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全球“显卡荒”从何而来?

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新发现杂志 2021-09-23 17:18

计算机核心部件之一的图形处理单元(GPU)正经历短缺危机。这种用于确保图像显示流畅性的产品不仅引发电脑极客的关注,加密货币挖掘者也对其趋之若鹜。市场正面临供不应求的窘境……

闻所未闻!短短几个月内,要想得到一张普通的显卡已然变得困难重重。新一代显卡自去年9月上市以来,在各大销售网站均迅速脱销。

即便是性能相对较差的更老型号也是“一卡难求”。“显而易见,我们每批次上线的几千张显卡数分钟内就会销售一空。”法国电商集团LDLC创始人洛朗·德拉克莱热里(Laurent de La Clergerie)证实道。

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正因如此,显卡各组件的价格也一路飞涨,部分组件售价甚至高达其原始价格的三倍。虽然这类先进设备的短缺潮过去也曾发生过,但这一次“显卡荒”因其持续时长过久令人印象深刻;而背后的因素五花八门。

显卡在计算机中的主要功能是保证图形信息在显示器上顺利形成图像。为此,显卡包含两个不可或缺的主要部件:GPU和显存。前者用于图形计算,而后者则主要用于存储图像信息和图形渲染。

显然,并非所有显卡型号都是一样的;其性能取决于GPU的质量及配备的显存,这也解释了不同型号显卡之间的价格差异。

用途甚广

事实上,用户通常会根据自己的实际使用需求选择显卡型号:如果想要在最新的网络游戏中获得沉浸式体验,甚至感受游戏的虚拟现实技术,最好选择一款性能强大的显卡;但如果只是简单的文本处理,则没必要“大材小用”。

排队买RTX3080

放眼全球,GPU制造商用一只手就数得过来,其中美国公司英伟达(Nvidia)和超微半导体(AMD)是业内两大巨头。

“每隔两年左右,这些制造商就会推出新一代的GPU。相较于前一代,新款GPU通常会带来20%至30%的性能提升,”洛朗·德拉克莱热里估计说,“然而,英伟达于2020年9月发布的新款GPU却超过了所有人的预期,其性能几乎翻了一番!”

难怪玩家们迫不及待地想要给自己的设备更新换代,以此享受视频游戏带来的新体验。以《赛博朋克2077》和《微软飞行模拟》(2020)为代表的“显卡杀手”游戏自去年秋天以来吸引了一大波玩家涌入。

尽管如今8个月过去了,市场对新款显卡的热忱依然没有减退,英伟达显然无力满足所有用户的需求。

“近几年来,我们认识到市场对游戏行业以及私人定制电脑的热情正不断增长。”市场调查公司NPD集团(NPD Group)分析员斯蒂芬·贝克(Stephen Baker)指出,“疫情流行和居家需要进一步提升了这类室内休闲活动对人们的吸引力。”尤其是最近一段时间,很大一部分人无法像以往那样利用假期出游,因此他们对于电子游戏等消遣爱好的预算也有所提升。

电子货币难辞其咎

除此之外,导致最近显卡需求激增的第二个因素是电子加密货币的风靡;加密货币的制造(俗称“挖矿”)受到前所未有的欢迎。举例而言,比特币的价格近12个月以来上涨超过7倍,一枚比特币由一年前的7500欧元暴涨至如今的55000欧元左右(截至发稿)。

这些虚拟货币的挖掘通常需要复杂的数学计算,而这个任务对显卡来说可谓量身定制!更确切地说,主要是近几个月蓬勃发展的电子货币以太坊(Ethereum,也叫“以太币”)助推了本次“显卡荒”,因为消费级显卡挖掘以太坊的效率很高。相比之下,如今的比特币则需要更为复杂和精巧的挖矿方式。

因此,大量“矿工”对这种本是为游戏玩家而设计的材料突然产生了浓厚的兴趣,进而浩浩荡荡加入了推动显卡需求的大军,加剧了全球市场范围内的显卡短缺。“如今我们网站上超过一半的买家都是‘矿工’。他们通常会一次购买几十块显卡,所以很容易辨别。”洛朗·德拉克莱热里指出。

令英伟达公司感到尴尬的是,其目标客户群体——游戏玩家——如今已经买不到其产品,为此公司正在制定策略来遏制“矿工”这一新兴客户群体。英伟达宣称已经对其下一代入门级显卡进行了技术改进,使其用于挖掘虚拟货币的性能大大降低,但不会影响游戏视频体验。

最后,当前的显卡荒也是全球半导体行业危机的一个缩影。半导体材料作为现今几乎所有电子产品的核心,正经历一段漫长的匮乏期,这已经开始令不少公司陷入困境。

今年4月,标致雪铁龙集团(PSA)位于法国雷恩的工厂因严重的部件短缺而停工,因为这些部件对于制造汽车电子设备不可或缺。

“疫情大流行和封城政策,至少在一段时间内直接影响了这些产品的生产线,”弗雷斯特市场咨询公司(Forrester)研究主管赫伦·奥唐奈(Glenn O’Donnell)分析说,“延期交付的订单堆积如山,与此同时,远程办公又迫使许多人和公司增配电脑硬件;而半导体材料对于这些设备至关重要。”

欧洲核子研究组织(CERN)的数据中心

互联网计算机服务(尤其是视频会议软件)的使用率激增也极大增加了市场对半导体材料的需求,进而加剧了目前的短缺状况。“市场的动荡已经持续了一段时间,”赫伦·奥唐奈指出,“制造这些半导体部件的公司数量十分有限,他们无法满足短期内剧增的产品需求。”

仍需两三年

赫伦·奥唐奈认为,半导体行业的紧张形势至少还会持续两到三年。建立新的生产线会产生巨额成本,而新的制造商也需要时间才能开始运作。在此期间,对半导体材料的需求不太可能会下降。半导体行业的“领头羊”台积电(TSMC,同时也是英伟达的供应商)最近宣称,将在三年内投资1000亿美元以提高产能。

针对各种压力和温度条件下的蛋白折叠研究需要极强大的计算能力,这些计算资源很大程度上是由显卡提供的。

在搜寻可能存在的地外文明迹象过程中,需要分析射电望远镜收集到的海量数据,显卡可以加速数据处理。

但是该行业的未来并不完全取决于投资。半导体的加工制造需要耗费大量水,这也是世界上最潮湿地区之一的台湾拥有众多半导体厂商的部分原因。然而今年上半年,由于遭受半个多世纪以来最严重的干旱,台湾地区一度严格限制个人和企业用水。

2020年,该地区近56年来首次没有遭遇台风侵袭,这算是个喜忧参半的消息,因为台风能够为当地带来丰富的水库蓄水补给。如果这种情况持续下去,缺水的困境很可能会进一步加剧当前电子产品的短缺——所幸受梅雨影响,此波旱情已于6月下旬显著缓解。

然而对显卡来说,其供需关系仍很难在短期内恢复正常。 “我们希望显卡短缺问题在今年9月得到缓解,但我越来越不乐观了。”洛朗·德拉克莱热里坦言。除非疫情在年内有极大改善,或者比特币以及其他加密货币的价格大跳水,不然显卡荒大概率还会持续下去……

撰文 Simon Devos

编译 竹叶

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