西邮的军民用GPU项目,头次公开介绍,原型巳用于631所GPU, ...

成果名称：图形处理器(GPU)研发及产业化项目
http://www.sninfo.gov.cn:8083/upload/20131112025857578.doc
成果单位：西安邮电大学
成果简介：
早期的GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）就是图形加速器，用于计算机中的显卡，提供硬件加速的绘图、动画、游戏、可视化等功能。只要有显示终端的地方就需要GPU。现代GPU在浮点运算、并行计算等计算方面可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能。并且在通用计算领域已经开始大量使用GPU，代替CPU进行各种科学运算，广泛应用于电脑辅助工程、生物医药工程、油气勘探、金融安全评估、数据挖掘分析、导航识别、军事模拟和图像语音识别等领域。例如国防科技大学的“天河一号”千万亿次超级计算机使用了5120颗ATI的GPU。2010年12月评测的当时世界上最快的超级计算机“天河一号A”，含有14336颗英特尔六核至强X5670 2.93GHz CPU、7168颗Nvidia Tesla M2050 GPU。
    由于不掌握关键技术，我国电子产品使用的GPU芯片完全依赖进口。高端GPU芯片还受到国外的封锁，对国家安全形成巨大隐患。GPU芯片功能复杂，设计难度大，体现一个国家的核心技术水平。研制GPU芯片具有重大的国家战略意义。
西安邮电大学自1993年开始开展集成电路的设计与研发，先后研制成功了SDH系列芯片，2004年承担了国家科技攻关项目“40G光纤通信设备与系统”的专用芯片开发，上述研究成果获得国家科技进步二等奖和信息产业部科技进步二等奖。经过20余年的积累，于2008年被评为陕西省“13115”通信专用集成电路设计工程技术研究中心，中心的核心团队在2012年被评为陕西省首批科技创新团队。
2009年工程中心引进外籍资深集成电路设计专家、陕西省“百人计划”特聘专家李涛教授担任中心的总工程师，开展图形处理器(GPU)芯片研究。中心在研发该项目上已经投入150人年的工作量。2012年承担了国家自然科学基金重点项目，并与航空631所联合开发了具有国外M9芯片功能的GPU原型，经过FPGA验证成功。同时和中船重工709所、空军工程大学、总参63所和解放军理工大学等单位合作研发GPU在国防装备上的应用。
该项目中的嵌入式GPU萤火虫1系列具有完全的自主知识产权和独特的结构；高性能的萤火虫2系列GPU与国际上先进的GPU相比较，具有独特的多态阵列结构和多种并行运算能力，具有完全的自主知识产权。
需解决的问题和资金需求：
GPU项目的初期研发建立在陕西省“13115”工程中心的工作基础上，后期研发和产业化将由新建立的公司与“13115”工程中心联合进行。嵌入式产品中试阶段的主要任务是萤火虫1号和萤火虫1A芯片的应用开发、配套软件的改进和完善、芯片的电磁与温度特性的测试、湿度与振动特性的测试等。
项目三年所需资金预算10448万元。
产业化预期经济、社会效益：
自主产权的GPU 芯片研制成果将逼迫国外的产品大幅度降价，具有巨大的潜在的经济效益和社会效益。
    1. 萤火虫1号主要应用于嵌入式军品GPU及嵌入式民品GPU。
粗略估计军品市场容量如下：
坦克：8000辆×6片/辆：48000片
战斗机：2300架×2片， 4600片
运输机：120架×20片/架，2400片
直升机：500架×6片/架， 3000片
训练机：400架×2片/架，800片
中型、重型两栖登陆舰：55艘×10片/艘，550片
小型、导弹快速攻击艇：85艘×10片/艘，850片
步兵手持设备：100万片
军品销售额合计：160万片（指五年替换完成可产生的销售额）
本项目占据市场一部分预计可销售数亿元。
2. 萤火虫2号主要应用于高性能军品GPU及高性能民品GPU。
预计高性能军品市场容量如下：
战舰：75艘×50片/艘
潜艇：60艘×30片/艘
占据部分军品销售市场可以创造数亿元的经济效益。
高性能民品主要考虑高性能计算机、娱乐和服务器加速器等应用，每年可能达到数十万片。



总之， 萤火虫1号和萤火虫2号可占据部分军品市场和少量民品市场，保守估计可以创造数亿元的经济效益。

成果名称：图形处理器(GPU)研发及产业化项目
http://www.sninfo.gov.cn:8083/upload/20131112025857578.doc
成果单位：西安邮电大学
成果简介：
早期的GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）就是图形加速器，用于计算机中的显卡，提供硬件加速的绘图、动画、游戏、可视化等功能。只要有显示终端的地方就需要GPU。现代GPU在浮点运算、并行计算等计算方面可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能。并且在通用计算领域已经开始大量使用GPU，代替CPU进行各种科学运算，广泛应用于电脑辅助工程、生物医药工程、油气勘探、金融安全评估、数据挖掘分析、导航识别、军事模拟和图像语音识别等领域。例如国防科技大学的“天河一号”千万亿次超级计算机使用了5120颗ATI的GPU。2010年12月评测的当时世界上最快的超级计算机“天河一号A”，含有14336颗英特尔六核至强X5670 2.93GHz CPU、7168颗Nvidia Tesla M2050 GPU。
    由于不掌握关键技术，我国电子产品使用的GPU芯片完全依赖进口。高端GPU芯片还受到国外的封锁，对国家安全形成巨大隐患。GPU芯片功能复杂，设计难度大，体现一个国家的核心技术水平。研制GPU芯片具有重大的国家战略意义。
西安邮电大学自1993年开始开展集成电路的设计与研发，先后研制成功了SDH系列芯片，2004年承担了国家科技攻关项目“40G光纤通信设备与系统”的专用芯片开发，上述研究成果获得国家科技进步二等奖和信息产业部科技进步二等奖。经过20余年的积累，于2008年被评为陕西省“13115”通信专用集成电路设计工程技术研究中心，中心的核心团队在2012年被评为陕西省首批科技创新团队。
2009年工程中心引进外籍资深集成电路设计专家、陕西省“百人计划”特聘专家李涛教授担任中心的总工程师，开展图形处理器(GPU)芯片研究。中心在研发该项目上已经投入150人年的工作量。2012年承担了国家自然科学基金重点项目，并与航空631所联合开发了具有国外M9芯片功能的GPU原型，经过FPGA验证成功。同时和中船重工709所、空军工程大学、总参63所和解放军理工大学等单位合作研发GPU在国防装备上的应用。
该项目中的嵌入式GPU萤火虫1系列具有完全的自主知识产权和独特的结构；高性能的萤火虫2系列GPU与国际上先进的GPU相比较，具有独特的多态阵列结构和多种并行运算能力，具有完全的自主知识产权。
需解决的问题和资金需求：
GPU项目的初期研发建立在陕西省“13115”工程中心的工作基础上，后期研发和产业化将由新建立的公司与“13115”工程中心联合进行。嵌入式产品中试阶段的主要任务是萤火虫1号和萤火虫1A芯片的应用开发、配套软件的改进和完善、芯片的电磁与温度特性的测试、湿度与振动特性的测试等。
项目三年所需资金预算10448万元。
产业化预期经济、社会效益：
自主产权的GPU 芯片研制成果将逼迫国外的产品大幅度降价，具有巨大的潜在的经济效益和社会效益。
    1. 萤火虫1号主要应用于嵌入式军品GPU及嵌入式民品GPU。
粗略估计军品市场容量如下：
坦克：8000辆×6片/辆：48000片
战斗机：2300架×2片， 4600片
运输机：120架×20片/架，2400片
直升机：500架×6片/架， 3000片
训练机：400架×2片/架，800片
中型、重型两栖登陆舰：55艘×10片/艘，550片
小型、导弹快速攻击艇：85艘×10片/艘，850片
步兵手持设备：100万片
军品销售额合计：160万片（指五年替换完成可产生的销售额）
本项目占据市场一部分预计可销售数亿元。
2. 萤火虫2号主要应用于高性能军品GPU及高性能民品GPU。
预计高性能军品市场容量如下：
战舰：75艘×50片/艘
潜艇：60艘×30片/艘
占据部分军品销售市场可以创造数亿元的经济效益。
高性能民品主要考虑高性能计算机、娱乐和服务器加速器等应用，每年可能达到数十万片。



总之， 萤火虫1号和萤火虫2号可占据部分军品市场和少量民品市场，保守估计可以创造数亿元的经济效益。