中國(guó)算力發(fā)展指數(shù)白皮書 AI服務(wù)器價(jià)格仍將保持上漲趨勢(shì)

• 黃江 2023年11月28日 來源：新浪 1494 99
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AI大模型的實(shí)現(xiàn)，需要海量數(shù)據(jù)和強(qiáng)大算力來支撐訓(xùn)練和推理過程，華為預(yù)估2030年相比2020年，AI爆發(fā)帶來的算力需求將增長(zhǎng)500倍。

受AI(人工智能)大模型發(fā)展熱潮影響，市場(chǎng)算力需求大增，AI服務(wù)器作為算力基礎(chǔ)設(shè)施之一，由于具備圖形渲染和海量數(shù)據(jù)的并行運(yùn)算等優(yōu)勢(shì)，能夠快速準(zhǔn)確地處理大量數(shù)據(jù)，市場(chǎng)價(jià)值逐漸凸顯，近來市場(chǎng)需求大增，外加AI服務(wù)器核心零部件GPU(圖像處理器、加速芯片)芯片持續(xù)緊缺、GPU價(jià)格不斷上漲等，近期AI服務(wù)器價(jià)格大漲。

有企業(yè)透露，其去年6月購(gòu)買的AI服務(wù)器不足一年價(jià)格漲了近20倍。同期，GPU價(jià)格也不斷上漲，例如A100GPU市場(chǎng)單價(jià)已達(dá)15萬，兩個(gè)月前為10萬元，漲幅50%，而A800價(jià)格漲幅相對(duì)更小，目前價(jià)格在9.5萬元左右，上月價(jià)格為8.9萬元左右。

AI服務(wù)器價(jià)格這幾年一直變化較大，主要因其配置在不斷提升，同時(shí)其核心零部件GPU全球主要廠家英偉達(dá)、AMD在GPU方面的產(chǎn)能有限，市場(chǎng)GPU供應(yīng)持續(xù)緊缺，預(yù)計(jì)未來AI服務(wù)器價(jià)格仍將保持上漲趨勢(shì)。

未來AI服務(wù)器價(jià)格仍將保持上漲趨勢(shì)

值得一提的是，上游高端GPU芯片持續(xù)缺貨等，一定程度上還影響了企業(yè)AI服務(wù)器出貨量，進(jìn)而影響到相關(guān)服務(wù)器上市公司短期業(yè)績(jī)。不過，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，AI服務(wù)器獲業(yè)界一致看好，相關(guān)上市公司也正加碼布局。

據(jù)了解，ChatGPT火熱后，全球各大科技企業(yè)都在積極擁抱AIGC(生成式AI)，紛紛發(fā)力AI大模型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自3月16日百度率先公布“文心一言”以來，國(guó)內(nèi)已有超過30項(xiàng)大模型產(chǎn)品亮相。

然而，AI大模型的實(shí)現(xiàn)，需要海量數(shù)據(jù)和強(qiáng)大算力來支撐訓(xùn)練和推理過程，華為預(yù)估2030年相比2020年，AI爆發(fā)帶來的算力需求將增長(zhǎng)500倍。

AI 服務(wù)器用于處理深度學(xué)習(xí)工作負(fù)載的海量數(shù)據(jù),包括需要大內(nèi)存容量、高帶寬和整體系統(tǒng)內(nèi)緩存一致性的訓(xùn)練和推斷。相較于普通服務(wù)器,AI 服務(wù)器新增多張高性能加速器(絕大部分為 GPU),擁有更高的計(jì)算能力、更快的處理速度和更大的存儲(chǔ)空間。

AI 模型從最早 2012 年(AlexNet)問世以來，深度和廣度一直在逐級(jí)擴(kuò)升。作為目前最大的語言模型之一，2020 年發(fā)布的 GPT-3 使用了 1750 億個(gè)參數(shù)，是其前代的 100 多倍，微軟和英偉達(dá)共同開發(fā)的 Megatron-Turing-NLG 模型參數(shù)量則達(dá) 5300 億。

據(jù)中國(guó)信通院撰寫的《中國(guó)算力發(fā)展指數(shù)白皮書》，過去 10 年用于 AI 訓(xùn)練模型的計(jì)算資源激增，AI 訓(xùn)練的計(jì)算復(fù)雜度每年猛增 10 倍，人工智能計(jì)算已成為主流的計(jì)算形態(tài)，全球智能算力規(guī)模(換算為 FP32)將由 2021 年 232EFlops 快速增長(zhǎng)至 2030 年的 52.5ZFlops，期間 CAGR 超過 80%。

TrendForce 預(yù)計(jì) 2026 年全球 AI 服務(wù)器出貨量約 20 萬臺(tái)。

TrendForce 表示，在 AIGC、自動(dòng)駕駛、AloT、邊緣計(jì)算等新興應(yīng)用帶動(dòng)下，諸多大型云廠商加大AI 相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，預(yù)計(jì)搭載 GPGPU(General Purpose GPU)的 AI 服務(wù)器 2022 年出貨量?jī)H占整體服務(wù)器市場(chǎng)的 1%，并有望在 2026 年增長(zhǎng)至 20 萬臺(tái)，2022-2026 年 CAGR 為 10.8%。

據(jù) TrendForce 統(tǒng)計(jì)，2022 年 AI 服務(wù)器采購(gòu)占比以北美四大云廠商為主，微軟、Google、Meta、AWS 合計(jì)貢獻(xiàn) 66.2%，國(guó)內(nèi)則以字節(jié)跳動(dòng)投入最為積極，占比 6.2%。

不同類型的服務(wù)器成本結(jié)構(gòu)存在差異，芯片成本占比隨服務(wù)器性能提升而升高。

服務(wù)器本質(zhì)是計(jì)算機(jī)，核心硬件包括 CPU、以 GPU 為代表的加速卡、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡、電源、主板等。其中以 CPU 和 GPU 為代表的算力芯片是服務(wù)器主要成本項(xiàng)，占比隨著服務(wù)器性能的提高而逐漸上升。

綜合華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)和 ARK數(shù)據(jù)，芯片成本在普通服務(wù)器中約占總成本的 32%，而用于機(jī)器學(xué)習(xí)的服務(wù)器因通常搭載多卡高性能 GPU 導(dǎo)致芯片成本占比迅速提升至 83%。

AI 服務(wù)器和普通服務(wù)器之間的區(qū)別在于其硬件配置和使用方式。

AI 服務(wù)器用于處理深度學(xué)習(xí)工作負(fù)載的海量數(shù)據(jù)，包括需要大內(nèi)存容量、高帶寬和整體系統(tǒng)內(nèi)緩存一致性的訓(xùn)練和推斷。相較于普通服務(wù)器，AI 服務(wù)器新增多張高性能加速器(絕大部分為 GPU)，擁有更高的計(jì)算能力、更快的處理速度和更大的存儲(chǔ)空間，以支持高負(fù)載和復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。

隨著 GPU 向 A100 向 H100 升級(jí)迭代，AI 服務(wù)器有望迎來量?jī)r(jià)齊升。

根據(jù)英偉達(dá)官網(wǎng)，相較于前代 A100，H100 綜合計(jì)算性能提高 6 倍，得益于：1)采用第四代 Tensor Core 和具有 FP8 精度的 Transformer 引擎，持續(xù)優(yōu)化大模型訓(xùn)練和推理表現(xiàn);2)升級(jí)第四代 NVLink，提供高達(dá) 900 GB/s 的 GPU 與 GPU之間互連;3)更高的顯存帶寬。

該行認(rèn)為，隨著價(jià)格更高的 H100 在今年陸續(xù)出貨，AI 服務(wù)器市場(chǎng)將在今年迎來持續(xù)量?jī)r(jià)齊升。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國(guó)IA服務(wù)器行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

隨著ChatGPT、百度文心一言等一系列大模型密集上線，AI大模型當(dāng)下已經(jīng)遍地開花。谷歌本周四發(fā)布AI語言模型PaLM 2與OpenAI旗下GPT-4等系統(tǒng)展開競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)內(nèi)云從科技、引力傳媒等多家A股上市公司亦宣布AI大模型產(chǎn)品最新進(jìn)展。在“AI百模大戰(zhàn)”背后，隨之帶動(dòng)的算力需求開始呈“爆炸式”增長(zhǎng)，一場(chǎng)“算力儲(chǔ)備戰(zhàn)”已暗潮洶涌，全球算力市場(chǎng)持續(xù)火熱。

據(jù)悉，AI由數(shù)據(jù)、算法(即模型)和算力驅(qū)動(dòng)，其中任意一方的發(fā)展會(huì)推動(dòng)其他方面需求的增長(zhǎng)。有分析認(rèn)為，當(dāng)下行業(yè)內(nèi)雖然擁有更多的數(shù)據(jù)以及做了更多的AI模型研究，但算力的擴(kuò)展速度卻沒有跟上。今年4月，OpenAI就因需求量過大而停止了ChatGPT Plus的銷售。對(duì)此，東方證券研報(bào)認(rèn)為，主要系計(jì)算資源供不應(yīng)求。

根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，AI時(shí)代算力的增長(zhǎng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了摩爾定律每18個(gè)月翻番的速率，預(yù)計(jì)到2030年全球超算算力將達(dá)到0.2ZFLOPS，平均年增速超過34%。華為更是預(yù)測(cè)，未來10年人工智能算力需求將會(huì)增長(zhǎng)500倍以上。那么，身處“智能革命”起點(diǎn)的當(dāng)下，什么才是AI算力的最優(yōu)解?國(guó)內(nèi)“算力軍備競(jìng)賽”又走到哪一步了?

眾所周知，芯片能力直接影響著高算力訓(xùn)練效果和速度，相較于基于CPU芯片的通用算力，AI所需的智能算力則主要基于GPU、GPGPU及AISC等AI芯片所提供算力，用于人工智能的訓(xùn)練和推理。其中，GPU是一種專門用于處理圖形、視頻、游戲等高性能計(jì)算的硬件設(shè)備，憑借相較于其他硬件在算力方面的較大優(yōu)勢(shì)脫穎而出，同時(shí)隨著英偉達(dá)A100、H100等型號(hào)產(chǎn)品的發(fā)布，前款產(chǎn)品在AI推理時(shí)吞吐量是CPU的249倍。GPU已成為當(dāng)前AI算力的核心硬件。

中金公司研報(bào)表示，多GPU互聯(lián)能力加強(qiáng)可以提高并行計(jì)算能力，因而算力提升對(duì)GPU數(shù)量的要求日益提高。隨著單GPU的計(jì)算能力越來越難以應(yīng)對(duì)深度學(xué)習(xí)對(duì)算力的需求，英偉達(dá)已經(jīng)開始用多個(gè)GPU去解決問題。對(duì)此，業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，高端GPU的數(shù)量基本決定了一個(gè)廠商能夠練多大的模型，后期將成為業(yè)內(nèi)判斷企業(yè)大模型能力的重要指標(biāo)。

據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示，如果以英偉達(dá) A100 顯卡的處理能力計(jì)算，GPT-3.5大模型需要2萬塊GPU來處理訓(xùn)練數(shù)據(jù)。亦有業(yè)內(nèi)公認(rèn)看法，做好AI大模型的算力門檻是1萬枚A100芯片。

目前，全球GPU市場(chǎng)主要由英偉達(dá)、英特爾和AMD三家巨頭壟斷，去年Q4獨(dú)立GPU份額分別為85%、6%、9%。其中，人工智能、云端計(jì)算和獨(dú)立GPU主要為英偉達(dá)主導(dǎo)，A100和H100最高浮點(diǎn)算力分別實(shí)現(xiàn)19.5 TFLOPS 和67 TFLOPS。

相較于此，我國(guó)國(guó)產(chǎn)GPU尚處萌芽期，與國(guó)際廠商差距更大。但隨著高端GPU的出口限令，針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)推出的特供版A800也已漲10萬元的高價(jià)，國(guó)內(nèi)GPU市場(chǎng)需求緊迫。在此情形下國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫，國(guó)產(chǎn)GPU廠商近幾年也不斷涌現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)自研GPU的領(lǐng)軍企業(yè)主要是寒武紀(jì)、景嘉微、華為昇騰等。其中，景嘉微是國(guó)內(nèi)首家成功研制國(guó)產(chǎn)GPU芯片并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工程應(yīng)用的企業(yè)。行業(yè)內(nèi)專家稱，主打產(chǎn)品JH920的性能與英偉達(dá)2016年發(fā)布的GTX 1050相仿，在中高端領(lǐng)域及硬核的算力需求仍存在較長(zhǎng)的追趕道路。

對(duì)于整個(gè)算力市場(chǎng)，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，目前燒GPU是最為現(xiàn)實(shí)的方案，尤其從國(guó)內(nèi)GPU廠商的角度來看，國(guó)產(chǎn)GPU高端化薄弱，只有使更多低端的GPU去追趕和堆疊，通過優(yōu)化和協(xié)調(diào)來協(xié)同作用，再去組合模擬優(yōu)化的路徑。

《2023-2028年中國(guó)IA服務(wù)器行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對(duì)該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2023-2028年中國(guó)IA服務(wù)器行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告

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