣明指出，“风华1号”大型芯片的诞生，绝非偶然，是芯动科技15年如一日，长期深耕核心技术厚积薄发的必然。“15年来芯动科技低调务实，敢为人先，攻关克难，团队十年坐得板凳冷，付出的努力和心血是难以想象的。光是行业创纪录的200多次先进工艺流片，就可见一斑。芯动连续11年细分市场遥遥领先，在重大开发投入的情况下，还能持续盈利，为各国产半导体代工厂和300家全球知名客户提供顶尖IP和芯片定制，包括中兴通讯、华为海思、瑞芯微、君正、微软、AMD、亚马逊等知名公司逾50亿颗先进SoC芯片背后，都有用到芯动技术。芯动以前是幕后英雄，在to B的圈子非常有名， 为众多客户一次流片成功并做到自主可控，成就客户，也成就了自己，芯动在长期研发中积累了GPU所需要的全套高端IP、图形芯片内核定制技术和先进工艺经验， 所以‘风华1号’能够一炮打响、性能超群。”

据悉，“风华1号”上搭载的GDDR6X顶级难度的显存技术，目前全球只有英伟达和芯动科技两家拥有。“核心技术是买不来的，英伟达的高带宽显存技术一直自研，是其保持其竞争优势和70%利润率的一大利器，芯动科技在这方面能与其并驾齐驱，确保了GPU性能和工艺量产的灵活性和性价比。”芯动科技GDDR6X研发负责人高专感慨道。

高专解释，GDDR6X的PAM4并行技术超级难做，英伟达与美光在一栋楼里共同研发两年才研发出来。而芯动团队是全球唯一一家，仅凭有限的远程技术支持，只用一年时间就做出来了。“连AMD都没有做到，所以美光的架构师都不禁感叹我们的研发实力之强，令他们印象深刻。”他强调，“事实上, 如果没有我们团队十多年的技术基础积累和200次流片打磨的经验，这个成果是无法实现的，芯动科技绝对是国内硬科技企业的代表。”

世界知名GPU图形学专家杨喜乐博士分享GPU的前世今生

全球GPU芯片领域从几何物理渲染到计算引擎领域的知名专家、芯动首席算法科学家杨喜乐博士指出，GPU研发绝不像互联网的同质化竞争，现代GPU的理论基础太深、开发应用坑太多了，技术发展日新月异，竞争极其激烈。要拿出一款对标行业先进水平的图形GPU，且流畅兼容各种应用，绝不是一朝一夕的事，对团队紧密协作能力要求很高，必须踏踏实实地长期市场化打磨，靠PPT烧钱只会是死路一条。没有一个跨多领域和有大量流片交付经验的复合型技术团队，不懂GPU底层算法架构和软硬件创新，不能根据实际情况和自身实力长期潜心持续演进架构和开发，不可能在这个领域成功。

“风华1号的诞生，倾注了数百名芯动GPU工程师的心血，其中凝聚了芯动自有的众多技术积累和来自世界著名GPU公司的顶尖人才的联合参与，风华1号仅仅是个开始，风华2号和3号已经在路上了”。杨喜乐表示。

前AMD图形框架开发领军人物、芯动DX团队负责人张涛表示，明年就会发布风华显卡Windows操作系统的DX框架。

敖海表示，芯动科技的使命是让风华GPU走进千家万户，让大家习惯用国产的GPU办公和娱乐。“‘风华1号’是芯动人努力和成果的结晶，这只是风华系列GPU赋能国产生态的开始。芯动正在加紧与合作伙伴进行‘风华1号’适配调优，在向数据中心和国产桌面GPU 等合作伙伴送样的同时，新一代GPU芯片已经在路上了。”

先进工艺的强悍迭代能力是芯动的固有优势，芯动科技将依靠自有IP和定制能力以及代工厂合作伙伴的支持，不断演进先进技术，确保性能持续领先、供应链安全和优势性价比。“我们计划在未来三年里持续每年量产两颗以上、性能不断大幅度提升的GPU芯片, 并满足用户的定制需求。明年初‘风华2号’和‘风华3号’将接踵而至， 2022年我们计划投片5纳米加光追技术，赋能国产GPU产业链我们志在必得，请大家拭目以待”。”敖海宣布。

结语

“风华1号”的诞生正当其时, 填补了国产4K级桌面显卡和服务器显卡两大空白，支持国产新基建5G数据中心、桌面、元宇宙、云游戏、云桌面等千亿级产业。“风华1号”是芯动赋能国产GPU生态链的开始，期待在不就的将来，国产高性能GPU能走进千家万户，使全球用户都能在办公、娱乐中体验科技带来的流畅和快乐！