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AI伺服器:烈火烹油

作者:烹饪界推薦家常菜單

1、生成式人工智能驅動全球AI伺服器市場持續增長

作為人工智能産業發展的核心基礎設施,全球AI伺服器市場持續增長。根據IDC統計,2021年全球AI伺服器市場規模達到156.3億美元,同比增速為39.06%,得益于人工智能各細分應用方向需求的強勁增長,AI伺服器市場增速從2020年新冠疫情的沖擊下實作了快速恢複,2018年至2021年的年複合增速為25.01%,實作了較快增長。IDC預計,到2026年全球AI伺服器市場規模将達到347.1億美元,2021年至2026年的年複合增速為17.30%,将繼續保持相對較快增長的态勢。同時,全球AI伺服器的市場規模占整體伺服器市場規模的比例将從2021年的15.25%提高至2026年的21.69%,AI伺服器市場規模增速高于整體伺服器市場規模的增速,成為全球伺服器行業保持景氣增長的核心驅動力。

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生成式人工智能将成為全球AI伺服器市場持續增長的新動能。随着以GPT模型為代表的的生成式人工智能大模型的快速疊代,以及以ChatGPT、Microsoft 365 Copilot等為代表的生成式人工智能應用使用量的激增,生成式人工智能對AI伺服器的需求量正在爆發式增長。根據IDC統計,2022年預計全球生成式人工智能對AI伺服器的新增需求規模為8.2億美元,預計到2026年其新增需求規模将達到109.9億美元,2022年至2026年的年複合增速高達91.34%,同期其他類型AI伺服器的年複合增速僅為6.15%。預計生成式人工智能對AI伺服器的需求占比将從2022年的4.21%快速提高至2026年的31.66%,成為全球AI伺服器市場持續增長的新動能。

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推理型伺服器将逐漸成為全球AI伺服器的主流。在生成式大模型發展早期,AI伺服器需求以模型訓練為主,因而訓練型伺服器占據市場主體地位。随着後續生成式AI應用的快速發展,AI伺服器将主要滿足資料的分析及模型輸出需求,因而推理型伺服器将逐漸成為市場主流。根據IDC統計,2021年全球AI伺服器市場中57.33%為訓練型伺服器,但預計在2024年推理型伺服器市場規模将首次超越訓練型伺服器,在2026年推理型伺服器的市場占比将達到53.01%,與訓練型伺服器的份額差距将持續拉開。

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AI雲計算及邊緣計算将成為全球AI伺服器增速更快的部署方式。一方面,由于生成式AI大模型的模型參數越來越大,其訓練所需的AI算力正在快速增長,傳統本地部署的算力中心越來越難以滿足大模型的算力需求,導緻基于雲化部署的AI雲計算服務需求正在快速增長。另一方面,随着各類物聯網裝置端生成的資料量增速超過了網絡帶寬的增速,在更接近資料生成的地方直接進行資料運算和分析的需求正在快速增長,這導緻基于邊緣計算的AI伺服器實作更快的增長速度。根據IDC統計資料,2021年至2026年間,預計基于本地集中部署的、雲化部署的以及邊緣計算端部署的AI伺服器市場規模的年複合增速分别為8.2%、19.8%及26.1%;預計2026年全球AI伺服器中有56.6%基于雲化部署,是最主流的部署方式,20%基于邊緣計算部署,是增速最快的部署方式。

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加速計算AI伺服器更符合大規模AI運算的需求,成為AI伺服器的主流選擇。加速計算AI伺服器是指擁有一個或多個協處理器的AI伺服器,包括GPGPU、FPGA或ASIC協處理器,其更适合處理規模越來越大、算法越來越複雜的深度學習AI模型,因而已經成為目前AI伺服器的主流選擇。主要使用CPU進行運算的非加速計算AI伺服器的市場規模仍将有一定增長,但其主要用于小型人工智能模型的推理以及部分訓練負載。根據IDC統計,2021年全球AI伺服器中加速計算AI伺服器市場規模為91億美元,2026年将增長至245億美元,期間年複合增速為22%,同期非加速計算的AI伺服器市場規模的年複合增速僅為9.3%。

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多因素驅動下,中國AI算力發展迎來黃金時期。随着一系列支援性政策的陸續出台、海量資料的增加、算法模型的複雜化以及應用場景的深入發展,中國AI算力規模正在持續擴大。根據IDC資料,以半精度(FP16)測算中國的AI算力規模,2021年中國AI算力規模達到155.2每秒百億億次浮點運算(EFLOPS),2022年達到268.0 EFLOPS,同比增長72.7%,預計到2026年規模将達到1271.4 EFLOPS,2021年至2026年間中國AI算力規模的年複合增長率達到52.3%,将實作快速增長。作為參考,以雙精度(FP64)測算通用伺服器算力,2021年中國通用算力規模為47.7 EFLOPS,預計2026年将提高至111.3 EFLOPS,2021年至2026年間的年複合增速僅為18.5%。

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現階段中國AI伺服器市場增速領跑全球,未來仍有較大提升空間。大陸在AI産業發展早期更注重算力硬體建設,根據IDC統計資料,2021年中國AI伺服器市場規模達到59.2億美元,同比增長68.2%,2018年至2021年的年複合增速高達52.14%,為全球增速的2倍以上,增速領跑全球;中國AI伺服器占全球市場之比從2018年的21.01%提高至2021年的37.88%,達到3成以上,是全球AI伺服器市場實作快速增長的主要驅動者。IDC預計未來中國AI伺服器市場規模仍将保持較為穩健的增長态勢,預計到2026年市場規模達到123.4億美元,2021年至2026年間的年複增速為15.82%。

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2、中國廠商在全球AI伺服器市場中處于領軍地位

中國品牌廠商在全球AI基礎設施廠商中處于領軍地位,2021年實作了最快增速。根據IDC資料,浪潮資訊、新華三(紫光股份)、聯想是2021年全球增速前三快的AI基礎設施(即AI伺服器+AI存儲合計)品牌廠商。2021年,浪潮資訊AI基礎設施營收同比增長68.3%,市場佔有率從2020年的14.6%躍升至17.8%,位居全球第一;新華三營收同比增長67.6%,市場佔有率從3.3%上升至4.0%;聯想營收同比增長57.2%,市場佔有率從4.6%上升至5.2%;中國品牌廠商中隻有華為因為受到地緣政治因素的影響,其營收同比下降37.9%,市場佔有率從9.4%下降至4.2%。海外品牌廠商中戴爾份額從16.4%下降至15.7%,惠普份額從9.8%下降至8.9%,IBM份額從6.4%下降至4.2%,整體份額呈現下降狀态。若單獨考慮AI伺服器的市場格局,2021年浪潮資訊以20.9%的份額登頂全球AI伺服器市場,聯想、新華三、華為市場佔有率分别為5.8%、4.0%及2.9%,位列全球第4、6、7位。

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中國市場中,浪潮資訊占據AI加速計算伺服器市場的半壁江山。根據IDC資料,2021年浪潮資訊的AI加速計算伺服器在中國市場營收同比增長61.6%,市場佔有率達到52.4%,連續五年以超過50%的市占率穩居行業第一;新華三、甯暢、安擎的AI伺服器收入同比增速分别為419.0%、300.3%、285.9%,是增速前三快的廠商,市場佔有率分别為7.8%、7.9%、6.8%,均位居行業前五名;華為則因受地緣政治影響,其收入下滑了37.1%,市場佔有率下降至7.7%,位居行業第四。

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浪潮資訊:全球AI伺服器領軍企業

浪潮資訊與産業巨頭進行深入合作,為大型網際網路廠商提供高品質的AI伺服器。在近10年前,浪潮資訊就與全球算力晶片巨頭英偉達及英特爾建立了聯合實驗室,以探索實作性能密集型計算負載的并行化。随後,由于阿裡巴巴、騰訊、百度、位元組跳動等全球範圍内的網際網路龍頭廠商在語音識别、圖像識别等領域對AI加速運算的需求開始快速增長,浪潮資訊開始為網際網路巨頭進行産品優化設計服務,為其提供了一系列高品質的AI加速卡及伺服器産品。随着中國網際網路巨頭公司的快速發展,浪潮AI伺服器的營收體量也保持了快速增長狀态,使其成長為全球及中國市場AI伺服器的領軍企業。

浪潮資訊AI計算産品線齊全,可面向客戶需求快速推動産品疊代。浪潮資訊可以提供從單機到叢集、從邊緣計算端到超大規模資料中心端的硬體産品組合,且能夠根據市場需求快速推出最新的AI計算産品。其中NF5688是公司面向超大規模資料中心推出高性能、高相容、強拓展的新一代NVLink AI伺服器,其搭載8顆英偉達A800組成的HGX計算子產品以及2顆第三代英特爾至強處理器,單機AI計算性能達到5 PFLOPS,相容主流的x86+CUDA應用開發生态,可以滿足大規模NLP/CV/NMT/DLRM模型的訓練和推理需求。NF5488同樣使用HGX計算子產品并搭配2顆64核AMD處理器,具備強大的AI訓練和推理能力,可用于圖像、視訊、語音識别、智能客服等典型AI應用場景。NF5468則具備更強的硬體相容性,可根據使用者需求靈活搭載英偉達、AMD、英特爾、寒武紀、燧原等進口及國産加速卡。NF5448搭載4顆英偉達Ampere架構GPU以及2顆AMD CPU,可以為客戶提供更低成本的AI計算服務。NE3412則是公司面向邊緣計算場景提供的便攜式AI伺服器,可以滿足邊緣AI推理及資料遷移等場景的需求。

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浪潮資訊AI計算産品性能突出,在權威性能測評榜單中多次霸榜奪冠。MLPerf是影響力最廣的國際AI計算性能基準測評,由圖靈獎得主大衛帕特森聯合頂尖的學術機構發起成立。MLPerf每年分别組織AI推理及AI訓練性能測試各兩次,基于目前應用最主流的AI場景賽道分别進行性能測試,涵蓋了自然語言處理(BERT)、智能推薦(DLRM)、語音識别(RNN-T)、圖像識别(ResNet)、醫學影像分割(3D U-Net)、輕量級目标物體檢測(RetinaNet)、重量級目标物體檢測(Mask R-CNN)及強化學習(MiniGo)共八大類場景。2021年浪潮資訊的AI伺服器共在四次測評中的細分場景固定任務賽道上獲得44項冠軍,占據全部項目總數的54.32%;2022年浪潮資訊再次獲得49項冠軍,占據全部項目總數的62.03%;其中在2022年的兩次資料中心推理伺服器性能測評中,公司在32個細分項目中獲得29項冠軍,顯示出公司産品AI算力在全球範圍内的領先性。

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浪潮資訊具備軟硬一體的全棧AI能力,可為客戶提供場景化的AI解決方案。在豐富的AI硬體之上,公司還提供AIStation人工智能開發平台。該平台可以實作GPU資源池化,統一排程企業AI計算資源;同時還提供完整的AI軟體棧和開發流程,AutoML塔尖可以幫助實作企業級的自動化AI模型建構,提高模型開發效率;平台也支援TensorFlow、Pytorch等主流AI架構拓展分布式訓練,在resnet50做分布式訓練測試時,其GPU加速比最高可提升90%;其支援通過資料緩存功能大幅提升模型訓練效率,根據resnet50測試資料,在70任務并發下,AIStation資料緩存功能可以幫助模型訓練效率提升72%。基于公司軟硬一體的全棧能力,公司可以為智慧醫療、生命科學、自動駕駛等領域提供場景化的AI解決方案。

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紫光股份:全面擁抱AIGC,快速崛起的AI伺服器龍頭企業

紫光股份全面擁抱AIGC時代,市場佔有率快速提升。紫光股份旗下子公司新華三是國内數字化解決方案的核心供應商,在企業級交換機、企業級路由器、x86通用計算伺服器、GPU加速計算伺服器等衆多核心産品品類上市占率位居國内前三名,全面參與智慧計算、智能存儲、智能聯接、網絡安全各環節市場競争。公司與英偉達較早便建立了合作夥伴關系,随着AI應用的快速發展,公司選擇全面擁抱AIGC的戰略,加大對AI伺服器的研發投入,市場佔有率呈現快速提升之勢。根據IDC資料,2021年公司在中國市場的AI伺服器營收同比增速高達419%,市場佔有率已經躍升至行業第三名,是國内增速最快的AI伺服器公司。

紫光股份擁有多元化的AI伺服器産品線布局,基于H800晶片的高性能AI伺服器已經推出。公司推出了UniServer R5000系列AI伺服器,可覆寫從訓練到推理的AI全場景,其中旗艦的R5500系列可以滿足大模型的訓練需求,采用子產品化設計理念,整機分為GPU計算子產品、CPU計算子產品、硬碟子產品、風扇子產品、電源子產品,均可獨立插拔維護。R5500 G5是搭載A800 GPU的AI伺服器,CPU計算子產品支援2顆英偉達三代至強,GPU計算子產品支援HGX A800 8-GPU模組,8塊A800 GPU通過6個NVSWITCH實作400GB/s的全互聯,AI算力較上一代可提升多達20倍,可應用于語音識别、圖像分類、機器翻譯等多種人工智能業務場景。R5500 G6則是搭載H800 GPU的全新AI伺服器,CPU計算子產品支援2顆英特爾四代至強或2顆96核AMD晶片,GPU計算子產品支援HGX H800 8-GPU模組,算力相較上一代産品實作3.4倍提升,可用于超大規模的AI大模型訓練。

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紫光股份打造了全流程的傲飛智能算力中樞平台。傲飛中樞可以提供AI模型訓練、模型評估、模型導出、線上推理等功能,實作了AI的全流程,從智能标注、智能比對到智能訓練和智能調優,以及最後實作智能推理,且支援最多4096個節點同時部署,滿足大規模AI計算需求,更高顯著提升AI應用開發效率,更好的滿足科學、交通、能源、教育等行業AI計算需求。

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紫光股份上線了小智AI實驗室功能,友善客戶體驗AI應用開發流程。通過使用小智AI實驗室,政企客戶可以随時随地的使用基于雲端的AI加速計算平台,并在技術專家的幫助下快速建立和部署資料密集型的AI應用原型,進而友善在後續實際AI應用開發過程中選擇更優、更可靠的軟體和基礎架構,使政企客戶更快的過渡到AI-Native的應用環境之中,進而帶動公司AI基礎設施的銷售。

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中科曙光:穩步增長的老牌智能計算龍頭企業

中科曙光是國内高性能智能計算産業的開拓者之一。高性能計算HPC被認為是人工智能技術的發動機,中科曙光是國内高性能計算技術的領軍企業,憑借其技術領先優勢,提出了基于“HPC+大資料處理”的人工智能開放架構,為大型政企使用者提供完整的人工智能解決方案。其推出了專門面向人工智能、深度學習、高性能異構計算領域設計的XMachine系列專用伺服器,擁有較高的異構硬體相容性,可以相容GPU、FPGA、寒武紀神經網絡晶片等各類型加速計算單元,同時具備高效率的電源設計、超高密度和超高傳輸速率等特性。公司AI計算産品目前典型的應用項目有咪咕視訊AI基礎平台、中國移動AI基礎平台等。

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中科曙光推出容器化人工智能開發平台,加速AI應用落地。公司的容器化人工智能開發平台解決方案實作了對深度學習開發環境的快速部署,針對深度學習開發流程,對運算資源按照訓練任務進行分割和分發,并額外支援容器鏡像管理、權限管理、互動界面圖形化等功能,以幫助使用者更快速的介入人工智能領域,聚焦實際算法的優化和疊代,促進人工智能技術在各行各業的快速落地。

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拓維資訊:自主可控的昇騰智能計算生态核心參與者

拓維資訊是華為昇騰智能計算生态的核心參與者。拓維資訊于2021年3月成為首批昇騰官方授權的AI計算硬體生産合作夥伴,目前公司可以提供“兆瀚”品牌的囊括智能小站、邊緣計算伺服器、推理伺服器、訓練伺服器、AI叢集等在内的全棧式昇騰智能計算硬體,最小的加速卡提供8 TOPS@INT8算力,而最大的AI叢集可以提供256-1024 PFLOPS@FP16算力,能夠滿足使用者從邊緣計算端到大型資料中心的多樣化算力需求。根據公司年報,2022年9月公司獲得華為“優秀昇騰整機合作夥伴獎”,2022年11月公司獲得華為“2022年度昇騰最佳實踐夥伴獎”,是華為昇騰生态最重要的合作夥伴之一。

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拓維資訊的智能計算産品符合政企客戶自主可控需求,連續中标标杆項目。公司“兆瀚”智能計算産品采用華為海思研發的自主可控的鲲鵬+昇騰異構計算晶片組,可滿足政企客戶對自主可控智能算力基礎設施的建設需求,因而在市場中享有獨特的競争力,連續中标标杆項目。根據公司公告,2022年12月公司中标全國一體化算力網絡國家(貴州)主樞紐中心IT裝置采購項目,合同金額1.83億元;2022年6月其連續中标長沙人工智能計算中心以及重慶人工智能計算中心的智能計算硬體訂單,訂單額分别為1.04億元及2.96億元。此外公司在營運商伺服器集采中也持續有收獲,昇騰智能計算領域,公司在2022年2月以第一名的身份中标中國聯通2022人工智能伺服器集采,中标份額44%,中标金額0.63億元。連續中标國家級智能算力試驗區大單,是公司産品實力的直接展現,且根據長沙及重慶市的算力發展規劃,一期項目算力合計為600 PFLOPS,未來幾年将不斷擴容至2000 PFLOPS,貴州主樞紐計劃到2026年算力建設至274 PFLOPS,有望為公司帶來持續的收入增長。

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本文源自券商研報精選