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Intel第三次冲击独显市场,独显三国时代即将到来?

摘要: 近日,Intel的官方正式公开宣布进军独立图形处理器市场,首款独立显卡产品将在2020年上市。

图片来源:视觉中国

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近日,Intel的官方正式公开宣布进军独立图形处理器市场,首款独立显卡产品将在2020年上市!

据分析师Ryan Shrout透露,该消息来自Intel CEO Brian Krzanich(科再奇),后者在上周的分析师会议上对外公开。后来,Intel官方推特@Intel News做了证实,同时官推甚至转发了Ryan Shrout的评论文章《Opinion: Intel makes it a three-way race with AMD and Nvidia on graphics chips(观点:Intel入局GPU芯片市场、和AMD/NVIDIA掀起三巨头之争)》。

这是一个传闻已久,业内也认为肯定会发生的事情,如今不过是官方正式承认并宣布而已。Intel在去年11月招募来AMD前显卡一把手Raja Koduri(今年Radeon品牌操盘手Chris Hook也加入,担纲市场营销工作)时就表明了进军独显的决心。不过Intel对外用“第一次”来表示,可熟悉行业史的人明白,这应该是Intel“三进宫”了。

我们先简单回顾下,前面两次Intel进军独立GPU市场的失败经历。

其实按照市场份额,Intel是全球桌面图形处理器最大供应商,但能够获得这个殊荣完全是因为它在处理器领域的垄断所造成,它的所有图形处理器都是集成在处理器里面的,也就是所谓的核显。对游戏性能没有很高要求的用户使用核显完全可以满足要求,所以核显的市场占有率之高,远超另外两家图形处理器巨头NVIDIA和AMD。所以我们要在图形处理器前面加个独立两字,如果不加限定,Intel已经是整个桌面图形处理器市场占有率的霸主。

形成现有市场格局的原因还是历史路径造成的。Intel的GPU研发可以追溯到1997年,那一年Intel通过收购Chips and Technologies(C&T)获得了2D显示核心技术,3D技术则是在拥有20%股权的Real3D的协助下进行研发。C&T是一家非常传奇的公司,做过x86兼容处理器,主板芯片组和显示芯片,甚至很多人认为它是无晶圆半导体公司的开山鼻祖。Real3D技术来自洛克希德马丁公司,当年也是明星创业公司,可见Intel的收购目标还是比较精准的。

 

1998年2月,Intel740(简称为i740)正式发布,这是Intel研发的唯一一款被用于独立型显卡上的显示内核。当年这款独立显卡凭借着对新型接口AGP的支持和对DirectX的良好兼容性,虽然游戏性能和当时的王者3dfx的Voodoo不可同日而语,但在显卡市场仍旧掀起一股旋风,成为很多用户的首选。到了1999年4月27日,Intel公布了Intel740的后续版本——Intel752。但Intel在发售前决定将i752集成在主机上,取消独立显卡,于是就此退出独立图形芯片市场。

Intel推出的i740和i752虽然获得了不错的市场反应,占领了相当的低端市场。但作为3D图形加速卡,其游戏性能只能处于中等水平,落后于3dfx与NVIDIA,这无疑令事必争先的Intel 颇为不悦。最为关键的是,Intel考虑到自身在图形技术方面积累有限,如果进军高端3D游戏领域,即便投入大量的人力与财力,也未见得就会从对手身上占得多少便宜,而且高端3D游戏显卡市场不仅规模实在有限,竞争也更加激烈,除了当时处于领先地位3Dfx以外,NVIDIA,ATI、S3、Trident、Matrox、3DLabs等都对此虎视眈眈。显然这个决策决定了后20年Intel在显卡市场的走向,也就是专注于集成显卡领域,依靠中央处理器的垄断优势扩展市场份额。

Intel在当时选择的道路并不是错误,相反,Intel的确在图形市场获得了非常高的占有率和不错的利润。但是图形业发展的一日千里也的确让人瞠目,所谓量变引起质变,AMD和NVIDIA几乎垄断了GPU的高级技术,而GPU的巨大能量也开始向其它领域释放,对Intel直接造成了威胁和打击。

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如果说游戏市场对Intel不是那么重要的话,在数据中心和超算领域日渐风靡的GPGPU就不是Intel能够忽视的对手了。NVIDIA通过CUDA在通用计算领域风生水起的时候,Intel终于也坐不住了,宣布研发自己的Larrabee独立图形处理器。CUDA的发展已经开始改变市场的格局,娱乐领域尚且不谈,GPU强大的计算能力和巨大的潜能已经成为科学计算、商业运算的新亮点,而这正是Intel传统的优势所在,如果在高端通用计算和商业大规模运算市场被逐渐蚕食,将触动Intel最核心的利益所在,这是Intel最不希望看到的,也是Larrabee推出的根本原因。

Larrabee这款处理器的架构和当时所有图形处理器都不同,是基于自家的x86架构奔腾内核,指令方面除了拥有部分新的图形处理指令以外保有大量的x86指令,使得它拥有更为灵活的可编程特性以及更为强大的通用运算处理能力,算是英特尔发展多核心x86并发运算架构的一个延伸。但正是因为它的架构突出了可编程特性,使得它在图形处理方面的效率并不占优优势,缺乏一些图形处理中必需的专用逻辑电路,尤其是连光栅化渲染都是用软件来处理,相信在功耗方面肯定是不占优势的。

Larrabee构架

Intel当时计划最迟于2010年推出Larrabee图形核心作为消费级图形处理器产品,但由于多次的“跳票”、研发进度不如预期、图形性能不佳、功耗过高等因素,最终于2010年5月宣布取消发布相关显卡的计划。2011年,英特尔首度承认MIC(集成众核架构)项目其实就是Larrabee项目的后续完善版本。可见这个项目本身就是针对通用计算设计的,做图形处理不过是其中一个应用,它的图形性能不佳完全是可以预期的。

NVIDIA CEO黄仁勋当年也批评了Larrabee的种种不合理之处。他认为Larrabee的性能在老旧的x86架构的拖累下不可能有出色表现。还批评英特尔没能在可编程和固定功能上作出合理平衡,过分强调可编程,而图形处理任务过程当中并非全部都可以通过可编程来实现,即使有但性能也会非常糟糕。商用技术评论认为这个评价非常中肯,不愧是GPU大佬级人物,一下子就击中了Larrabee项目的要害,这个处理器根本就不是专门为图形处理设计的,它的目的就是做通用计算,用来和NVIDIA的GPGPU竞争的。

所以我们看到Larrabee项目虽然中止,但在这个项目上继续研发而来的Xeon Phi融核处理器产品线已经成为Intel对抗GPGPU的主力产品,直到现在还在人工智能加速领域和NVIDIA竞争。所以作为消费级图形处理器项目,它失败了,但它的技术找到了自己更加适合的应用场景。

它同时对NVIDIA及AMD研发GPU的理念亦产生不少影响。NVIDIA在2010年推出的GeForce 400系列时所用的“Fermi”架构便引用Larrabee的一些设计概念,将GPU内部模块化,每个模块内部下辖多组流处理器(称“SM”单元)以及一些特殊单元,构成一个称为“GPC”的模块。AMD在2011年底推出的Radeon HD 7000系列时所用的“次世代图形核心(Next Graphics Core )”架构更是大量引用Larrabee项目的设计概念,将一些流处理器以及一些指令分派单元合作一个模块,称为“CU”。这种众核处理器的思路在GPU走向通用计算的道路上是必经的方向,Intel当年走得过分激进而已。

Intel前面两次进入独立图形处理器市场有着相似的时机,第一次是踏着3D加速卡启蒙的黄金时期,第二次是迎着GPU发展的重要转折点;第一次是窥到了这个行业的巨大潜力和利润,第二次是发现了GPU对自身的威胁。相比较第一次,Intel再度进入图形卡市场有着更强烈的背水一战的味道。那么第三次呢?经过前面两次的失败,Intel为何仍旧死不悔改?

当然是看中人工智能时代巨大的商机,技术商业评论前不久的文章里已经提到Intel在人工智能时代的整体战略是全面布局,在所有的处理器架构都下注,现在通过收购和研发等手段已经拥有CPU、FPGA、ASIC、DSP、类脑神经元处理器,现在就缺GPU,鉴于GPU现在人工智能领域的强势地位,它的战略价值不言而喻。而且现在除了游戏市场和数据中心,数字加密货币、自动驾驶汽车都对高性能GPU有巨大需求,再加上移动产品和VR/AR设备的巨大体量,如此巨大的诱惑不可能不引得Intel动心。而现在GPU领域没有合适的收购对象,那么只能自己重新投入研发。

2017年11月6日,Intel 和 AMD 共同确认,双方将合作推出一款集成 Intel CPU 和 AMD GPU 的新产品,以用于轻薄的游戏笔记本电脑中。11月7日,AMD 宣布该公司的首席 GPU 架构师、Radeon 高级副总裁 Raja Koduri 离职。11月8日,Intel 宣布 Raja Koduri 的加盟并任命其为 Intel 首席架构师,并在新成立的核心和视觉计算事业部(Core and Visual Computing Group)担任高级副总裁。伴随着 Raja Koduri 入职,Intel 又专门成立了一个新的事业部。

当时业界就猜到Intel要重启独立GPU业务,但Intel一直没有官方宣布,但在今年2月份在旧金山举办的ISSCC 2018国际固态电路大会上,首次公开披露了新一代独立显卡设计思路和原型。

英特尔新一代独立显卡简介

这款GPU原型芯片采用Intel 14nm工艺制造,面积8×8毫米,集成了15.24亿个晶体管,架构上基于Intel当前的第九代核显,不过是超低功耗平台上的低压版本Gen9LP。内部基本结构依然是EU计算单元,总计18个,分为三组,同时整合系统助手(System Agent),包含控制系统、IO,甚至还有4MB页面缓存。他们通过一个FPGA桥接模块,再通过PCI-E总线与PC主机相连。

如果新GPU真是这个架构,那么和以前的核显没有本质改变,仍旧是基于第九代核显的架构升级,根据半导体业内某资深人士的讲法,Intel的核显性能差主要是因为晶体管堆得少,单位面积的性能其实不比NVIDIA和AMD差。如果此说属实,那么Intel第一代图形处理器很可能就是在原有核显架构上通过增加计算单元的方式来提高性能。毕竟完全从头开始设计一个图形处理器架构,3年内上市,在时间上很可能根本来不及。

披露Intel进军独立显卡市场信息的分析师Ryan Shrout表示:“使英特尔产品的性能与效率与AMD、NVIDIA处在同一等级只是第一步,围绕新硬件构建和巩固必要的软件生态系统和工具,对任何一家公司来说都是一艰巨的任务,即使是硅谷巨头也难以做到。在2020年我们看到产品并做出评估之前,NVIDIA和AMD仍然会是领导者。”的确,对Intel来说,驱动程序和软件开发环境是现在最大的短板,能否跟上另外两个巨头,要看它是否有巨大的有效投入。

随着苹果、三星甚至华为都要推出自己设计的GPU,GPU已经成为异构计算新时代最热门最具有战略价值的处理器架构,所有半导体巨头都不会错过这个看似大局已定的市场。桌面独立显卡市场由于Intel的加入,会演变成三国演义,Intel前面两次虽然失败但是技术上的积累不算差,如果肯加大投入,三分天下有其一还是有很大可能。随着Intel这条鲶鱼的加入,感觉有点沉寂的独立显卡市场,似乎会迎来下一轮的混战。

【钛媒体作者介绍:商业技术评论,公众号(biztechreview)】

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