公司客服:010-89218002
杜經(jīng)理:13911702652(微信同號)
張老師:18610339331
GPU行業(yè)全景分析:市場格局、產(chǎn)品特性、需求趨勢與中國發(fā)展機遇
(2025-2031中國GPU市場全景調(diào)研與投資戰(zhàn)略指南)
1、GPU市場分析
GPU(圖形處理芯片)又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片,是一種主要用于計算加速領(lǐng)域的微處理器。GPU從早期的圖形渲染任務(wù)開始,隨著軟件和硬件技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,逐漸擴展至計算加速等領(lǐng)域。GPU的關(guān)鍵組件包括決定其處理能力和運算效率的微架構(gòu),以及由開發(fā)工具、程序庫和應(yīng)用程序接口(API)組成的強大軟件生態(tài)系統(tǒng),這一生態(tài)系統(tǒng)確保了開發(fā)者能夠在各類應(yīng)用場景中高效調(diào)用GPU的計算能力。
根據(jù)功能定位,GPU主要分為全功能GPU、圖形GPU和GPGPU:全功能GPU,以英偉達(dá)和摩爾線程為代表,這類GPU具備功能完備性與計算精度完整性,在工作效率、生態(tài)完整多樣性以及兼容性等方面更具優(yōu)勢,能夠更好地適應(yīng)未來新興及前沿計算加速應(yīng)用場景的需求;圖形GPU,專為圖形渲染和PC游戲應(yīng)用而設(shè)計,針對高清顯示及高性能2D/3D圖形計算進(jìn)行了優(yōu)化;GPGPU,省去了與圖形顯示和渲染相關(guān)的功能,專注于利用GPU架構(gòu)執(zhí)行通用并行計算任務(wù)。與其他類型的GPU相比,全功能GPU可滿足更廣泛的應(yīng)用需求,在元宇宙、世界模型、具身智能、物理AI等未來AI的發(fā)展趨勢下,全功能GPU將擁有顯著的競爭優(yōu)勢。
2、GPU產(chǎn)品特性介紹
(1)GPU關(guān)鍵參數(shù)介紹
GPU的性能由多個關(guān)鍵參數(shù)決定,包括核心數(shù)量、工作頻率、顯存容量、顯存帶寬、計算能力與精度覆蓋范圍等:
核心數(shù)量。作為GPU的核心指標(biāo),核心數(shù)量越多,GPU在處理圖形渲染、科學(xué)計算、AI計算加速等任務(wù)時能夠處理更多線程,提升運算效率。核心數(shù)的增加不僅可以顯著提升性能,也能有效分?jǐn)偣ぷ髫?fù)載,從而更好地滿足高強度計算需求。
時鐘速度。時鐘速度指GPU每秒可執(zhí)行的時鐘周期數(shù),對數(shù)據(jù)處理速度和性能輸出具有直接影響。更高的時鐘速度意味著在同等時間內(nèi)能夠完成更多的運算任務(wù),滿足對實時性、低延時的應(yīng)用場景需求。
顯存容量。顯存是GPU臨時存儲數(shù)據(jù)的空間,容量的大小在處理大型數(shù)據(jù)集、高分辨率圖像或視頻時尤為重要。較大的顯存容量可減少GPU與系統(tǒng)內(nèi)存之間的頻繁數(shù)據(jù)傳輸,在多任務(wù)或高分辨率場景下有效提升性能和效率。
顯存帶寬。顯存帶寬指單位時間內(nèi)GPU內(nèi)部存儲器可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。較高的顯存帶寬確保了在面對高負(fù)載時,數(shù)據(jù)能被快速送達(dá)處理核心,進(jìn)而維持流暢的運行效率。對需要高吞吐量的應(yīng)用(如深度學(xué)習(xí)推理或復(fù)雜圖形渲染)而言,顯存帶寬是關(guān)鍵的性能瓶頸之一。
計算能力。計算能力通常以GFLOP/S(每秒十億次浮點運算)表示,是衡量GPU并行計算性能的主要指標(biāo)。更高的計算能力意味著在AI計算、科學(xué)計算、工程模擬等高強度場景中可以實現(xiàn)更快的運算速度和更高的產(chǎn)出。
計算精度覆蓋范圍。GPU支持的計算精度范圍(如FP64、FP32、FP16、FP8、INT8等)反映了其在多樣化任務(wù)中的靈活度。隨著AI技術(shù)的不斷演進(jìn),不同的應(yīng)用場景對計算精度的要求也各不相同。能夠支持多種精度水平的GPU不僅具備更高的靈活度,也能在多樣化的AI任務(wù)中實現(xiàn)更佳的性能與能效。
GPU在上述關(guān)鍵性能指標(biāo)的綜合表現(xiàn),直接決定了其在AI訓(xùn)練、推理,以及圖形渲染、科學(xué)計算等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的表現(xiàn)水平。各大GPU廠商在核心數(shù)、頻率、顯存容量、顯存帶寬及計算精度覆蓋等方面的持續(xù)創(chuàng)新與投入,也推動了GPU性能的不斷跨越,為更多行業(yè)與應(yīng)用場景的數(shù)字化升級奠定了堅實基礎(chǔ)。
(2)GPU生態(tài)系統(tǒng)介紹及其重要性分析
GPU生態(tài)系統(tǒng)由上層算法庫、中層接口、驅(qū)動程序、編譯器和底層硬件架構(gòu)等構(gòu)成。主要的研發(fā)挑戰(zhàn)集中在GPU硬件架構(gòu)和通用計算軟件生態(tài)系統(tǒng)上。在軟件生態(tài)系統(tǒng)中,GPU廠商需要長期投入開發(fā)IP和軟件堆棧,以構(gòu)建完整的開發(fā)者生態(tài)。以英偉達(dá)的CUDA生態(tài)系統(tǒng)為例,其自2006年推出以來不斷擴大,吸引了數(shù)百萬開發(fā)人員,形成了完善且龐大的開發(fā)者生態(tài)。在全球范圍內(nèi),僅有少數(shù)幾家公司構(gòu)建了完整的軟件生態(tài)系統(tǒng)。目前,英偉達(dá)的生態(tài)系統(tǒng)不易被超越,CUDA的兼容性預(yù)計將引導(dǎo)未來生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展方向。因此,能夠與現(xiàn)有生態(tài)(如CUDA)保持兼容的新興生態(tài)系統(tǒng),有望實現(xiàn)快速發(fā)展并迅速擴大市場份額。
(3)GPU行業(yè)商業(yè)模式分析
GPU行業(yè)的商業(yè)化模式包括芯片、板卡、系統(tǒng)、一站式解決方案及SoC等形式,針對不同的客戶群體和應(yīng)用場景:芯片模式通常面向高性能計算等專業(yè)領(lǐng)域,以ToB為主;板卡模式既可服務(wù)個人消費者,也能滿足企業(yè)客戶對圖形渲染與并行計算的需求;系統(tǒng)模式側(cè)重提供整機方案,為數(shù)據(jù)中心或高端工作站提供集成化支持;一站式解決方案則通過軟硬件一體化方式,深度滿足行業(yè)客戶的需求;而SoC則將GPU、CPU等集成在同一芯片中,為機器人、新能源汽車等提供定制化、高效率的嵌入式計算能力。這些商業(yè)模式在滿足市場細(xì)分需求的同時,也為GPU廠商帶來了多元化的收入來源和競爭優(yōu)勢。
3、GPU行業(yè)市場需求分析
在全球范圍內(nèi),歐美等發(fā)達(dá)國家及地區(qū)在AI領(lǐng)域的研發(fā)起步較早,早期資本投入較大。因此,在過去五年中,隨著AI應(yīng)用(如ChatGPT大模型技術(shù))的突破,全球市場對AI算力的需求顯著增加。以英偉達(dá)為代表的GPU產(chǎn)品,因其成熟的開發(fā)者生態(tài)以及優(yōu)秀的算力性能,使得GPU市場規(guī)模在過去五年迎來了爆發(fā)式增長,2024年達(dá)到10,515.37億元。
未來,隨著中國國產(chǎn)AI技術(shù),如DeepSeek大模型、具身智能、智能駕駛等技術(shù)的持續(xù)突破,中國AI技術(shù)水平已經(jīng)逐步達(dá)到國際領(lǐng)先水平,全球AI市場亦隨之進(jìn)入了一個多元發(fā)展的新時期。全球GPU市場規(guī)模預(yù)計在2029年將達(dá)到36,119.74億元,其中,中國GPU市場規(guī)模在2029年將達(dá)到13,635.78億元,在全球市場中的市場占比預(yù)計將從2024年的15.6%提升至2029年的37.8%。
2020-2029年全球GPU市場規(guī)模(收入)
資料來源:普華有策
2020-2029年中國GPU市場規(guī)模(收入)
資料來源:普華有策
過去五年,中國GPU產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,市場規(guī)模從2020年的384.77億元快速增長到2024年的1,638.17億元。GPU產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域可細(xì)分為AI智算產(chǎn)品和桌面級產(chǎn)品。未來,隨著AI的應(yīng)用不斷開發(fā),對于GPU等算力基礎(chǔ)設(shè)施的需求預(yù)計將會出現(xiàn)爆發(fā)增長。預(yù)計到2029年中國GPU市場規(guī)模將增長到13,635.78億元。
在中國快速發(fā)展的AI計算領(lǐng)域,GPU扮演著舉足輕重的角色。隨著支持深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析等AI應(yīng)用的高性能計算需求不斷增長,對GPU的需求也隨之激增。英偉達(dá)等國際龍頭GPU公司抓住了這一機遇,在中國市場占據(jù)了重要地位。此外,摩爾線程等國內(nèi)GPU公司也在不斷實現(xiàn)架構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步,滿足中國AI產(chǎn)業(yè)的芯片需求,發(fā)展勢頭迅猛。
中國AI智算GPU的市場規(guī)模從2020年的142.86億元迅速增至2024年的996.72億元,期間年均復(fù)合增長率高達(dá)62.5%。未來,隨著AI不斷發(fā)展,對算力的需求預(yù)計將呈現(xiàn)指數(shù)級增長,到2029年,AI智算GPU市場規(guī)模將達(dá)到10,333.40億元,期間年均復(fù)合增長率為56.7%。此外,桌面級產(chǎn)品的市場規(guī)模未來也將保持穩(wěn)定增長,從2020年的241.91億元增至2024年的641.45億元,預(yù)計2029年將進(jìn)一步增至3,302.38億元。
2020-2029年中國AI智算產(chǎn)品市場規(guī)模(收入)
資料來源:普華有策
2020-2029年中國GPU桌面級產(chǎn)品市場規(guī)模(收入)
資料來源:普華有策
4、GPU行業(yè)競爭格局分析
在全球GPU行業(yè)的競爭格局中,NVIDIA、AMD和Intel是三大主導(dǎo)玩家。NVIDIA憑借其強大的圖形處理能力和持續(xù)創(chuàng)新,牢牢占據(jù)了高端市場,尤其在數(shù)據(jù)中心和人工智能領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。其CUDA架構(gòu)和深度學(xué)習(xí)算法的優(yōu)化使其成為許多高性能計算應(yīng)用的首選。另一方面,AMD憑借其近年來推出的RDNA和CDNA架構(gòu),在性價比和多任務(wù)處理能力方面不斷挑戰(zhàn)NVIDIA,尤其在游戲顯卡市場上形成了強有力的競爭。隨著AMD在CPU和GPU領(lǐng)域的雙重布局,其整合性和性能優(yōu)勢逐漸得到更多消費者的青睞。
Intel的進(jìn)入則為GPU市場帶來新的變數(shù),尤其是其推出的Xe顯卡在低端和中端市場上逐步獲得關(guān)注。盡管Intel在GPU領(lǐng)域起步較晚,但憑借其強大的芯片制造能力和深厚的技術(shù)積累,逐步提升了市場份額。隨著其對圖形計算和AI領(lǐng)域的持續(xù)投入,Intel有望在未來幾年對NVIDIA和AMD構(gòu)成更大的競爭壓力。然而,全球GPU市場仍然受到技術(shù)創(chuàng)新、供應(yīng)鏈波動和需求變化等多重因素的影響,各大廠商的競爭將更加激烈,行業(yè)格局也會不斷演變。
5、GPU行業(yè)發(fā)展趨勢及前景分析
中國GPU產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在技術(shù)、市場和應(yīng)用三個方面。
技術(shù)趨勢:隨著AI時代的到來,下游對算力的需求激增,推動GPU產(chǎn)品的更新迭代加速。近年來,GPU計算能力持續(xù)增強,更新周期顯著縮短。以英偉達(dá)為例,其GPU更新周期已從2022年前的兩年以上縮短至每年一次,計算能力呈現(xiàn)指數(shù)級增長。這一趨勢得益于GPU企業(yè)在研發(fā)投入、半導(dǎo)體工藝技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)生態(tài)優(yōu)化以及人才引進(jìn)等方面的持續(xù)努力。未來,為滿足算力增長需求,GPU將采用更先進(jìn)的工藝技術(shù),集成更多計算單元,以實現(xiàn)更高的性能和效率。
市場趨勢:中國GPU市場正加速國產(chǎn)化進(jìn)程。在外部限制性政策和國家數(shù)據(jù)安全保護(hù)需求的驅(qū)動下,本土GPU企業(yè)不斷突破知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)壁壘,推動國產(chǎn)GPU生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)驗證和快速發(fā)展。預(yù)計未來,中國GPU市場的國產(chǎn)化率將顯著提升,逐步實現(xiàn)對進(jìn)口產(chǎn)品的替代。
應(yīng)用趨勢:GPU的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展,多功能化成為未來發(fā)展的重要方向。為了滿足下游多樣化需求,GPU將結(jié)合計算與圖形渲染能力,提供更全面的解決方案。例如,在AI圖像處理、視頻制作、具身智能等領(lǐng)域,GPU的多功能性將顯得尤為重要。此外,隨著AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,GPU作為AI訓(xùn)練、推理以及下游應(yīng)用中最成熟的方案,其在AI領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模已經(jīng)超越了PC游戲產(chǎn)業(yè)。未來,GPU將憑借其計算優(yōu)勢、多功能性和靈活性,進(jìn)一步擴大在AI領(lǐng)域的市場份額,并在更多新興應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。
總體而言,中國GPU市場正迎來技術(shù)升級、國產(chǎn)替代和應(yīng)用拓展的多重機遇,未來有望實現(xiàn)持續(xù)快速的增長,為行業(yè)參與者提供廣闊的發(fā)展空間。
(PHPOLICY:SY)
《GPU可行性研究報告》目錄框架:
拔打普華有策全國統(tǒng)一客戶服務(wù)熱線:01089218002,24小時值班熱線杜經(jīng)理:13911702652(微信同號),張老師:18610339331
點擊“在線訂購”進(jìn)行報告訂購,我們的客服人員將在24小時內(nèi)與您取得聯(lián)系
發(fā)送郵件到puhua_policy@126.com;或13911702652@139.com,我們的客服人員會在24小時內(nèi)與您取得聯(lián)系
您可直接下載“訂購協(xié)議”,或電話、微信致電我公司工作人員,由我公司工作人員以郵件或微信給您“訂購協(xié)議”;掃描件或快遞原件蓋章版
戶名:北京普華有策信息咨詢有限公司
開戶銀行:中國農(nóng)業(yè)銀行股份有限公司北京復(fù)興路支行
賬號:1121 0301 0400 11817
任何客戶訂購普華有策產(chǎn)品,公司都將出具全額的正規(guī)增值稅發(fā)票。發(fā)票我們將以快遞形式及時送達(dá)。