Open AI的盈亏分析.pdf
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1、Open AI的盈亏分析传 媒 团 队传 媒 团 队 行 业 深 度 报 告行 业 深 度 报 告报告摘要1 1、算力的逻辑:“算力的逻辑:“10%10%的精度的精度 vs 50%vs 50%的算力”。的算力”。根据Yufan Liu等人的论文研究,模型精度每下降10%,算力可能减半。在2500万DAU的假设条件下,若每个用户10次的使用次数,GPT-3.5所需GPU数量大约为27.2万A100。在同样的假设条件下,若New Bing之后使用压缩6倍的模型(得分76.2分),所需算力约为4.5万GPU。2 2、OpenOpen AIAI的总体盈亏分析的总体盈亏分析。据data.ai数据显示,截
2、至2023年6月19日,ChatGPT iOS端上线首月的日活付费率约为4.36%。在GPT-3.5压缩成本的情况下,如果日活月活比例达到35%,月活付费率突破12%,对于压缩后的GPT-3.5或能实现盈亏平衡。Open AI资金预测:对于压缩成本后的GPT-3.5模型和GPT-4模型,若月付费率每月提升0.25%或不能持续;若月付费率每月提升0.5%或能扭亏。3 3、OpenOpen AI“AI“单用户单用户”盈亏分析盈亏分析。日活/月活比例与成本的权衡:日活跃用户与月活跃用户比例用于衡量产品的用户粘性,比率越大粘性越好。如果在统计周期内,ChatGPT用户使用产品的频率越大,日活月活比例越
3、高,产品使用年限越长,此时面临的问题是成本也越高。GPT-4访问限制推出后,“高频用户”的使用受限,平均请求次数可能下降。4 4、如何提高如何提高GPTGPT-4 4付费率付费率。在ChatGPT用户中,主要使用者为程序员;其次还包括学生和教师用户、设计师/创作者用户等;此外,还有社会科学家、游戏玩家、投资者等多类用户。GPT-4独特的第三方插件及“代码解释器”功能,推动用户付费:2023年5月,Open AI全面开放了GPT-4第三方插件功能(plugins),这些功能仅向Plus用户开放,促进了用户的付费;2023年7月11日,ChatGPT“代码解释器”(Code Interpreter
4、)测试版正式向所有Plus用户开放,代码解释器扩展了ChatGPT的功能,为用户带来更好的交互式编程体验和强大的数据可视化功能,可能推动用户付费。5 5、投资建议:投资建议:1)若Open AI实现盈利,或可刺激所有海外巨头加大资本开支,建议关注算力相关公司。2)在Open AI收费的带动下,或有利于用户养成付费意识,各类AI相关应用有望百花齐放。建议关注:“AI+游戏”宝通科技、凯撒文化、恺英网络、巨人网络、神州泰岳、吉比特、完美世界;“AI+角色”奥飞娱乐、芒果超媒、掌阅科技;“AI+图像”美图;“AI+营销”三人行、蓝色光标、捷成股份等。3)若Open AI实现盈利,则其他公司在大模型的
5、投入或将加大,“数据要素”的地位进一步凸显。建议关注:人民网、新华网。6 6、风险提示:风险提示:Open AI营收平衡效果不及预期,用户付费意愿不及预期,海外大厂资本开支有限。2nZ8VvYmVkWvYpY8OcM9PtRrRmOoNkPpPsNjMmOsO7NmMvNuOsOtNxNtOqROpen AIOpen AI是整个是整个AIAI大模型的领跑者,其商业模式决定了其他企业后续的大模型的领跑者,其商业模式决定了其他企业后续的AIAI资本开支。资本开支。1 1、提供提供“高精度模型平台高精度模型平台”(GPTGPT-3 3.5 5及以上及以上,含含GPTGPT-4 4)的巨头会加大资本开
6、支的巨头会加大资本开支。1 1.1 1“搜索场景公司搜索场景公司”:谷歌,百度谷歌:谷歌:谷歌搜索场景与Open AI相似,如果Open AI实现盈利,谷歌可以在Bard中加入会员付费,或加大其算力资本投入。百度百度:百度的搜索场景同样与Open AI类似,Open AI的盈利可能会影响百度的资本投入,可能在其搜索中加入AI功能。1 1.2 2“社交场景社交场景”:Meta,腾讯MetaMeta:Meta存在社交场景,如果Open AI能实现盈利,Meta或在社交场景中加入聊天机器人,如Inflection的Pi聊天机器人(情商机器人)。腾讯腾讯:腾讯拥有微信等社交场景,如果Open AI能够
7、实现盈利,腾讯或也能在微信等社交场景中接入AI功能,影响其资本开支。1 1.3 3“云计算厂商云计算厂商”:微软,阿里微软微软:微软主要提供API服务,如果获得微软云计算资源大力支持的Open AI能够盈利,第三方AI应用的盈利预期受到影响,未来微软或也将继续加大资本投入。阿里阿里:阿里作为云计算厂商同样提供API服务,若Open AI实现盈利,第三方AI应用的盈利预期也会提高,可能增加对于API的需求,可能也会影响到阿里的资本开支。2 2、接入接入APIAPI的第三方公司的第三方公司:只有Open AI实现盈亏平衡了,才能进一步加大API的投入。算力需求首先提供给自己服务,自己应用的用户是O
8、pen AI的直接用户,粘性较强,而第三方应用的用户为间接用户,粘性较弱,所以优先考虑直接用户,其次考虑第三方接入API的公司,因此当Open AI实现盈利,才能影响进一步加大API的投入。3Open AI盈亏:影响巨头的“算力资本开支”一、算力的逻辑:“一、算力的逻辑:“10%10%的精度的精度 vs 50%vs 50%的算力”的算力”二二、OpenOpen AIAI的总体盈亏分析的总体盈亏分析三三、OpenOpen AI“AI“单用户单用户”盈亏分析盈亏分析四四、如何提高如何提高GPTGPT-4 4付费率付费率五五、投资建议及风险提示投资建议及风险提示4目录5一、算力的逻辑:“一、算力的逻
9、辑:“10%10%的精度的精度 vs 50%vs 50%的算力”的算力”算力与精度的关系:根据算力与精度的关系:根据YufanYufan LiuLiu等人的论文研究,模型精度每下降等人的论文研究,模型精度每下降10%10%,算力可能减半。,算力可能减半。模型的大小由其参数量及其精度决定,精度通常为FP64、FP32、FP16、BF16、TF32、INT8、IN4等,精度下降使得算力承载扩大的同时,也会导致性能在一定程度上下降。根据Yufan Liu等人的研究,其模型测试精确度降低到原来的90%左右时,模型被修剪后剩余FLOPs的数量约占原始网络中FLOPs总数的50%。因此,可以通过使用更低的
10、精度来减少GPU需求,具体关系大约为精度每下降10%,所需算力减少到原来的二分之一。61、算力与精度的关系图表:模型算力与精度的关系算力=原算力2log0.9精度原精度图表:在假设条件为模型每降低10%,算力减半的背景下:模型算力与精度的计算公式资料来源:Learning to Explore Distillability and Sparsability:A Joint Framework for Model Compression、Hugging Face、方正证券研究所2、单张A100芯片每日吞吐量测算单张单张A100A100卡的每日吞吐量测算:卡的每日吞吐量测算:根据英伟达官网数据,N
11、VIDIA DGX A100 640GB的服务器,包含8个NVIDIA A100 80GB Tensor Core GPU,DGX A100具有高达640GB的总GPU显存,可将大规模训练作业的性能提升高达3倍,并将MIG实例的大小增加一倍,从而从容应对颇为复杂的大任务,以及简单轻松的小任务。据微软官方介绍,每个ND A100 v4 series虚拟机有8块A100芯片,对于Davinci 3模型(GPT-3.5)使用英伟达80G显存的NDA100芯片,若需要大约3个虚拟机,共需要约24块芯片。考虑到高并发和低并发的情况,Davinci 3模型在低并发情况下平均每秒可以处理0.28个请求;而在
12、高并发状态下,平均每秒钟可以处理0.34个请求,此时,一张卡每天的吞吐量大约为1224次(0.34*60 Secs*60 Mins*24 Hrs/24 GPU Cards)。但在实际使用时,若芯片全部打满容易出现崩掉的情况,因此需要考虑芯片的使用效率。图表:模型算力支持拆解因素0.34*60 Secs*60 Mins*24 Hrs/24 GPU Cards=1224 turns/Card*day资料来源:NVIDIA、Microsoft、方正证券研究所73、精度和算力的换算资料来源:QLoRA:Efficient Finetuning of Quantized LLMs、Theory of M
13、ind May Have Spontaneously Emerged in Large Language Models、华尔街见闻、方正证券研究所不同模型得分及精度转换:不同模型得分及精度转换:根据Tim Dettmers等人的论文,团队使用大模型GPT-4当裁判,对不同模型的回答进行打分,以GPT-3.5的成绩作为100%,最终GPT-4自己的得分是114.5%。Michal Kosinski的研究表明,GPT-3可以解决70%的心智理论任务,而GPT-3.5解决了93%的任务,以GPT-3.5的成绩作为100,GPT-3的分数约为75(70/93*100)。如果使用分数对精度进行衡量,则G
14、PT-4精度相当于GPT-3.5的1.145倍,GPT-3精度相当于GPT-3.5的0.75倍。此外,如果New Bing目前使用的模型为压缩约6倍后的模型,所需算力约减少到原来的六分之一。同样,模型的质量会受到一定的影响,压缩后大约从GPT-3.5下降到GPT-3的水平,具体其打分换算过来约76.2分。图表:不同模型以GPT-4自动评估的得分图表:GPT模型测试84、GPT模型不同精度模型下的算力需求资料来源:Theory of Mind May Have Spontaneously Emerged in Large Language Models、机器之心、方正证券研究所在在2500250
15、0万万DAUDAU的假设条件下的假设条件下,若每个用户若每个用户1010次的使用次数次的使用次数,GPTGPT-3 3.5 5所需所需GPUGPU数量大约为数量大约为2727.2 2万万A A100100。如果2024年Bing Chat的DAU达2500万,每个用户提10次问题,若按照芯片75%的使用效率进行测算,GPT-3.5所需GPU数量大约为27.2万(2500*10turns/1224 turns/0.75 GPU utilization rate)。若根据精度下降10%,算力除以2的逻辑,可以推算出GPT-4在2500万日活及10次平均使用次数下条件下所需算力大约为66.4万(27
16、.2 GPU/(2log0.9(114.5/100))。在同样的假设条件下在同样的假设条件下,若若NewNew BingBing之后使用压缩之后使用压缩6 6倍的模型倍的模型(得分得分7676.2 2分分),所需算力约为所需算力约为4 4.5 5万万GPUGPU。如果微软对模型进行压缩,压缩后的模型使用4块芯片,其算力需求约为4.5万。同样地,在相同假设前提下,GPT-3所需的算力约为4.1万(27.2 GPU/(2log0.9(75/100)。根据机器之心,GPT-4的推理成本是Davinci模型(GPT-3.5为Davinci3)的3倍,与我们测算结果相似。图表:不同模型的精度及所需算力模
17、型模型分数分数精度精度GPUGPU(万)(万)GPTGPT-3 3750.754.1GPTGPT-3.53.5100127.2GPTGPT-4 4114.51.14566.4New BingNew Bing目前模型目前模型76.2 0.76 4.527.22log0.9114.5100=66.4910二、二、Open AIOpen AI的总体盈亏分析的总体盈亏分析1 1、据、据data.aidata.ai数据显示,截至数据显示,截至20232023年年6 6月月1919日,日,ChatGPT iOSChatGPT iOS端上线首月的日活付费率约为端上线首月的日活付费率约为4.36%4.36%。
18、截至2023年6月19日,ChatGPT iOS端5月21日-6月19日美国地区平均日活用户量约94.64万人,累计付费用户数约为4.13万人,因此日活付费率(月付费用户数/日活跃用户)约为4.36%。2 2、GPTGPT-3.53.5的成本分析:如果的成本分析:如果GPTGPT-3.53.5的精度下降为原来的的精度下降为原来的95.7%95.7%,成本大约下降,成本大约下降25%25%。目前,由于大量。目前,由于大量GPTGPT-3.53.5用户没有用户没有付费,付费,Open AIOpen AI可能选择降低其成本可能选择降低其成本。2023年6月13日,Open AI宣布降低GPT-3.5
19、等模型成本,具体为gpt-3.5-turbo每1K输入tokens降低25%至0.0015美元、每1K输出tokens降低至0.002美元。3 3、GPTGPT-4 4的付费分析:的付费分析:ChatGPTChatGPT使用用户画像:使用用户画像:在ChatGPT用户中,程序员所占比例最多;学生和教师用户次之;设计师、创作者用户所占比例排名第三;此外,还有社会科学家、游戏玩家、投资者等多类用户。为什么为为什么为GPTGPT-4 4付费:付费:GPTGPT-4 4具有具有独特的第三方插件及“独特的第三方插件及“代码解释器代码解释器”功能。”功能。2023年5月,Open AI向Plus用户全面开
20、放了GPT-4第三方插件功能(plugins);2023年7月11日,ChatGPT“代码解释器”(Code Interpreter)测试版正式向所有Plus用户开放,具体来说包括帮助分析数据、创建图表、编辑文件、执行数学运算等功能。总逻辑:OpenAI提高GPT-4付费比例,降低GPT-3.5成本11010002000300040005000600070008000总访问量(万)资料来源:Similarweb、data.ai、方正证券研究所根据根据SimilarwebSimilarweb的数据,截至的数据,截至20232023年年7 7月月1212日,日,ChatGPTChatGPT网页端日
21、访问量基本持平。网页端日访问量基本持平。2022年11月30日发布以来,ChatGPT用户数量持续上涨。据官方数据显示,ChatGPT上线2个月活跃用户突破一亿人次。而根据Similarweb网页访问数据,截至2023年7月12日,ChatGPT网页日访问量已基本持平,维持在五千多万。据据data.aidata.ai数据显示,数据显示,ChatGPT iOSChatGPT iOS端加速扩张,每日活跃用户量呈增长趋势。端加速扩张,每日活跃用户量呈增长趋势。2023年5月18日,Open AI正式发布ChatGPT iOS版本。根据App Annie的数据,截至2023年6月19日,Open AI
22、 ChatGPT iOS端美国地区前30日平均日活跃用户94.6万人。图表:目前ChatGPT网页端日访问量基本持平1、Open AI为什么用户放缓:扭亏是个关键图表:美国地区ChatGPT iOS端日活增长趋势020406080100120140160180美国DAU(万)12资料来源:data.ai、Questmobile、方正证券研究所据据data.aidata.ai数据显示,数据显示,截至截至20232023年年6 6月月1919日,日,ChatGPT iOSChatGPT iOS端上线首月的日活付费率约为端上线首月的日活付费率约为4.36%4.36%。根据data.ai的数据,截至2
23、023年6月19日,ChatGPT iOS端美国地区累计下载约264.8万次,累计收入约100万美元。当前,GPT-4 PLUS的付费价格为20美元/月。根据data.ai,截至2023年6月19日,ChatGPT iOS端5月21日-6月19日美国地区平均日活用户量约94.64万人,累计付费用户数约为4.13万人。因此日活付费率(月付费用户数/日活跃用户)约为4.36%(4.1394.64)。据Questmobile数据,百度APP日活月活用户比例为37%左右,因此如果ChatGPT日活月活比例为37%时,月活跃人数约为255.6万(94.6437%),此时月活付费率(月付费用户数/月活跃用
24、户)约为1.6%(4.13255.8)。图表:不同日活月活比例下的月活付费率2、提高收入:提高付费率日活月活比例日活月活比例月活付费率月活付费率20%20%0.87%0.87%25%25%1.09%1.09%30%30%1.31%1.31%35%35%1.53%1.53%40%40%1.75%1.75%45%45%1.96%1.96%50%50%2.18%2.18%图表:ChatGPT iOS端付费人数0500100015002000250030003500400045002023-05-182023-05-202023-05-222023-05-242023-05-262023-05-282
25、023-05-302023-06-012023-06-032023-06-052023-06-072023-06-092023-06-112023-06-132023-06-152023-06-172023-06-192023-06-212023-06-232023-06-252023-06-272023-06-292023-07-012023-07-032023-07-052023-07-072023-07-092023-07-112023-07-13Plus付费人数(人)13资料来源:data.ai、方正证券研究所在在GPTGPT-3.53.5精度没有下降的情况下,精度没有下降的情况下,假
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