十年生聚，英伟达CPU能否“圆梦”？

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集微网消息，又是一年NVIDIA GTC大会，在去年大会官宣Grace高性能CPU后，今年黄仁勋又正式对外公布了接棒Ampere的新一代英伟达GPU架构-Hopper架构首款产品，以及两片CPU通过NVLink-C2C高速互连而成的Grace超级芯片。

从当年的Project Denver，到今天高调官宣的CPU产品，十年轮回，英伟达这次，能否如愿补上CPU这块计算帝国之梦的最大短板？

不挤牙膏的英伟达

从英特尔早年的Tick-Tock策略起，不少领先芯片厂商都无师自通领会了工艺-架构轮流更新的“挤牙膏”式产品策略，不过今年的GTC大会上，英伟达显然没有这样操作，而是拿出了不少超预期的亮点。

首先是Hopper架构首款产品H100，制程从上一代A100的7纳米，两级跳进入4纳米工艺，814平方毫米面积上，容纳了800亿颗晶体管。工艺进步和台积电CoWoS 2.5D先进封装技术的应用，使该款产品可以布置更多的流处理器单元，CUDA核数量直接飙升到16896个，是上一代产品A100的近2.5倍，其Transformer引擎中的Tensor张量核数量也提升至528个，结合对更精简的FP8八位浮点数据格式的支持，使深度学习模型训练效率据称提高6倍。此外，由于HBM3的使用，内存带宽也大幅增长至3TB/秒，外部连接支持PCIe5.0标准，可达每秒近5TB。

除了立身之本GPU，英伟达念念不忘的CPU产品线也正在快速推进。

今年，Grace高性能CPU成为英伟达“超级芯片”（Superchip）的主角，其既可以如前文所述，通过NVLink与Hopper架构GPU互连，组合成CPU+GPU超级芯片Grace Hopper（致敬计算机历史上的巾帼女杰霍珀将军），也可以单独由两颗CPU组成"Grace超级芯片"，超级芯片由基于Arm Neoverse架构的144个CPU内核组成，缓存容量396MB，带宽高达1TB/秒，支持LPDDR5X ECC内存。

这两种配置，也展示出Grace CPU在数据中心的典型应用场景，即既可作为独立的纯CPU模块，也可作为GPU集群中线程管理与控制模块，进一步释放当前AI大模型乃至超大模型千亿级参数并行计算效率。

去年官宣时，英伟达对Grace CPU并未给出太多技术细节，在今年的GTC大会上，黄仁勋“间接”展示了Grace CPU性能，据称Grace超级芯片在SPEC基准测试中，比自家上一代DGXA100服务器中的两个64核AMD EPYC处理器高出1.5倍，此外，据称Grace超级芯片峰值功率也较竞争对手更低，能效是对比CPU的两倍。

今年大会上，与CPU、GPU大芯片一起发布的，还有英伟达NVLink高速互连的新版本，此次推出的NVLink4，单链路上下行带宽增加到900GB/秒，值得一提的是，英伟达还宣布将支持新的UCIe互连标准。

NVlink现在可用于裸片之间、芯片之间和系统之间的互联，并提供了多种Grace-Hopper架构产品之间的组合实例，从Grace与Hopper单片互连，到2个Grace CPU和8个Hopper GPU组合，此外，英伟达还推出了一款新的NVLink 交换机，这种1U规格设备可与此前发布的Quantum-2交换机协同，在机柜POD层面实现GPU集群的高速内部通信。

事实上，除了NVLink，GTC2022还发布了HGX主板等数据中心业务组件更新，以及据称性能创造世界纪录、即将依托其全栈解决方案建成的Eos 超级计算机，隐约已烘托出英伟达作为数据中心市场“领军者”的风范。

十年生聚，英伟达的胜机

这并不是英伟达第一次向CPU产品线冲刺。

2011年CES展上，黄仁勋就已经宣布了其64位高性能Arm处理器项目—Project Denver，其目标应用领域，与今天的Grace CPU也颇为相似。

然而Denver计划，最终却没有一款CPU产品正式发布上市。

当年的黯淡收场，源于英伟达移动设备AP（应用处理器）-Tegra系列的商业失败。

2014年，黄仁勋在一次访谈中透露了Tegra退出智能手机/平板市场的决定，认为彼时的智能手机处理器正在快速地“标品”化，除了苹果、三星等自研芯片的系统厂商，独立供应商只能在这一市场打价格战，靠低价取胜。

正是基于这样的判断，英伟达随后将Tegra产品线转向面向汽车电子市场，并一步步从Tegra迭代为目前的车载处理器Orin架构。

这次战略转向，使原本计划将在2015年前后最先出现在Tegra产品线的Denver CPU自此销声匿迹，作为英伟达车用处理器中的Arm架构模块默默无闻演进。

作为对比，当时在手机AP市场“坚持”下来的高通，则通过将其AP与基带芯片捆绑销售，逐渐打磨积累出Arm架构CPU的研制经验，伴随着数年后中国手机品牌的崛起，迎来全新的发展局面。

总结这次冲刺尝试，抛开高层决策的个性因素，彼时的英伟达，还不具备切入CPU这一“红海”市场的天时地利，其试图在Tegra片上系统中孵化自己的CPU设计能力，但其Tegra产品的核心壁垒—图形处理器，却不像高通在基带芯片上的壁垒那样强固，因而不仅对新“领地”拓展乏力，自家的地盘也被其他手机芯片竞争对手轻松突破。

不过这一次，英伟达的新尝试有了些不一样的气象。

根据最新财报数据，2022财年第四季度，英伟达游戏业务营收为34.2亿美元，数据中心业务营收为32.6亿美元，两大业务合计占当季总营收的85%以上，在这两大支柱中，游戏业务营收增速为37%、数据中心增速71%。

非常明显，英伟达即将成为一家名副其实的“计算”公司。

在数据中心市场上，凭借其通用GPU（GPGPU）和CUDA开发生态的配合，英伟达已经在AI、流媒体、科学计算等相关应用领域有了相当稳固的根据地，并且在相当长时期内，其生态壁垒是竞争对手所难以突破的，这样的“势”，与当年Tegra已不可同日而语，在这样的环境下，作为已有优势业务的增量改进，在已有的市场中用自己的产品填补，推出CPU产品可谓事半功倍。

总体而言，十年之后的第二次CPU产品闯关，无论是对市场环境的把握，还是产品宣传策略的步步为营，英伟达都已经把握到了前所未有的胜机，随着其CPU产品2023年上半年出货，市场格局又将迎来一番深远的变化。（校对/乐川）