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概述
調(diào)研大綱

隨著云計算技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷創(chuàng)新,以及5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展,全球云計算芯片市場規(guī)模正在不斷擴大。據(jù)市場調(diào)研數(shù)據(jù)報告顯示,2022年全球云計算芯片市場規(guī)模大約為8541億元,相較于前幾年表現(xiàn)為一定程度的上升,預(yù)計未來幾年,全球云計算芯片市場仍將保持增長態(tài)勢。

近年來,全球云計算芯片市場呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。隨著云計算技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長,對云計算芯片的需求持續(xù)攀升。用于云計算和數(shù)據(jù)中心人工智能的 GPU 和其他加速芯片的市場規(guī)模已從 2022 年的不到 100 億美元,激增至 2024 年的 780 億美元 ,預(yù)計到 2029 年將最終達到 1510 億美元。其中,2026 年可能成為一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點,屆時增長動力將從技術(shù)采用逐漸轉(zhuǎn)向人工智能應(yīng)用需求的變化。國內(nèi)市場方面,據(jù)中信證券測算,2024 - 2026 年國內(nèi) AI 算力芯片市場規(guī)模約為 208、300、386 億美元,兩年復(fù)合增速達 36%。

巨頭引領(lǐng):英偉達在云計算芯片領(lǐng)域占據(jù)重要地位,尤其在通用型 GPU 市場,其憑借強大的并行計算能力和成熟的 CUDA 軟件生態(tài),為深度學習訓練和推理提供了高效的解決方案,市值高達約 3.3 萬億美元。博通也嶄露頭角,通過為云服務(wù)提供商構(gòu)建專用 AI ASIC 芯片,成為萬億美元市值芯片公司。2024 財年,博通 AI 收入在 150 億至 200 億美元之間,其中超 120 億美元來自定制人工智能芯片 XPU(ASIC)以及數(shù)據(jù)中心使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收入,主要得益于谷歌等超大規(guī)??蛻舻男枨笤鲩L。

競爭激烈:除了英偉達和博通,眾多科技企業(yè)也紛紛布局云計算芯片領(lǐng)域。一方面,全球云計算巨頭紛紛提出自研 AI 芯片計劃,如亞馬遜云科技(AWS)、微軟等從頭開始設(shè)計系統(tǒng),并從定制系統(tǒng)級芯片(SoC)著手,以更好地優(yōu)化自身業(yè)務(wù)負載;另一方面,國內(nèi)主要的頭部人工智能開發(fā)平臺以及字節(jié)跳動等也在積極參與,字節(jié)跳動此前已發(fā)布數(shù)百個與半導(dǎo)體相關(guān)的職位空缺,包括 ASIC 芯片設(shè)計師崗位 ,并與博通合作開發(fā)人工智能定制芯片。

定制化芯片興起:隨著云計算工作負載的日益復(fù)雜,通用的現(xiàn)成芯片難以滿足需求。數(shù)據(jù)中心提供商和頭部云服務(wù)提供商為獲得更佳的性能、效率和總體擁有成本(TCO),正轉(zhuǎn)向定制芯片。例如,NVIDIA 推出的 Grace Hopper 從根本上重新設(shè)計了系統(tǒng)架構(gòu),實現(xiàn)了 CPU 與 GPU 一對一映射,提高了 GPU 利用率;AWS 和微軟等也采取類似方法,對系統(tǒng)各方面進行調(diào)優(yōu)。

軟硬件協(xié)同優(yōu)化:在算力需求持續(xù)增長的同時,成本和能源限制也日益凸顯,這促使企業(yè)更加注重軟硬件的協(xié)同優(yōu)化。Arm 在構(gòu)建 Neoverse N3 和 V3 平臺時,與合作伙伴緊密合作,深入了解軟件需求并針對性優(yōu)化,其推出的 Neoverse 計算子系統(tǒng)(CSS)使定制芯片更迅速且易實現(xiàn),客戶還能加速產(chǎn)品上市時間、降低工程成本。

云計算芯片廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、人工智能等領(lǐng)域。在數(shù)據(jù)中心,芯片為海量數(shù)據(jù)的存儲、處理和傳輸提供支持;在人工智能領(lǐng)域,無論是訓練大語言模型(LLM)還是進行推理應(yīng)用,云計算芯片都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。目前行業(yè)重點更多放在訓練 LLM 上,但隨著生成式 AI 廣泛應(yīng)用于實際業(yè)務(wù)場景,工作重點正逐漸轉(zhuǎn)向推理。有分析師估計,已部署的 AI 服務(wù)器中有高達 80% 專用于推理,且這一數(shù)字還將持續(xù)攀升 ,如 NVIDIA 在 2023 年第四財季,數(shù)據(jù)中心類業(yè)務(wù)中約有 40% 收入來自 AI 推理。

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