潛入黑暗哥特風(fēng)的城堡建筑群，周遭夾雜著破敗與輝煌的景色。一座蓋利德神授塔塔尖直插云霄，讓人類更靠近上帝。

陰郁神秘的氛圍，白云出岫，佇立在孤崖之上的建筑，無不讓玩家流連忘返。倘若無需闖關(guān)擊敗BOSS，純欣賞景色倒也不賴。在《艾爾登法環(huán)》游戲世界中，每一幀畫面彷佛都能用來當作風(fēng)景壁紙。

藍天白云的大草原是風(fēng)景，暴風(fēng)山丘的黃沙漫天是風(fēng)景。栩栩如生的游戲世界不會憑空出現(xiàn)，它需要以高算力為地基去渲染游戲畫面。這意味著，一塊高配置GPU顯卡不可或缺。

可當硬件終端GPU顯卡逐漸接近性能極限，摩爾定律逐漸失效時，產(chǎn)業(yè)界必須得尋找新出路。如今將算力放在云端，已成為產(chǎn)業(yè)共識，云游戲應(yīng)運而生。在這里人們得以進入更逼真的虛擬世界，成為任何人、做任何事情。

上述場景意味著算力激增，無形中也為國產(chǎn)GPU廠商提供了彎道超車的機會。

2D到3D，GPU順勢而生

游戲畫面從2D轉(zhuǎn)變成3D，對圖形渲染要求越來越高，一批造芯新勢力順勢登場。

CPU廠商緣何不能適應(yīng)3D時代？詳細解釋這個問題前，我們首先需要知道3D畫面的形成原理。

誠如大家所知，電腦屏幕是一張擁有不同像素的田字格。要想形成3D畫面，首先需要建模，通過頂點連線得到三角形即構(gòu)建三維空間。接下來，便是給三角形涂顏色，再進行光柵化。最后，在電腦屏幕上貼圖顯示出來，雖然屏幕是2D的，但是通過圖形學(xué)的原理，給人以3D的感覺。

上世紀 80年代，主要由CPU進行像素繪制圖形界面，可隨著屏幕分辨率越來越高，CPU工作效率大幅下降。

針對上述癥結(jié)，廠商們開始轉(zhuǎn)向設(shè)計專門的圖形加速芯片。1999 年，英偉達推出顯卡GeForce 256，并首次提出GPU概念。它在圖形芯片內(nèi)部創(chuàng)新地集成硬體T&L（幾何光照轉(zhuǎn)換）功能，讓GPU擁有初步的幾何處理能力，徹底解決了當時眾多游戲發(fā)生在CPU幾何吞吐量不夠的瓶頸。

3DFX旗下3D加速芯片Voodoo難以抵擋攻勢，最終被GeForce 256所終結(jié)。商業(yè)競爭叢林中，從來不缺乏挑戰(zhàn)者。次年，ATI(Array Technology Industry)推出Radeon 256，采用DX8 像素模糊效果，支持3D陰影，并擁有DX7的貼圖效果。它是第一個采用 3D 紋理貼圖新技術(shù)的顯卡。

ATI創(chuàng)建于1985年，歷來深耕PC圖形芯片市場。2000年推出Radeon （鐳）品牌后，由此開啟跟英偉達GeForce在GPU領(lǐng)域兩強爭霸時代。

GPU顯卡性能跟渲染驅(qū)動、游戲引擎交織共生。只有三者完美適配，方能讓游戲畫面極致還原物理世界。簡單來說，其原理是游戲引擎使用DirectX、OpenGL、Vulkan等接口，調(diào)用顯卡驅(qū)動告訴GPU干活，GPU經(jīng)過各種計算把最終的圖像渲染出來。

彼時《暗黑破壞神2》《摩托英豪》兩款游戲正是采用GeForce 256、Radeon 顯卡，DirectX 7版本，成功在游戲中實現(xiàn)凹凸映射效果。

后續(xù)DirectX 8升級，推出Shader Model（渲染單元模式），意味著游戲開發(fā)人員構(gòu)建3D場景難度大大降低。意識到這一點，英偉達、ATI火速跟進適配，推出NVIDIA Geforce3 Ti圖形卡、Radeon 8500顯卡?；谏鲜鲲@卡及渲染驅(qū)動，暴雪娛樂推出《魔獸爭霸3》，玩家們得以在游戲中欣賞水面動態(tài)波紋光影效果。

玩家進入游戲虛擬世界展開第二人生，想要看到波光粼粼的水面，陽光鋪滿的大地，漫天飛舞的雪花。疊加光影效果后，便可無限逼近物理世界。

眾所周知，光源是賦予畫面真實感的重要條件，所有物體能折射光源。從光源發(fā)射光線，并根據(jù)強度反射光源，需要強大的算力進行渲染。玩家們追求逼真的畫面，廠商們自然不能漠視。

2018年，英偉達引入光線追蹤核心（RT Core），用于追蹤物體和環(huán)境的實時光線，準確進行物理陰影、反射、折射和全局照明的繪制。玩家在《賽博朋克2077》夜之城中，沒日沒夜浪蕩，早起搭訕行人闖入酒吧，入夜改造機體睡覺，全部離不開它。

“芯”選項，新機遇

以往，玩家大多坐在客廳沙發(fā)上馳騁于虛擬世界。縱然擁有極高性能的硬件設(shè)備，可大家無法保證能擁有完整時間。如今已是移動碎片化時代，手游規(guī)模早已超出端游。

囿于移動終端算力限制，手游無法極致還原物理世界，亟需探尋新出路。得益于5G、GPU、虛擬化等關(guān)鍵性技術(shù)革新，云游戲或者說云原生游戲正帶來更多可能性。

通過將手機變成顯示終端，將算力放在云端，云原生游戲有望讓手機用戶體驗極度擬真的游戲世界。針對上述場景，不少國內(nèi)GPU芯片正在默默發(fā)力。

目前，國內(nèi)造芯公司大致有兩大門派：第一、AI訓(xùn)練派；第二、圖形渲染派。

AI訓(xùn)練派主要聚焦于人工智能訓(xùn)練和推理、通用運算，代表性公司如壁仞科技、瀚博半導(dǎo)體、燧原科技等。它們在應(yīng)用側(cè)，多選擇智能城市、大數(shù)據(jù)分析等場景。以壁仞科技通用GPU BR100為例，它具有算力、高通用性、高能效等特性，試圖彌補人工智能應(yīng)用高速發(fā)展帶來的巨大算力缺口。

圖形渲染派代表性公司如摩爾線程、芯動科技、芯瞳半導(dǎo)體、景嘉微等。鑒于GPU越來越廣泛地應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心、云游戲，廠商們著重提升GPU渲染、圖形編碼低延時、硬件虛擬化等能力。

以芯動科技“風(fēng)華一號”為例，作為國產(chǎn)GPU顯卡創(chuàng)下多個第一：首先是渲染能力達到5T-10T FLOPS；其次是圖形API適配OpenGL4.0以上，能實際演示4.0 benchmark；再次是支持多路渲染+編解碼，支持硬件虛擬化和Chiplet可延展。

目前風(fēng)華一號已跟國內(nèi)主流云游戲廠商接洽，調(diào)試產(chǎn)品。羅馬不是一天建成的，但肯定是一天一天建成的。必須得正視，中國GPU產(chǎn)業(yè)和國際巨頭仍有不小的差距。

對芯動科技、摩爾線程、芯瞳半導(dǎo)體、景嘉微等廠商來說，還需要跟游戲引擎、操作系統(tǒng)、游戲應(yīng)用進行廣泛適配。

未來，國產(chǎn)GPU生態(tài)想要長期健康運行，還需要跟國內(nèi)游戲廠商攜手共進。

是機遇，也是彎道超車的困境

眼下，桌面GPU市場格局難以撼動。

一位資深游戲從業(yè)者告訴競核，倘若當年不是限制游戲發(fā)展，桌面GPU芯片可能就在中國發(fā)展壯大。畢竟，圖形計算最早、最大的需求，是來自游戲行業(yè)。

時光無法倒流，對國產(chǎn)GPU廠商而言，云游戲帶來的數(shù)據(jù)中心GPU市場是難得的切入口。一位云游戲資深從業(yè)者告訴競核，用戶體量如能保持150萬線上并發(fā)，整個數(shù)據(jù)中心服務(wù)器需求規(guī)模大致上30—40萬臺。粗略算下來，整個服務(wù)器GPU市場大概接近百億規(guī)模。

另據(jù)IDC在《2022全球云游戲產(chǎn)業(yè)深度觀察及趨勢研判》指出，2022年將會成為中國云游戲市場爆發(fā)拐點，收入增至79.2億元。預(yù)計至2025年，云游戲市場收入將達到342.8億元。

目前國內(nèi)云游戲市場正處在云化到云原生過渡階段，市場規(guī)模足夠大。這意味著國內(nèi)GPU廠商旗下芯片有應(yīng)用場景，能迅速攤銷芯片高額的研發(fā)成本，能夠隨著國內(nèi)云游戲市場一同發(fā)展。其次是云原生游戲時代，有望讓云端算力需求倍增，國內(nèi)GPU廠商擁有后來居上的機會。

這兩年，市場上有諸多游戲上云，可僅僅只是移植品。產(chǎn)業(yè)界不得不探索新場景，比如家庭客廳場景。也有廠商試圖通過共享云流化技術(shù)，賦能文旅、博物館等場景。

筆者認為，存量游戲上云，解決的只是部分用戶需求，且這部分用戶APRU值相對較低。只有一款真正的云原生游戲，才能引爆市場，吸納新用戶。

對于游戲廠商而言，開發(fā)云原生游戲難度頗高。對于芯片廠商來說，則要面臨IP設(shè)計、體系化創(chuàng)新等難題。

基于現(xiàn)有圖形學(xué)技術(shù)，大部分圖形計算架構(gòu)專利掌握在少數(shù)廠商手上。專利壁壘導(dǎo)致廠商難以自主研發(fā)IP架構(gòu)，必須依賴授權(quán)。

前文所述“風(fēng)華1號”GPU架構(gòu)來自Imagination GPU授權(quán)，自主研發(fā)了兩代。經(jīng)過數(shù)百位科學(xué)家攻關(guān)，終于把原生移動端架構(gòu)拓展到了高性能計算、云計算等場景，在架構(gòu)自主可控上不存在被“卡脖子”風(fēng)險。

對國產(chǎn)GPU廠商來說，需要的只是應(yīng)用場景，而云原生游戲正是滋養(yǎng)他們生長的沃土。