中国AI算力中心深度研究-“算出个未来”.pdf
《中国AI算力中心深度研究-“算出个未来”.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国AI算力中心深度研究-“算出个未来”.pdf(45页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 中国 AI 算力中心深度研究 “算出个未来”2024 年 01 月 02 日 算力产业稳健发展,算力创新能力持续增强,推动我国数字经济量质齐升。2022 年我国算力规模稳步扩张,算力发展为拉动我国 GDP 增长做出突出贡献,在 2016-2022 年期间,我国算力规模平均每年增长 46%,数字经济增长 14.2%,GDP 增长 8.4%。根据 IDC 数据,2022 年中国智能算力规模达 259.9 每秒百亿亿次浮点运算(EFLOPS),2023 年将达到 414.1 EFLOPS,预计到 2027 年将达到 111
2、7.4 EFLOPS(基于 FP16 计算),2022-2027 年复合增长率达 33.9%。政策大力催化,战略领衔发展,智算中心发展前景广阔。国家已出台多项智算中心相关政策。新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年)提出加快高性能、智能计算中心部署,“十四五”国家信息化规划强调统筹建设面向区块链和人工智能等的算力和算法中心,“十四五”数字经济发展规划提出推动智能计算中心有序发展,打造智能算力、通用算法和开发平台一体化的新型智能基础设施。2023 年 12 月五部门联合印发深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见,政策提出到 2025 年底国家枢纽节点地区各类新
3、增算力占全国新增算力的 60%以上等一系列目标。人工智能算力基础设施成为我国数字经济高质量发展的重要战略部署,具有重大发展意义。1)算力普适普惠化是大趋势,相关服务生态逐步构建。“东数西算”工程的实施,带动数据、算力跨域流动,实现产业跃升和区域平衡发展。依托智算中心的超大规模预训练能力,各行业人工智能应用将不必从零开始开发,只需结合领域数据进行调整和增量学习,即可形成具有良好精度和性能的下游应用。2)截至 2023 年 8 月,根据新京智库统计,目前全国至少有 30 座城市已经建成或正在建设智算中心,同时在企业端已有超过 10 座由大型科技企业主导的智算中心。未来随着 AI 快速发展,预计智算
4、中心数量有望快速增加。昇腾有望成为国内智算中心建设的最重要力量。1)从 AI 芯片到算力集群,构建推理+训练国产算力底座。昇腾 910 处理器采用 7nm 工艺,半精度(FP16)算力可达 320TFLOPS,整数精度(INT8)算力可达 640TOPS,功耗为 310W,算力和英伟达 A100 性能基本上相当。华为面向人工智能计算中心等重算力场景,提供 Atlas 900 PoD(型号:9000)等三种产品应用于深度学习模型开发和训练。2)昇腾已是国内智算中心建设的主导力量:目前,在国内政府为主导的智算中心中,华为昇腾已签约多个智算中心建设,重庆、武汉、西安等城市均已建成人工智能计算中心并投
5、入运营。同时,由智算中心到城市智能中枢,昇腾全面赋能城市 AI 发展,与城市发展深度结合进一步提升了自身地位。投资建议:AI 发展下算力产业发展迎来重大机遇,是 AI 大潮下确定性最高的细分领域之一、建议重点关注:1)国产 AI 芯片龙头:寒武纪、海光信息、超讯通信(沐曦)、景嘉微等;2)华为昇腾一体机厂商:科大讯飞、云从科技、软通动力、恒为科技等;3)AI 服务器整机厂商:软通动力、浪潮信息、联想集团、中国长城、中科曙光、高新发展(华鲲振宇)、神州数码、拓维信息、烽火通信(长江计算)等;4)算力运维:润建股份,网宿科技,超讯通信,杭锦科技、龙宇股份等;5)先进封装:长电科技,通富微电,甬矽电
6、子,兴森科技等。风险提示:底层算力市场格局不确定性风险;软硬件行业竞争加剧风险;AI技术对算力需求影响具有不确定性。推荐 维持评级 分析师 吕伟 执业证书:S0100521110003 电话:021-80508288 邮箱:lvwei_ 分析师 马天诣 执业证书:S0100521100003 电话:021-80508466 邮箱: 分析师 方竞 执业证书:S0100521120004 邮箱: 相关研究 1.计算机行业跟踪报告:重视宏观弱相关 SaaS 龙头估值提升机遇-2024/01/02 2.计算机周报 20240101:2024 年十大预测-2024/01/01 3.人形机器人大报告软件篇
7、:神机妙算,仿习人之思维-2023/12/31 4.计算机行业事件点评:信创进入新阶段-2023/12/27 5.计算机行业点评:新思拟并购 Ansys,关注工业软件国产化战略机遇-2023/12/25 行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目录 1 全球算力进入新一轮快速发展期.3 1.1 数据量增长带来算力需求提升,智能算力规模有望快速增长.3 1.2 AI 服务器是智能算力的基础,行业有望保持高景气度.5 2 我国开启算力赋能数字经济新篇章.7 2.1 算力规模持续扩大,智能算力成为行业增长的重要基础.7 2.2 供给水平大幅
8、提升,先进计算创新成果涌现.7 3 全球人工智能计算中心的发展现状.9 3.1 政策与发展战略:智能算力已成为衡量国力的重要体现.9 3.2 发展趋势:从智算到超算到量子计算持续推进产业发展,绿色理念贯穿始终.9 3.3 建设现状:美国、欧盟、英国、新加坡等均高度重视智算中心发展.11 4 我国人工智能计算中心的发展现状.14 4.1 政策与发展战略:政策高度关注,已成为国内科技产业发展重要战略.14 4.2 发展趋势:应用快速发展催生海量需求,普惠、绿色也将成为重要趋势.15 4.3 建设现状:已有超过 30 个城市建设智算中心,未来前景广阔.16 4.4 建设、运营模式:多元化模式并存,政
9、府和科技巨头仍是主导力量.18 5 人工智能计算中心面临的新形势和新需求.21 5.1 人工智能计算中心需要适应人工智能“大模型+大数据+大算力”发展的新形势.21 5.2 人工智能计算中心需要符合国家“双碳”目标的新要求.22 6 华为昇腾:国产 AI 算力标杆,国内智算中心建设的核心力量.24 6.1 硬件:打造以昇腾为核心的 AI 算力底座.24 6.2 软件:构建完整的底层架构.29 6.3 生态:打造国内领先的生态伙伴体系,为千行百业注入新动力.32 6.4 核心地位:昇腾是国内智算中心建设的核心力量.37 6.5 全面赋能:由智算中心到城市智能中枢,昇腾全面赋能城市 AI 发展.3
10、9 7 投资建议.41 8 风险提示.42 插图目录.43 表格目录.43 行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 1 全球算力进入新一轮快速发展期 算力是数字时代的新生产力。万物智能时代对计算的需求呈百千倍递增态势,科学研究、人工智能、数字孪生以及元宇宙等新兴领域的快速崛起,推动全球算力规模的快速增长,驱动算力技术与产品的多元创新,带动产业格局的重构重塑,算力成为全球数字经济发展新引擎和各国战略竞争新焦点。1.1 数据量增长带来算力需求提升,智能算力规模有望快速增长 数据海量增加,算法模型愈加复杂,应用场景的深入和发展,带来了对算力
11、需求的快速提升。根据白皮书数据显示,从 2012 年开始的 6 年中,Al 计算的需求增加了 30 万倍。图1:Al 计算的需求上升 资料来源:昇腾计算产业发展白皮书,民生证券研究院 算力发展推动我国数字经济量质齐升。2022 年我国算力规模稳步扩张,智能算力保持强劲增长。我国算力产业保持稳健发展,并且为拉动我国 GDP 增长做出突出贡献,在 2016-2022 年期间,我国算力规模平均每年增长 46%,数字经济增长 14.2%,GDP 增长 8.4%。各地也将算力发展放在重要位置。从算力发展指数来看,我国京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈等区域算力发展保持领先水平,其中广东、北京、
12、江苏、浙江、山东、上海仍然位于第一梯队。中西部核心省份算力发展日益崛起,行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等核心省份算力发展优势突出,随着“东数西存”“东数西训”“东数西算”等链条并行发展,中西部地区技术创新、算力应用、产业基础等制约算力发展的条件不断得到改善。图2:2016-2022 年全球和我国算力规模与 GDP、数字经济规模关系 资料来源:中国信息通信研究院,民生证券研究院 根据 IDC 测算,国内智能算力规模正在高速增长。2022 年中国智能算力规模达 259.9 每秒百亿亿次浮点运算(EFLOP
13、S),2023 年将达到 414.1 EFLOPS,预计到 2027 年将达到 1117.4 EFLOPS(基于 FP16 计算)。2022-2027 年期间,中国智能算力规模年复合增长率达 33.9%。图3:中国智能算力规模(EFLOPS)及预测 资料来源:IDC、太原大数据官微,民生证券研究院 2022 年中国通用算力规模达 54.5 EFLOP5,预计到 2027 年通用算力规模将0%20%40%60%80%100%120%0200400600800100012002020202120222023E2024E2025E2026E2027E国内智能算力规模(基于FP16计算)增速算力(EF
14、lops)规模(万亿美元)行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 达到 117.3 EFLOPS(基于 FP64 计算)。2022-2027 年期间,中国通用算力规模年复合增长率为 16.6%。图4:中国通用算力规模(EFLOPS)及预测 资料来源:IDC、太原大数据官微,民生证券研究院 1.2 AI 服务器是智能算力的基础,行业有望保持高景气度 全球市场:全球人工智能技术发展逐渐成熟,数字化基础设施不断建设完善,推动全球人工智能芯片市场高速增长。IDC 预计,全球人工智能服务器市场将从2022年的195亿美元增长到2026年的347
15、亿美元,五年年复合增长率达17.3%。其中,用于运行生成式人工智能的服务器市场规模在整体人工智能服务器市场的占比将从 2023 年的 11.9%增长至 2026 年的 31.7%。图5:全球人工智能服务器市场规模预测(含生成式人工智能和非生成式人工智能服务器),2022-2026(百万美元)资料来源:IDC、太原大数据官微,民生证券研究院 0%5%10%15%20%25%0204060801001201402020202120222023E2024E2025E2026E2027E国内通用算力规模(基于FP64计算)增速05000100001500020000250003000035000400
16、0020222023E2024E2025E2026E生成式AI服务器其他AI服务器行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 国内市场:IDC 预测,未来市场需求量也将会实现大幅度上升,预计 2023 年,中国人工智能服务器市场规模将达 91 亿美元,同比增长 82.5%,2027 年将达到134 亿美元,五年年复合增长率为 21.8%。同时,从工作负载来看,2023 年,大模型的兴起推动了训练服务器的增长速度。IDC 数据显示,2023 上半年国内训练工作负载的服务器占比达到 49.4%,预计全年的占比将达到 58.7%。随着训练模型的
17、完善与成熟,模型和应用产品逐步进入投产模式,处理推理工作负载的人工智能服务器占比将随之攀升。IDC 预计,到 2027 年,国内用于推理的工作负载将达到 72.6%。图6:中国人工智能服务器工作负载预测,2022-2027 资料来源:IDC、太原大数据官微,民生证券研究院 0%20%40%60%80%100%120%20222023E2024E2025E2026E2027E训练推理行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 2 我国开启算力赋能数字经济新篇章“十四五”以来,我国充分发挥超大规模市场优势,实现了算力规模和供给水平的大幅提升,
18、行业赋能效益日益显现,发展环境持续优化,助推数字经济蓬勃发展。2.1 算力规模持续扩大,智能算力成为行业增长的重要基础 从基础设施侧看,数据中心、智能计算中心、超算中心加快部署。随着全国一体化算力网络国家枢纽节点的部署和“东数西算”工程的推进,我国算力基础设施建设和应用保持快速发展。一是智能计算中心加快布局。根据 ICPA 智算联盟统计,截至 2022 年 3 月,全国已投运的人工智能计算中心有近 20 个,在建设的人工智能计算中心超 20 个。地方依托智能计算中心,一方面为企业提供普惠算力,支撑当地科研创新和人才培养,另一方面结合本地产业特色,加快人工智能应用创新,聚合人工智能产业生态,例如
19、武汉人工智能计算中心陆续孵化出紫东.太初、武汉.LuoJia 等大模型,加速推动 AI 在多模态交互、遥感等领域的落地应用。二是超算商业化进程不断提速。我国超算进入到以应用需求为导向的发展阶段,国内很多超算中心为加强商业化运行改革,引入专业的超算商业化运营公司,以云服务的理念和方式输出超算资源。图7:紫东.太初大模型是中科院自动化所推出的三模态大模型 资料来源:新智元,民生证券研究院 2.2 供给水平大幅提升,先进计算创新成果涌现 算力产业加速壮大升级。经过多年发展,我国已形成体系较完整、规模体量庞大、创新活跃的计算产业,在全球产业分工体系中的重要性日益提升。截至 2022年 11 月,我国计
20、算产业规模约占电子信息制造业的 20%,规模以上企业 2300 余家,“创新突破、兼容并蓄”的产业发展新格局正加快构建。一是整机市场不断发展,高性能计算领域,我国超算系统占有量与制造商总装机量均保持全球领先。二是产业生态不断完善。国产芯片已初具规模,X86、ARM、自主架构 CPU 持续深化规模应用,百度、寒武纪等 AI 芯片加速迭代优化,国产操作系统逐步向金融、电信、医疗等行业应用渗透,鲲鹏生态、PKS 体系等计算产业生态日渐完善,覆盖底层软行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 硬件、整机系统及应用等关键环节。算力创新能力不断提升
21、。一是基础软硬件持续突破。互联网厂商加速服务器芯片、AI 芯片自研,阿里推出 CPU 芯片倚天 710,已在阿里云数据中心规模化部署;百度智能云联合昆仑芯推出第二代昆仑芯云服务器,搭载的昆仑芯 2 代 AI 芯片整体性能较上一代提升 2-3 倍。开源操作系统欧拉加强更新迭代,在安全性、易用性、生态能力上进一步提升,2023 年 12 月,在 2023 开源产业生态大会上,华为终端 BG 软件部总裁龚体介绍称,鸿蒙生态设备总量超过 7 亿台,华为自有设备 3 亿多台。二是新兴计算平台系统加速布局。新型计算系统结构与系统、新型存储系统、领域专用软硬协同计算系统等成为创新热点方向,华为等企业推出多样
22、性计算融合架构,构建包括编程语言、编译器、加速库、开发框架等在内的多样性计算软件栈,降低多样性算力的开发部署难度,提升多样性算力的应用效能。三是前沿计算技术多点突破。之江实验室等团队联合研发的量子计算模拟器SWQSIM,基于神威超级计算机,可提供每秒 4.4 百亿亿次的持续计算性能。中国科学技术大学等团队研制的“九章二号”光量子计算机原型机,具备一定编程能力,在图论、量子化学等领域具有应用潜力。行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 3 全球人工智能计算中心的发展现状 3.1 政策与发展战略:智能算力已成为衡量国力的重要体现 全球范围
23、内的各国都在制定各自的人工智能战略和政策,以推动AI产业发展。全球许多国家认识到了 AI 在提高生活质量,推动经济增长,以及维护国家安全中的重要性,因此已经制定了各自的 AI 发展战略和政策。在这些战略中,加强 AI 基础设施的建设被普遍视为关键的组成部分。例如,美国在 2016 年发布的美国人工智能研究和发展战略计划中就明确提出了加强 AI 基础设施的建设。同时,欧洲联盟也在 2018 年发布的 AI 战略中明确提出了加强基础设施建设的目标。这些基础设施主要包括计算资源、数据资源、人才资源等。算力既是数字化的底层基础,也是衡量综合国力的一个重要指标。1)人均智能算力水平的高低成为综合国力发展
24、的重要表现。2022-2023 全球计算力指数评估报告数据显示,全球算力排名美国和中国分列前两位,追赶者包括日本、德国等国家。图8:各国计算力及指数排名(2022 年)资料来源:2022-2023 全球计算力指数评估报告、IDC,民生证券研究院 3.2 发展趋势:从智算到超算到量子计算持续推进产业发展,绿色理念贯穿始终 根据相关信息梳理,我们将全球不同地区的智能计算中心的建设特点总结如下:从智算到超算再到量子计算,持续推进产业发展。人工智能计算中心的发展,面临 AI 算力能耗密度大、成本高、硬件基础设施和软件基础设施等问题,仅仅发展人工智能计算中心不能满足庞大的算力需求,因此还需要发展超算中心
25、、量子计行业深度研究/计算机 本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 算中心。量子计算领域的研究和开发,将开发量子计算领域的内容,帮助增加该领域的人才储备,带动该领域持续发展。未来人工智能计算中心的建设,将以人工智能理论、技术和应用为支撑,同时兼顾超算中心、量子计算功能,可以配套建设为企业提供普惠算力的公共计算服务平台。智算中心是构建上层应用、进行数据管理的核心和主体。以智能计算中心为主体,汇聚各行业领域数据资源,推动教育、医疗、能源、公共安全等领域数据的内部整合、共享和开放,支撑人工智能与政府服务、企业服务的融合,提升智能化水平。鼓励相关企事业单位联合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 AI 中心 深度 研究 算出个 未来
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【Stan****Shan】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【Stan****Shan】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。