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資料中心:CPU空間巨大,國內廠商份額卻極低

2024-01-26 22:38:58

全球 CPU 商用市場基本被 Intel、AMD 兩家壟斷,國產 CPU 具備廣闊拓展空間。CPU 目前從市場佔有率來說,Intel 依靠其強大的 X86 生態體系和領先的製造能力,在通用 CPU 市場佔據領先地位。2021 年,Intel 市場份額不低於 80%,AMD 近期追趕勢頭明顯,其他廠商整體市場份額不超過 7%。

優勢降低,資料中心領域集中度有所降低。2022 年,資料中心領域 Intel 市場佔有率為71%,較 21 年下降 10pcts,AMD 22 年市佔率快速提升 8pcts 至 20%,亞馬遜、Ampere 等新興玩家份額快速提升,給總計份額不足 5%的國產廠商發展帶來了借鑑意義。

全球 GPU 市場為三足鼎立的寡頭競爭格局,在獨顯領域一家獨大。在獨立顯示卡市場上,長期以來都是 AMD 及 NVIDIA 兩家的二人轉,2022 年 Intel 正式殺入了顯示卡市場,目前獨立 GPU市場則主要由 NVIDIA、AMD 和英特爾三家公司佔據,2022 年 Q4 全球獨立 GPU 市場佔有率分別為 85%、9%和 6%,其中,NVIDIA 在 PC 端獨立 GPU 領域市場佔有率優勢明顯。

1、多數引數我國CPU具備比肩能力,但效能差距大

影響國內CPU市佔率的主要是技術差異,即產品效能。CPU效能的主要影響因素為頻率和IPC,其他影響 CPU 效能的因素還有匯流排寬度、製程、儲存、核心數、封裝技術等。

(1)主頻,外頻和倍頻和 IPC。主頻是 CPU 的時鐘頻率,即 CPU 的工作頻率,一般來說,一個時鐘週期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU單位時間執行的指令數越多。外頻即CPU和周邊傳輸資料的頻率,具體是指 CPU 到晶片組之間的匯流排速度,CPU 的外頻決定著整塊主機板的執行速度。產生的輸出訊號頻率是輸入訊號頻率的整數倍稱為倍頻,倍頻和外頻相乘就是主頻,當外頻不變時,提高倍頻,CPU主頻也就越高。IPC指 CPU每一個頻率週期裡處理的指令數量。

(2)地址匯流排寬度。地址匯流排是專門用來傳送地址的,CPU 透過地址匯流排來選用外部儲存器的儲存地址,匯流排寬度決定了 CPU 可以訪問的物理地址空間(定址能力),簡單地說就是 CPU 到底能夠使用多大容量的記憶體。例如 32 位的地址匯流排,最多可以直接訪問 4GB 的物理空間。8 位微機的地址匯流排為 16 位,則其最大可定址空間為 2^16=64KB。

(3)資料匯流排寬度。資料匯流排寬度決定了 CPU 與記憶體以及輸入、輸出裝置之間一次資料傳輸的資訊量。

(4)製程和封裝。CPU 的生產需要經過矽提純、切割晶圓、影印、蝕刻、分層、封裝、測試 7個工序,製程工藝的提升或更小的製程對於 CPU 效能的提升影響明顯,主要表現為 CPU 頻率提升以及架構最佳化兩個方面。一方面,工藝的提升與頻率緊密相連,使得晶片主頻得以提升;另一方面工藝提升帶來電晶體規模的提升,從而支援更加複雜的微架構或核心,帶來架構的提升。

(5)工作電壓。指的是 CPU 正常工作所需的電壓。低電壓能夠解決耗電多和發熱過高的問題,使 CPU 工作時的溫度降低,工作狀態穩定。

(6)高速緩衝儲存器。它是一種速度比記憶體更快的儲存裝置,用於緩解 CPU 和主儲存器之間速度不匹配的矛盾,進而改善整個計算機系統的效能。很多大型、中型、小型以及微型計算機中都採用快取記憶體。

(7)除上述效能指標外,CPU 還有其他如介面型別、多媒體指令集、裝封形式、整數單元和浮點單元強弱等效能影響指標。

多數引數我國 CPU 具備比肩能力,IPC效能是最主要差距。目前透過公開資訊可以看出,主頻、核心數、記憶體型別等指標我國 CPU 廠商差異不大,具備一定的比肩能力,但落實到具體效能決定指標 IPC,僅 Intel 和 AMD 會公佈 IPC“相比上一代提升了多少”,其他國產 CPU 從 IPC 效能來看大致落後於 Intel、AMD 幾年水平。

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