O passado e o presente das placas gráficas para jogos de fabrico nacional

No verão do ano passado, a onda de entusiasmo em torno de «Black Myth: Wukong» varreu cada pedaço de terra do país. Essa onda ultrapassou os limites do seu público-alvo, transformando-se numa tendência e levando as pessoas a adquirir equipamento para experimentar o encanto de um jogo AAA como «Black Myth: Wukong».

Três dias após o lançamento de «Black Myth: Wukong», a equipa de drivers da Moore Threads trabalhou sem descanso e lançou um driver especial otimizado para o jogo. Com o apoio do novo driver, a placa gráfica Moore Threads MTT S80 conseguiu finalmente rodar este grande título AAA de produção nacional, embora o desempenho tenha ficado um pouco aquém das expectativas:

«Com uma resolução de 1080p, efeitos gráficos reduzidos e a função TSR de super-resolução ativada no modo de desempenho, a taxa de fotogramas mantém-se, com alguma dificuldade, estável entre 30 e 40 fotogramas por segundo.»

O desempenho real da placa gráfica MTT S80 apresenta, evidentemente, uma enorme diferença em relação à RTX 4060 da NVIDIA, que na altura era considerada a placa de gama média com a melhor relação qualidade/preço. No entanto, para a Moore Threads, o facto de a sua primeira geração de placas gráficas para jogos conseguir executar com fluidez os mais recentes e avançados jogos 3A de produção nacional já constitui um marco histórico.

A 5 de dezembro, a Moore Threads, conhecida como a «NVIDIA chinesa», estreou-se na Borsa de Inovação Tecnológica (STAR Market), registando uma subida de 425% nesse mesmo dia e atingindo uma capitalização bolsista superior a 300 mil milhões no fecho do mercado, o que a colocou entre as cinco maiores empresas em termos de capitalização bolsista da STAR Market.

Embora o desempenho da placa gráfica MTT S80 fique aquém do padrão dominante no mercado, a sua empresa criadora — a Moore Threads — carrega o sonho de longa data da indústria nacional de semicondutores de alcançar autonomia e controlo, na esperança de abrir uma brecha no monopólio da NVIDIA, da AMD e da Intel.

E os jogadores também anseiam por ver as placas gráficas de fabrico nacional a entrar na competição com os gigantes internacionais. Já estão fartos das respostas evasivas do «comerciante desonesto» Huang (Jen-Hsun Huang, CEO da NVIDIA).

01

Equipa da NVIDIA na China lança empresa; a Tencent e a Century Huatong detêm participações

Recuando no tempo até 2020, os Estados Unidos, líderes em tecnologia, lançaram a arma definitiva: a proibição de exportação de chips.

Impulsionadas pela forte procura por soluções autónomas e controláveis, surgiram como cogumelos após a chuva várias startups dedicadas à investigação e desenvolvimento de GPUs, tais como a Xintong Semiconductor, a Biren Technology e a Muxi Technology.

Zhang Jianzhong, na altura vice-presidente global e diretor-geral da NVIDIA na China, decidiu deixar a empresa e, juntamente com vários colegas com experiência na NVIDIA, fundou a Moore Threads.

Zhang Jianzhong na era da NVIDIA

Na equipa de gestão da Moore Threads, Zhou Yuan, que anteriormente era responsável pelo ecossistema de mercado na NVIDIA China, ocupa o cargo de diretor financeiro (CFO); Zhang Yubo, antigo arquiteto de GPU da NVIDIA, ocupa o cargo de diretor técnico (CTO); Wang Dong, antigo diretor de vendas da NVIDIA, ocupa o cargo de vice-presidente; e Yang Shangshan, responsável pelo departamento de controladores e software, também foi arquiteto de GPU na NVIDIA.

Lin Shuo, profissional do setor dos semicondutores, disse ao «Game Teahouse» que a NVIDIA tem poucos arquitetos de GPU na China, «nem sequer houve muitos ao longo de toda a história da filial de Xangai».

Graças ao seu currículo impressionante, a Moore Threads conseguiu concluir duas rondas de financiamento nos primeiros 100 dias após a sua fundação, atingindo uma avaliação superior a mil milhões de dólares.

Tanto a ByteDance como a Tencent participaram na ronda de financiamento inicial da Moore Threads. Por seu lado, a Century Huatong adquiriu uma participação indireta na Moore Threads através do fundo industrial da Guosheng Capital.

No entanto, a ByteDance não conseguiu usufruir plenamente dos benefícios da oferta pública inicial da Moore Threads. Em janeiro deste ano, a ByteDance vendeu a sua participação na Moore Threads à Dian Shi Capital por um valor total de 177 milhões.

Com um forte apoio financeiro, a Moore Threads adotou uma estratégia de «aquisição parcial de IP e desenvolvimento interno parcial de IP», tendo lançado a sua primeira arquitetura de GPU — a «Suti» — apenas 18 meses após a sua fundação, ao mesmo tempo que desenvolvia em paralelo a segunda geração, «Chunxiao», e a terceira geração, «Quyuan».

A Moore Threads batizou a sua arquitetura de GPU com os nomes das «Dez Paisagens do Lago da Paz», com o objetivo de expressar a recriação digital das paisagens reais mais belas do mundo através da tecnologia GPU. Em comparação com as combinações simples de «letras + números», esta abordagem possui um toque romântico exclusivo da cultura chinesa, criando assim um ponto de referência memorável para a marca.

Dar nomes às arquiteturas de GPU inspirados nas Dez Belas Vistas do Lago da Paz tem um toque bastante romântico

02

Venda de placas gráficas abaixo do preço de custo, com desempenho em jogos praticamente idêntico ao da 1050

No segundo semestre de 2022, a febre das criptomoedas esmoreceu e o sistema de preços das placas gráficas, há muito inflacionado, acabou por entrar em colapso. Dois anos após o lançamento das placas gráficas da série RTX 30, os jogadores tiveram finalmente a oportunidade de adquirir novas placas pelo preço original.

Como é de se imaginar, os consumidores já nutrem um profundo ressentimento em relação às duas gigantes do setor das GPUs, a NVIDIA e a AMD.

Em novembro desse ano, a Moore Threads revelou, na sua conferência de lançamento de outono, a primeira placa gráfica para jogos fabricada na China, a MTT S80. Este acontecimento marcou a entrada de um novo participante no mercado das GPUs de consumo.

Ao contrário da maioria dos fabricantes de GPUs nacionais, que se concentram na capacidade de computação geral e negligenciam a capacidade gráfica, as GPUs concebidas pela Moore Threads são multifuncionais. Uma única GPU é capaz de realizar várias tarefas, tais como renderização gráfica, descodificação de vídeo de alta definição, aceleração de cálculos de IA e simulação física.

A Moore Threads considera que a tecnologia dos jogos constitui, por si só, um excelente campo de ensaio de alta tecnologia, capaz de integrar rapidamente as mais recentes inovações tecnológicas. Foi isso que motivou o lançamento das suas placas gráficas para jogos.

A MTT S80 adota a arquitetura «Chunxiao» de segunda geração (processo de 7 nm), integra 4096 processadores de fluxo, 32 unidades tensoriais e 256 unidades de grade, tem uma frequência de 1,8 GHz e está equipada com 16 GB de memória gráfica GDDR6.

A sua capacidade de cálculo em ponto flutuante de precisão simples atinge os 14,7 TFlops, sendo a potência de cálculo teórica equivalente à da RTX 3060. No entanto, o desempenho teórico é apenas isso, e o desempenho real nos jogos é completamente diferente:

Nos testes de desempenho 3DMark Fire Strike e Time Spy, a pontuação da S80 foi ligeiramente inferior à da GTX 1060; nos testes práticos com jogos, o desempenho da S80 ficou mais próximo do da GTX 1050.

Esta discrepância entre a teoria e a prática deve-se, principalmente, ao facto de a compatibilidade dos controladores ainda não estar totalmente aperfeiçoada.

Lin Shuo explicou ao «Game Teahouse» que as principais dificuldades no desenvolvimento de controladores residem no suporte a várias interfaces padrão de jogos e na otimização do desempenho.

As empresas de jogos podem contornar o motor do jogo e recorrer diretamente às API de baixo nível da placa gráfica, a fim de melhorar a eficiência de execução. No entanto, isso requer uma otimização específica do jogo.

Embora os programadores de controladores possam analisar a forma como o jogo é renderizado, corrigir erros de funcionamento e otimizar a eficiência da compilação de shaders, entre outras medidas, para explorar ainda mais o potencial da placa gráfica.

Embora a arquitetura MUSA da Moore Threads seja compatível com a arquitetura CUDA da NVIDIA, a eficiência da compilação da linguagem CUDA não é elevada. Esta poderá ser mais uma razão pela qual o desempenho real do S80 em jogos fica muito aquém do da RTX 3060.

Não há dúvida de que a MTT S80 não é uma placa gráfica muito madura. Os jogadores podem perceber a imaturidade da S80 em vários aspetos.

Por exemplo, o S80 não utiliza a porta de alimentação PCIe de 8 pinos, comum nas placas gráficas, mas recorre à porta de alimentação de 8 pinos do CPU; mesmo sem carga, o consumo de energia em modo de espera ultrapassa os 100 W.

O S80 utiliza, por incrível que pareça, a porta de alimentação de 8 pinos da CPU

Quando o MTT S80 foi lançado, para garantir a compatibilidade, a sua venda estava associada à compra de uma placa-mãe da ASUS, com um preço de 2 999 yuan. Em termos de custo unitário, o S80 ficava em cerca de 1 800 yuan. É evidente que, com este preço e este desempenho, era difícil atrair os jogadores para a sua compra.

O prospeto da Moore Threads revela que as placas gráficas para o mercado de consumo não só não estão a vender muito bem, como também estão a ser vendidas com prejuízo.

Em 2023, a loja própria da Moore Threads na JD.com registou vendas de placas gráficas para jogos (S80 e S70) no valor de 3,9914 milhões. Se incluirmos as placas gráficas para estações de trabalho e as placas gráficas para computadores de escritório, a Moore Threads vendeu, no total, 11 700 placas gráficas de consumo ao longo do ano.

A loja na JD.com dedica-se à venda de placas gráficas para jogos

Naquela altura, a margem bruta do negócio de placas gráficas para o mercado de consumo registou um prejuízo de 20 milhões, o que equivale a «vender uma e perder dinheiro com cada uma».

A este respeito, a Moore Threads admitiu que «a concorrência acirrada das marcas internacionais exerce uma pressão considerável sobre a fixação dos preços dos produtos da empresa».

De um ponto de vista racional, alcançar a NVIDIA não é algo que se consiga de um dia para o outro; desde que se mantenha na competição, ainda há a possibilidade de a alcançar.

No entanto, a queda repentina da Cortina de Ferro do outro lado do oceano fez com que a MTT S80 se tornasse praticamente o canto do cisne das placas gráficas para jogos fabricadas na China.

03

As sanções provocaram uma escassez de placas gráficas; após dois anos de pausa, as atualizações de drivers continuam

Em outubro de 2023, precisamente quando a Moore Threads se preparava para lançar os produtos da terceira geração da arquitetura «Quyuan», o Gabinete de Indústria e Segurança (BIS) do Departamento de Comércio dos Estados Unidos incluiu a Moore Threads na lista de entidades sujeitas a controlo de exportações.

Isto perturbou o ritmo de investigação e desenvolvimento da Moore Threads: não só se tornou difícil adquirir algumas matérias-primas essenciais, como também deixou de ser possível utilizar os processos de fabrico avançados da TSMC. Até mesmo os adiantamentos já pagos a fornecedores estrangeiros foram congelados, não restando outra opção senão contabilizar as perdas.

A administração da Moore Threads ajustou rapidamente a sua estratégia: por um lado, otimizou a estrutura de cargos e reduziu as atividades no segmento de consumo; por outro, procurou ativamente parceiros de fabrico no mercado interno, promovendo a substituição por produtos nacionais, a fim de minimizar o impacto.

A nova GPU para jogos, que se encontra atualmente em fase de produção, sem o apoio de um processo de fabrico avançado, está condenada a não chegar ao mercado.

Apesar da escassez de placas gráficas para jogos, a Moore Threads tem vindo a avançar de forma constante no que diz respeito ao suporte de controladores para as placas gráficas já disponíveis no mercado. Ao longo de dois anos, a Moore Threads lançou um total de 24 versões de controladores, compatíveis com mais de mil jogos.

Com a expansão da compatibilidade, o S80 já não está vinculado à venda de placas-mãe da ASUS, podendo ser adquirido diretamente por 1 499 yuan.

O S80 estava à venda por 1299 durante a promoção

Quando a MTT S80 foi lançada, na prática só era compatível com o DX 9c. Após mais de dois anos de esforços contínuos da equipa de investigação e desenvolvimento, a S80 já é compatível com o DX 11, tendo sido também lançado um controlador experimental para o DX 12.

Os jogos nacionais mais populares do momento, como «Honkai: Star Rail», «Genshin Impact», «Operation Delta», «Mingchao» e «Yan Yun Shiliu Zhou», receberam otimizações especiais. Os jogos AAA recém-lançados, «Kazan» e «Black Myth: Wukong», também beneficiaram de otimizações exclusivas.

No entanto, ao executar jogos novos que não tenham sido especificamente otimizados — como «O Fim da Dinastia Ming: As Asas do Vazio» —, mesmo com as definições em 1080p e todos os efeitos gráficos no mínimo, a taxa de fotogramas oscila entre os 15 e os 20, não sendo possível uma execução fluida.

Na ausência de uma adaptação proativa por parte das empresas de jogos, a Moore Threads só pode otimizar cada jogo individualmente, o que representa um trabalho extremamente árduo.

04

A história das placas gráficas para jogos de fabrico nacional ainda não terminou

Após 2023, a Moore Threads dedicou-se de corpo e alma ao desenvolvimento de placas de computação de IA, lançando, a um ritmo de uma iteração por ano, a arquitetura de GPU de terceira geração «Quyuan» e a de quarta geração «Pinghu», tendo já iniciado a entrega dos produtos.

Unidade de cluster KUAE da Moore Threads

No primeiro semestre deste ano, a receita da divisão de placas de computação de IA da Moore Threads ascendeu a 665 milhões, representando 94,85 % da receita total.

A Game Teahouse apurou que, uma vez que os clusters de servidores apresentam maior tolerância em termos de consumo energético e custo das placas de computação, a Moore Threads pode simplesmente acumular núcleos de GPU, conseguindo assim um aumento exponencial da potência de computação. É evidente que, no caso das placas de jogos, não se pode simplesmente acumular núcleos de forma indiscriminada.

No entanto, a brecha de mercado aberta pela Moore Threads atraiu posteriormente mais muitos ousados. A história das placas gráficas para jogos de fabrico nacional ainda não chegou ao fim.

A Moore Threads angariou 8 mil milhões de yuan no seu IPO, dos quais 2,5 mil milhões serão investidos na investigação e desenvolvimento de uma nova geração de GPUs gráficas, destinadas à produção de placas gráficas de consumo para jogos.

Há dois anos, antigos colaboradores da S3 Graphics — a primeira empresa a dominar o mercado dos gráficos — e outros fundaram a Lisu Technology, que é também uma nova participante no mercado das placas gráficas para jogos de fabrico nacional.O CEO, Xuan Yifang, foi vice-presidente de I&D da S3, tendo liderado e concretizado a produção em série de 15 gerações de chips de GPU, sendo um dos artífices do sucesso inicial da S3; o CTO, Niu Yixin, foi o responsável pelo ViRGE, o chip de aceleração 3D da primeira geração.

A Lisu Technology lançou, em julho deste ano, a sua primeira série de chips GPU, a 7G100 (processo de 6 nm).Entre estes, o chip de GPU para jogos 7G106 apresenta um desempenho de 24 TFlops em cálculos de ponto flutuante de precisão simples, situando-se entre a RTX 4060 Ti e a 5060 Ti, com uma pontuação real no 3D Mark equivalente à da RTX 4060.

A Lisan Technology chegou mesmo a desenvolver a tecnologia de super-resolução NRSS, inspirada nas tecnologias DLSS e FSR.

Na demonstração oficial divulgada pela Lisan Technology, o jogo «Black Myth: Wukong» atingiu uma média superior a 70 fotogramas por segundo em alta definição (1080p);em «Tomb Raider: Shadow», com os efeitos gráficos no nível mais elevado, a média de fotogramas por segundo ultrapassa os 80; e o recém-lançado «O Fim da Dinastia Ming» roda de forma fluida.

De acordo com o calendário previsto pela Lisan Technology, a 7G106 entrará em produção em massa em setembro. Se tudo correr bem, esta placa gráfica para jogos de fabrico nacional poderá chegar ao mercado no início do próximo ano.

A Jingjiawei, que até então se tinha dedicado exclusivamente a sistemas gráficos de visualização e controlo para fins militares, revelou, aquando da sua nova ronda de financiamento em 2023, que os fundos angariados seriam utilizados para a investigação e desenvolvimento de uma nova geração de GPUs genéricas de alto desempenho, que poderão ser utilizadas em jogos de grande escala e na renderização gráfica profissional.

A MuXi Technology, fundada por antigos cientistas da AMD China, anunciou em 2022 que iria lançar uma GPU para renderização gráfica em 2025.A página do site oficial também menciona as GPUs da série Xicai G, destinadas aos jogos na nuvem. No entanto, de acordo com o prospeto de emissão, esta série encontrava-se apenas na fase de «conclusão do projeto e validação da propriedade intelectual (IP) da GPU», não havendo ainda nenhum produto concreto no mercado. Além disso, o projeto de angariação de fundos não fazia qualquer referência a aplicações relacionadas com jogos, pelo que este projeto poderá ter sido arquivado.

05

As placas gráficas para jogos de fabrico nacional têm ainda um longo caminho a percorrer

Ao relembrar o percurso difícil do MTT S80, desde a sua criação até ao lançamento no mercado, percebe-se que o seu significado vai muito além do simples desempenho de uma placa de vídeo. A exploração da Moore Threads representou um avanço revolucionário, levando as placas de vídeo para jogos de fabrico nacional do zero ao primeiro passo.

Primeiro, verifique se existe; depois, avalie se é bom.

Na verdade, desde a RTX 4090 que já não é possível comprar na China a versão com potência máxima da placa gráfica topo de gama da NVIDIA. Tendo em conta o limite de desempenho estabelecido pelos EUA, será que, no futuro, nem mesmo as placas gráficas de gama média-alta ou as que se seguem à topo de gama poderão ser adquiridas?

O apoio a jogos cada vez mais numerosos na lista de compatibilidade do S80 e a evolução, por mais vacilante que tenha sido, do DX9 para o DX11, que nunca parou de avançar. Estes esforços, por mais desajeitados que possam parecer, merecem respeito e não críticas precipitadas.

Devemos ter em conta que o investimento anual em I&D da Moore Threads não ultrapassa os 1,000 milhões de yuans, o que representa uma diferença de ordem de grandeza em relação aos mais de 10 mil milhões de dólares investidos pela NVIDIA em I&D. O crescimento dos fabricantes nacionais de GPU depende ainda do apoio a longo prazo e da injeção de recursos por parte do mercado de capitais e da sociedade.

O avanço nas GPUs de fabrico nacional não é, de forma alguma, algo que uma única empresa de design possa concretizar sozinha. Depende da cooperação e do avanço conjunto de toda a cadeia de valor, desde as máquinas de litografia de ponta e os materiais semicondutores até aos processos de fabrico.

Mesmo um cavalo lento, se percorrer dez jia, o mérito está na perseverança. O caminho a percorrer pelas placas gráficas de fabrico nacional é longo e árduo.