天風(fēng)證券研報(bào)指出，ChatGPT帶來算力的需求快速增長，異構(gòu)計(jì)算成為發(fā)展趨勢，GPU服務(wù)器更適用于處理大算力需求場景，我們判斷應(yīng)用將增加。我們認(rèn)為ChatGPT的訓(xùn)練和推理場景都將帶來服務(wù)器市場增量需求，預(yù)計(jì)未來AI服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模將迎來快速增長期。

全文如下

天風(fēng)·通信 | 人工智能之火點(diǎn)燃算力需求，AI服務(wù)器迎投資機(jī)遇

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核心觀點(diǎn)

ChatGPT帶來算力的需求快速增長，異構(gòu)計(jì)算成為發(fā)展趨勢，GPU服務(wù)器更適用于處理大算力需求場景，我們判斷應(yīng)用將增加。我們認(rèn)為ChatGPT的訓(xùn)練和推理場景都將帶來服務(wù)器市場增量需求，預(yù)計(jì)未來AI服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模將迎來快速增長期。

正文

1.服務(wù)器構(gòu)成及市場情況

服務(wù)器市場規(guī)模持續(xù)增長。根據(jù) Counterpoint 的全球服務(wù)器銷售跟蹤報(bào)告，2022年，全球服務(wù)器出貨量將同比增長6%，達(dá)到 1380 萬臺(tái)。收入將同比增長 17%，達(dá)到1117 億美元。根據(jù)IDC、中商產(chǎn)業(yè)研究院，我國服務(wù)器市場規(guī)模由2019年的182億美元增長至2022年的273.4億美元，復(fù)合年均增長率達(dá)14.5%，預(yù)計(jì)2023年我國服務(wù)器市場規(guī)模將增至308億美元。

競爭格局：根據(jù)IDC發(fā)布的《2022年第四季度中國服務(wù)器市場跟蹤報(bào)告Prelim》，浪潮份額國內(nèi)領(lǐng)先，新華三次之，超聚變排行第三，中興通訊進(jìn)入前五。

2.AIGC帶來服務(wù)器變革

AIGC火熱，產(chǎn)業(yè)生態(tài)形成

2022年12月，Open AI的大型語言生成模型ChatGPT火熱，它能勝任刷高情商對話、生成代碼、構(gòu)思劇本和小說等多個(gè)場景，將人機(jī)對話推向新的高度。全球各大科技企業(yè)都在積極擁抱AIGC，不斷推出相關(guān)技術(shù)、平臺(tái)和應(yīng)用。

生成算法、預(yù)訓(xùn)練模式、多模態(tài)等AI技術(shù)累計(jì)融合，催生了AIGC的大爆發(fā)。

目前，AIGC產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的雛形已現(xiàn)，呈現(xiàn)為上中下三層架構(gòu)：①第一層為上游基礎(chǔ)層，也就是由預(yù)訓(xùn)練模型為基礎(chǔ)搭建的AIGC技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施層。②第二層為中間層，即垂直化、場景化、個(gè)性化的模型和應(yīng)用工具。③第三層為應(yīng)用層，即面向C端用戶的文字、圖片、音視頻等內(nèi)容生成服務(wù)。

模型參數(shù)量持續(xù)提升

GPT模型對比BERT模型、T5模型的參數(shù)量有明顯提升。GPT-3是目前最大的知名語言模型之一，包含了1750億（175B）個(gè)參數(shù)。在GPT-3發(fā)布之前，最大的語言模型是微軟的Turing NLG模型，大小為170億（17B）個(gè)參數(shù)。GPT-3 的 paper 也很長，ELMO 有 15 頁，BERT 有 16 頁，GPT-2 有 24 頁，T5 有 53 頁，而 GPT-3 有 72 頁。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)量不斷加大，對于算力資源需求提升。

回顧GPT的發(fā)展，GPT家族與BERT模型都是知名的NLP模型，都基于Transformer技術(shù)。GPT，是一種生成式的預(yù)訓(xùn)練模型，由OpenAI團(tuán)隊(duì)最早發(fā)布于2018年，GPT-1只有12個(gè)Transformer層，而到了GPT-3，則增加到96層。其中，GPT-1使用無監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練與有監(jiān)督微調(diào)相結(jié)合的方式，GPT-2與GPT-3則都是純無監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練的方式，GPT-3相比GPT-2的進(jìn)化主要是數(shù)據(jù)量、參數(shù)量的數(shù)量級提升。

3.訓(xùn)練&推理帶來服務(wù)器增量需求

由于OpenAI暫未公開ChatGPT（基于大語言模型GPT-3.5）相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。估算基于GPT-3。

根據(jù)天翼智庫，訓(xùn)練階段的算力估算。

根據(jù)OpenAI在2020年發(fā)表的論文，訓(xùn)練階段算力需求與模型參數(shù)數(shù)量、訓(xùn)練數(shù)據(jù)集規(guī)模等有關(guān)，且為兩者乘積的6倍：訓(xùn)練階段算力需求=6×模型參數(shù)數(shù)量×訓(xùn)練集規(guī)模。

GPT-3模型參數(shù)約1750億個(gè)，預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)量為45 TB，折合成訓(xùn)練集約為3000億tokens。即訓(xùn)練階段算力需求=6×1.75×1011×3×1011=3.15×1023 FLOPS=3.15×108 PFLOPS

依據(jù)谷歌論文，OpenAI公司訓(xùn)練GPT-3采用英偉達(dá)V100 GPU，有效算力比率為21.3%。GPT-3的實(shí)際算力需求應(yīng)為1.48×109 PFLOPS(17117 PFLOPS-day)。

假設(shè)應(yīng)用A100 640GB服務(wù)器進(jìn)行訓(xùn)練，該服務(wù)器AI算力性能為5 PFLOPS，最大功率為6.5 kw，則我們測算訓(xùn)練階段需要服務(wù)器數(shù)量=訓(xùn)練階段算力需求÷服務(wù)器AI算力性能=2.96×108臺(tái)（同時(shí)工作1秒），即3423臺(tái)服務(wù)器工作1日。

4.AI服務(wù)器市場有望迎來高速發(fā)展機(jī)遇

AI服務(wù)器作為算力基礎(chǔ)設(shè)備有望受益于算力需求持續(xù)增長

AI服務(wù)器作為算力基礎(chǔ)設(shè)備，其需求有望受益于AI時(shí)代下對于算力不斷提升的需求而快速增長。

根據(jù)TrendForce，截至2022年為止，預(yù)估搭載GPGPU（General Purpose GPU）的AI服務(wù)器年出貨量占整體服務(wù)器比重近1%，預(yù)估在ChatBot相關(guān)應(yīng)用加持下，有望再度推動(dòng)AI相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，預(yù)估出貨量年成長可達(dá)8%；2022~2026年復(fù)合成長率將達(dá)10.8%。

AI服務(wù)器是異構(gòu)服務(wù)器，可以根據(jù)應(yīng)用范圍采用不同的組合方式，如CPU + GPU、CPU + TPU、CPU + 其他加速卡等。IDC預(yù)計(jì)，中國AI服務(wù)器2021年的市場規(guī)模為57億美元，同比增長61.6%，到2025年市場規(guī)模將增長到109億美元，CAGR為17.5%。

5.AI服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈解析

AI服務(wù)器核心組件包括GPU（圖形處理器）、DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、SSD（固態(tài)硬盤）和RAID卡、CPU（中央處理器）、網(wǎng)卡、PCB、高速互聯(lián)芯片（板內(nèi)）和散熱模組等。

CPU主要供貨廠商為Intel、GPU目前領(lǐng)先廠商為國際巨頭英偉達(dá)，以及國內(nèi)廠商如寒武紀(jì)、海光信息等。

內(nèi)存主要為三星、美光、海力士等廠商，國內(nèi)包括兆易創(chuàng)新等。

SSD廠商包括三星、美光、海力士等，以及國內(nèi)江波龍等廠商。

PCB廠商海外主要包括金像電子，國內(nèi)包括滬電股份、鵬鼎控股等。

主板廠商包括工業(yè)富聯(lián)，服務(wù)器品牌廠商包括浪潮信息、紫光股份、中科曙光、中興通訊等。

6.AI服務(wù)器競爭格局

IDC發(fā)布了《2022年第四季度中國服務(wù)器市場跟蹤報(bào)告Prelim》。從報(bào)告可以看到，前兩名浪潮與新華三的變化較小，第三名為超聚變，從3.2%份額一躍而至10.1%，增幅遠(yuǎn)超其他服務(wù)器廠商。Top8服務(wù)器廠商中，浪潮、戴爾、聯(lián)想均出現(xiàn)顯著下滑，超聚變和中興則取得明顯增長。其中，浪潮份額從30.8%下降至28.1%；新華三份額從17.5%下降至17.2%；中興通訊（000063）從3.1%提升至5.3%，位居國內(nèi)第5。聯(lián)想降幅最為明顯，從7.5%下降至4.9%。

據(jù)TrendForce集邦咨詢統(tǒng)計(jì)，2022年AI服務(wù)器采購占比以北美四大云端業(yè)者Google、AWS、Meta、Microsoft合計(jì)占66.2%為最，而中國近年來隨著國產(chǎn)化力道加劇，AI建設(shè)浪潮隨之增溫，以ByteDance的采購力道最為顯著，年采購占比達(dá)6.2%，其次緊接在后的則是Tencent、Alibaba與Baidu，分別約為2.3%、1.5%與1.5%。

國內(nèi)AI服務(wù)器競爭廠商包括：浪潮信息、新華三、超聚變、中興通訊等。

服務(wù)器主要廠商包括：工業(yè)富聯(lián)、浪潮信息、超聚變、紫光股份（新華三）、中興通訊、中科曙光。

AI服務(wù)器目前領(lǐng)先廠商為工業(yè)富聯(lián)和浪潮信息，浪潮信息在阿里、騰訊、百度AI服務(wù)器占比高達(dá)90%。

紫光股份在 GPU 服務(wù)器市場處于領(lǐng)先地位，有各種類型的 GPU 服務(wù)器滿足各種 AI 場景應(yīng)用。特別針對 GPT 場景而優(yōu)化的 GPU 服務(wù)器已經(jīng)完成開發(fā)，并取得 31 個(gè)世界領(lǐng)先的測試指標(biāo)，該新一代系列 GPU 服務(wù)器將在今年二季度全面上市。

中興通訊近年服務(wù)器發(fā)展較快，年初推出AI服務(wù)器G5服務(wù)器，此外在布局新一代AI加速芯片、模型輕量化技術(shù)，大幅降低大模型推理成本。

風(fēng)險(xiǎn)提示：ChatGPT發(fā)展低于預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、ChatGPT政策監(jiān)管的風(fēng)險(xiǎn)、下游應(yīng)用推廣不及預(yù)期、行業(yè)競爭加劇，價(jià)格和盈利能力下降的風(fēng)險(xiǎn)。