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AI帶動(dòng)CPU需求增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)主流廠商迎巨量增長(zhǎng)空間
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)   發(fā)布日期:2024-09-30 09:56:16   瀏覽:4838次  

導(dǎo)讀:劃重點(diǎn) 01AI發(fā)展浪潮推動(dòng)CPU需求增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)CPU廠商迎來(lái)巨量增長(zhǎng)空間。 022022年中國(guó)CPU國(guó)產(chǎn)化率為30%-40%,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)5109.49億元。 03由于AI應(yīng)用需求,CPU功能需更高要求,此芯科技將在CPU產(chǎn)品上持續(xù)創(chuàng)新。 04指令集架構(gòu)之爭(zhēng)激烈,X86、Arm、RISC-V等...

劃重點(diǎn)

01AI發(fā)展浪潮推動(dòng)CPU需求增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)CPU廠商迎來(lái)巨量增長(zhǎng)空間。

022022年中國(guó)CPU國(guó)產(chǎn)化率為30%-40%,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)5109.49億元。

03由于AI應(yīng)用需求,CPU功能需更高要求,此芯科技將在CPU產(chǎn)品上持續(xù)創(chuàng)新。

04指令集架構(gòu)之爭(zhēng)激烈,X86、Arm、RISC-V等架構(gòu)各有優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)。

05目前Intel、AMD領(lǐng)跑通用CPU市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)CPU廠商分為自研、Arm和X86三大流派。

以上內(nèi)容由騰訊混元大模型生成,僅供參考

AI帶動(dòng)CPU需求增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)主流廠商迎巨量增長(zhǎng)空間

在被廣泛討論的AI算力底座中,無(wú)論是云端的“CPU+GPU等加速卡”還是端側(cè)的“CPU+GPU+NPU”,CPU都是不可或缺的存在。

CPU,即中央處理器,常由控制單元、算術(shù)邏輯單元(ALU)和寄存器組成,負(fù)責(zé)指令讀娶譯碼與執(zhí)行,對(duì)研發(fā)技術(shù)和生態(tài)構(gòu)建具有很高要求,對(duì)計(jì)算機(jī)的性能和運(yùn)行效率具有重要影響。

作為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制中心,在AI發(fā)展浪潮下,我國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)發(fā)展進(jìn)入“快車(chē)道”:智算中心的建設(shè)拉動(dòng)了服務(wù)器需求,AIPC的更新?lián)Q代也在推動(dòng)需求增長(zhǎng)。

與GPU相比,國(guó)內(nèi)CPU的發(fā)展則更為成熟。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),2022年中國(guó)CPU國(guó)產(chǎn)化率為30%-40%。同時(shí),中國(guó)CPU國(guó)產(chǎn)化率還在不斷提升,在最近的運(yùn)營(yíng)商集采中,國(guó)產(chǎn)CPU比例接近70%。

AI爆發(fā),推動(dòng)CPU需求提升

大模型的快速發(fā)展下,智能算力需求爆發(fā),AI服務(wù)器出貨量的增長(zhǎng)帶動(dòng)了云端CPU需求。CPU作為服務(wù)器的核心部件,其性能和功耗直接影響著服務(wù)器的整體表現(xiàn)。

TechInsights數(shù)據(jù)顯示,到2028年,全球服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2730億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為18%,專為AI應(yīng)用設(shè)計(jì)的服務(wù)器將占市場(chǎng)份額的59%,復(fù)合年增長(zhǎng)率為49%。中國(guó)市場(chǎng)方面,IDC預(yù)計(jì),2023年中國(guó)AI服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到91億美元,同比增長(zhǎng)82.5%;2027年將達(dá)到134億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為21.8%。

在PC市場(chǎng),2024年是公認(rèn)的AIPC元年,AIPC有望帶動(dòng)新一輪換機(jī)潮。業(yè)內(nèi)認(rèn)為,當(dāng)前AIPC的發(fā)展,類似早期Windows系統(tǒng)的發(fā)展,未來(lái)有望復(fù)制早期Windows系統(tǒng)的成功。

Canalys預(yù)計(jì),全球2023年P(guān)C出貨量為2.49億臺(tái),同比減少12.4%,預(yù)計(jì)2024年P(guān)C出貨量為2.67億臺(tái),同比增長(zhǎng)7.6%,2024年AIPC出貨量在2000萬(wàn)左右,2027年將有60%的電腦具備AI處理能力,2027年出貨量將超過(guò)1.75億臺(tái)。

在AI服務(wù)器和AIPC的帶動(dòng)下,CPU的需求也將快速增長(zhǎng)。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU市場(chǎng)規(guī)模在2019-2021年間以6.91%的平均增速穩(wěn)步快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)5109.49億元。

大模型掀起的AI浪潮,不僅拉動(dòng)了CPU的需求增長(zhǎng),也對(duì)CPU的功能提出了更高的要求。

“很多AI應(yīng)用其實(shí)可以用不同的XPU處理單元進(jìn)行計(jì)算,CPU的編程更靈活,算子加速可以通過(guò)通用的編譯器處理,相比NPU更通用、更靈活。”此芯科技生態(tài)戰(zhàn)略總經(jīng)理周杰告訴第一財(cái)經(jīng),“比如我們的Armv9 CPU包含向量擴(kuò)展指令加速,能夠更好地幫助在端側(cè)運(yùn)行大語(yǔ)言模型。最新的iPhone 16系列也對(duì)CPU進(jìn)行了升級(jí),包含了矩陣運(yùn)算指令加速,以更好地支持那些基于CPU的Apple Intelligence應(yīng)用。”

周杰稱,未來(lái)此芯科技將在CPU產(chǎn)品上持續(xù)創(chuàng)新,提供更強(qiáng)大的向量和矩陣處理能力,結(jié)合GPU和NPU異構(gòu)處理能力,更高效地滿足日益增長(zhǎng)的大語(yǔ)言模型和多模態(tài)大模型等端側(cè)AI算力需求。

指令集架構(gòu)之爭(zhēng)

芯片架構(gòu)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建微處理器或其他集成電路的基礎(chǔ),定義了芯片的組織結(jié)構(gòu)、功能單元、數(shù)據(jù)流以及指令集等關(guān)鍵特性。指令集架構(gòu)則是芯片架構(gòu)中最頂層的設(shè)計(jì),定義了計(jì)算機(jī)硬件能夠執(zhí)行的所有指令的集合,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心部分,對(duì)上層軟件和下層硬件都具有重要影響。

根據(jù)設(shè)計(jì)原則的不同,指令集架構(gòu)主要分為兩大陣營(yíng):復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC),并由此衍生出x86、ARM、RISC-V等指令集架構(gòu)。

X86由Intel推出,屬于CISC設(shè)計(jì),擁有豐富的指令集,支持多種尋址模式和復(fù)雜的操作。目前搭載x86架構(gòu)指令集的處理器主要應(yīng)用在PC和服務(wù)器上。由于Intel嚴(yán)格把控專利授權(quán),因此x86市場(chǎng)基本被Intel壟斷。

在服務(wù)器市場(chǎng),x86是CPU的主流架構(gòu)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),2023年全年x86架構(gòu)服務(wù)器市場(chǎng)份額為88%,中國(guó)x86服務(wù)器市場(chǎng)出貨量為362萬(wàn)臺(tái),預(yù)計(jì)2024年還將增長(zhǎng)5.7%。

Arm架構(gòu)基于RISC設(shè)計(jì),Arm內(nèi)核微架構(gòu)IP選擇多樣、設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)可靠、在低功耗領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異。Arm的商業(yè)模式是專注處理器內(nèi)核架構(gòu)的授權(quán),而不直接設(shè)計(jì)、制造芯片,因此,中立的地位使得Arm通過(guò)授權(quán)廣泛推廣了生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)悉,目前Arm架構(gòu)在以移動(dòng)終端芯片(手機(jī)平板等)、機(jī)頂盒、視頻監(jiān)控等為代表的移動(dòng)智能領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

整體看,目前云端服務(wù)器多采用X86架構(gòu),邊緣側(cè)采用Arm架構(gòu),但近年來(lái)格局也在發(fā)生改變,Arm架構(gòu)逐漸向服務(wù)器領(lǐng)域滲透。“現(xiàn)在全球很多互聯(lián)網(wǎng)廠商都開(kāi)始用Arm架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)自己的服務(wù)器芯片,比如亞馬遜、谷歌、微軟等,以及國(guó)內(nèi)的阿里。”周杰對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示。此外,AIPC搭載NPU,Arm架構(gòu)或更具優(yōu)勢(shì)。Arm CEO Rene Haas在COMPUTEX 2024上表示,Arm預(yù)計(jì)將五年內(nèi)拿下Windows PC市場(chǎng)50%以上的份額。

開(kāi)放精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)RISC-V近年來(lái)也開(kāi)始興起。RISC-V完全開(kāi)源,采用寬松的BSD協(xié)議,企業(yè)可以完全自由免費(fèi)使用,同時(shí)也允許企業(yè)添加自有指令集,而不必開(kāi)放共享,以支持差異化發(fā)展;同時(shí)架構(gòu)簡(jiǎn)單,短小精悍,不同的部分還能以模塊化的方式組成在一起,從而通過(guò)一套統(tǒng)一架構(gòu)滿足各種不同應(yīng)用場(chǎng)景。據(jù)了解,目前國(guó)內(nèi)多家初創(chuàng)企業(yè)開(kāi)始用RISC-V進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)。SHD Group預(yù)計(jì),2030年基于RISC-V的SoC營(yíng)收有望高達(dá)920億美元,2021-2030年復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)47%。

“RISC-V架構(gòu)目前更多應(yīng)用在一些固定場(chǎng)景,比如IoT設(shè)備等,但它對(duì)于通用生態(tài)的支持,比如PC、服務(wù)器領(lǐng)域,需要更多的資源投入和研發(fā)支持。”周杰告訴第一財(cái)經(jīng)。

“生態(tài)是一個(gè)很重要的問(wèn)題,X86的生態(tài)無(wú)疑是最成熟的,Arm架構(gòu)生態(tài)也越來(lái)越成熟。”周杰表示,“自研架構(gòu)的生態(tài)相比X86和Arm架構(gòu)生態(tài),會(huì)有一定的差距。如果需要支持更通用的生態(tài),整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游就需要很多投入,比如各個(gè)軟件廠商需要去適配自研架構(gòu),并進(jìn)行相關(guān)軟件優(yōu)化。”

六大主流廠商對(duì)比

市場(chǎng)格局來(lái)看,目前Intel、AMD領(lǐng)跑通用CPU市常

根據(jù)CPU市場(chǎng)追蹤機(jī)構(gòu)Mercury Research的報(bào)告,2024年第二季度,Intel在PC市場(chǎng)占據(jù)78.9%的市場(chǎng)份額,AMD市占率為占據(jù)21.1%;在服務(wù)器CPU市場(chǎng),Intel市占率高達(dá)75.9%,AMD為24.1%。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面,國(guó)產(chǎn)CPU廠商分為三大流派:一是自研,如前文所述的龍芯和申威;二是Arm,如中國(guó)長(zhǎng)城(000066.SZ)子公司飛騰、華為海思均使用Arm架構(gòu);三是X86,上海兆芯和海光信息(688041.SH)均使用X86架構(gòu)。

AI帶動(dòng)CPU需求增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)主流廠商迎巨量增長(zhǎng)空間

隨著信創(chuàng)的持續(xù)推進(jìn),國(guó)產(chǎn)CPU或?qū)@得較大的增長(zhǎng)空間。Canalys數(shù)據(jù)顯示,2023年中國(guó)政府及教育部門(mén)的PC采購(gòu)量達(dá)到272萬(wàn)臺(tái),占到全國(guó)出貨量的6%。2024年3月,中央政府采購(gòu)網(wǎng)發(fā)布公告稱,在采購(gòu)計(jì)算機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)將CPU、操作系統(tǒng)符合安全可靠測(cè)評(píng)要求納入采購(gòu)需求。Canalys認(rèn)為,上述六家都屬于該通知中符合國(guó)產(chǎn)CPU條件的品牌。

“產(chǎn)業(yè)正在努力推進(jìn)先進(jìn)制造工藝和上游的EDA工具發(fā)展,這些都對(duì)芯片產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生很大影響。”周杰稱,“結(jié)合國(guó)內(nèi)目前的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)出一款芯片問(wèn)題不大,關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出來(lái)之后,一是怎么生產(chǎn),二是如何建立一個(gè)好的生態(tài),幫助開(kāi)發(fā)者和終端用戶比較好地用起來(lái),這一點(diǎn)尤為重要,也是公司核心能力的體現(xiàn)。”

(本文來(lái)自第一財(cái)經(jīng))

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