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AI服务器全面爆发!算力核心基础设施 龙头强者恒强

时间:2020-07-22 22:38:52

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AI服务器全面爆发!算力核心基础设施 龙头强者恒强

服务器是生产算力的关键基础设施,传统服务器主要由CPU提供算力,采用串行架构,擅长逻辑计算,算力提升主要依靠堆核实现。

随着云计算、大数据、AI等新技术应用,数据量呈指数级增长,算力需求持续释放带动算力基础设施产业迎来增长新周期,CPU服务器处理能力已接近极限,AI服务器应运而生。

根据IDC数据,全球服务器出货量突破1516万台,同比增长12%,产值达1216亿美元;预计2026年全球服务器出货量将达1885万台,5年CAGR 6.8%,产值将达1665亿美元,5年CAGR 10.2%。#服务器##人工智能##AI服务器#

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服务器行业概览

服务器是算力的基本载体和硬件根基,通常是指那些具有较高计算能力,能够提供给多个用户使用的计算机。

服务器的逻辑架构和普通计算机类似。但是由于需要提供高性能计算,因此在处理能力、稳定性、可靠性、 安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

服务器核心硬件包括CPU、以GPU为代表的加速卡、内存、硬盘、网卡、电源、主板等。

主要硬件包括处理器、内存、芯片组、I/O (RAID卡、网卡、HBA卡) 、硬盘、机箱 (电源、风 扇)。以一台普通的服务器生产成本为例,CPU及芯片组大致占比50% 左右,内存大致占比 15% 左右,外部存储大致占比10%左右,其他硬件占比25%左右。

服务器与主机不同,主机是通过终端给用户使用的,服务器是通过网络给客户端用户使用的,所以除了要拥有终端设备,还要利用网络才能使用服务器电脑,但用户连上线后就能使用服务器上的特定服务了。

随着大数据、云计算不断发展,服务器的种类形式也益加多样化,并不断演化出新的功能。

从机箱结构来看,服务器经历了从塔式、机架式、刀片式到整机柜的发展历程。

整机柜服务器作为面向大型数据中心的定制化产品在近年兴起。

资料来源:sevethehome

AI服务器行业概览

AI服务器是一种能够提供人工智能(AI)计算的服务器。

它既可以用来支持本地应用程序和网页,也可以为云和本地服务器提供复杂的AI模型和服务。

行行查 | 行业研究数据库 资料显示,服务器产业链上游为电子元件及软件提供商,中游为服务器厂商向上游采购核心零部件后,根据客户需求设计主板、管理软件等,并完成整机组装测试后向下游客户出货交付,下游客户覆盖运营商、互联网、政府机构等各类企业。

服务器产业链结构图:

资料来源:行行查

AI服务器按应用场景可分为训练和推理两种,其中训练对芯片算力要求更高,推理对算力的要求偏低。

目前AI服务器通常选用CPU和加速芯片组来满足其庞大算力需求,其中加速芯片包括GPU、FPGA、ASIC等逻辑芯片,其中GPU由于其具有最强的计算能力同时具备深度学习等能力,目前成为服务器中加速芯片的首选。

英伟达DGX A100服务器:

从硬件架构上看,AI服务器是指采用异构形式的服务器,通常为CPU+GPU、CPU+FPGA、CPU+TPU、CPU+ASIC或CPU+多种加速卡;GPU采用并行计算模式,擅长处理密集型运算,如图形渲染、机器学习等。

根据IDC数据,国内AI服务器市场规模达67亿美元,同比增长24%,其中GPU服务器占据主导地位,市场份额达89%;预计到2027年国内AI服务器市场将达164亿美元,CAGR 16.1%,其中非GPU服务器市场份额超13%。

AI服务器芯片

根据IDC数据用于运算和存储的芯片占服务器成本结构约70%,其中在机器学习型服务器中GPU成本占比达72.8%。

资料来源:ARK、华经情报网、行行查

AI芯片是算力的核心。AI芯片也被称为AI加速器或计算卡,即专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块(其他非计算任务仍由C P U负责)。

伴随数据海量增长,算法模型趋向复杂,处理对象异构,计算性能要求高,A 芯片在人工智能的算法和应用上做针对性设计,可高效处理人工智能应用中日渐多样繁杂的计算任务。

不同类型的服务器成本结构存在差异,以CPU和GPU为代表的算力芯片是服务器主要成本项,占比随着服务器性能的提高而逐渐上升。

GPU架构为主流加速架构,是服务器核心成本构成。

资料来源:华经情报网

GPU是英伟达公司在1999年8月发表NVIDIA GeForce 256绘图处理芯片时首先提出的概念。在此之前,电脑中处理影像输出的显示芯片,通常很少被视为是一个独立的运算单元。

财年,英伟达全球收入2 6 9 . 7亿美元,其中,图形业务部门的收入约为119 亿美元,计算与网络部门的收入为151 亿美元。

当前阶段,英伟达的A100/H100以及A800/H800是各家自研大模型厂商的首选,AIGC驱动其出货量爆发式增长。

英伟达数据中心GPU类别:

资料来源:快科技、IDC

目前国内AI芯片主要厂商包括华为、寒武纪、海光信息、遂原、天数智芯等,此外龙芯中科也在布局。

AI服务器市场格局

目前全球服务器市场主要被中美各品牌厂商所主导。

根据IDC数据,,中国加速服务器市场规模达到67亿美元,同比增长24%。

根据IDC发布的《第四季度中国服务器市场跟踪报告Prelim》,浪潮份额国内领先,新华三(紫光股份旗下)次之,超聚变(原华为)排行第三,中兴通讯进入前五。

AI服务器品牌厂商包括浪潮信息、紫光股份、中科曙光、中兴通讯、工业富联等。

内存主要为三星、美光、海力士等厂商,国内包括兆易创新等。

SSD厂商包括三星、美光、海力士等,以及国内江波龙等厂商。

PCB厂商海外主要包括金像电子,国内包括沪电股份、鹏鼎控股、深南电路、兴森科技、景旺电子等。

提升服务器空间占有效率的同时,也对机房散热、承重、电力配置等提出了更高要求。

据TrendForce集邦咨询统计,AI服务器采购占比以北美四大云端业者Google、AWS、Meta、 Microsoft合计占66.2%为最,而中国近年来随着国产化力道加剧,AI建设浪潮随之增温,以ByteDance 的采购力道最为显著,年采购占比达6.2%,其次紧接在后的则是Tencent、Alibaba与Baidu,分别约为 2.3%、1.5%与1.5%。#6月财经新势力#

资料来源:TrendForce

随着英伟达价格更高的H100在今年陆续出货,AI服务器市场将在迎来持续量价齐升。基于此,服务器产业链各环节包括算力芯片、服务器代工、内存等关键领域都具有卡位优势,有望迎来全面爆发机遇。

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