中信建投：生成式AI大模型進入到輔助生產(chǎn)力階段 服務器GPU市場需求旺盛

智通財經(jīng)APP獲悉，中信建投證券發(fā)布研究報告稱，GPU具備圖形渲染和并行計算兩大核心功能，其應用場景主要包括個人電腦、服務器、自動駕駛、移動端。全球GPU市場保持良好成長性，AI服務器成為市場增長的核心支撐，隨著生成式AI大模型進入到輔助生產(chǎn)力階段，服務器GPU市場需求更為旺盛。英偉達憑借其數(shù)據(jù)中心GPU的核心技術(shù)優(yōu)勢，成為全球人工智能芯片的引領(lǐng)者。AMD作為全球領(lǐng)先的芯片設(shè)計廠商，在GPU市場中與英偉達互相角逐。國內(nèi)GPU市場空間廣闊，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的GPU設(shè)計和制造廠商。

▍中信建投證券主要觀點如下：

GPU具備圖形渲染和并行計算兩大核心功能。

GPU具有數(shù)量眾多的運算單元，適合計算密集、易于并行的程序，一般作為協(xié)處理器負責圖形渲染和并行計算。

GPU微架構(gòu)由流處理器、紋理映射單元、光柵化處理單元、光線追蹤核心、張量核心、緩存等部件共同組成，微架構(gòu)的設(shè)計對GPU性能的提升發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，也是GPU研發(fā)過程中最關(guān)鍵的技術(shù)壁壘。

GPU應用程序接口(API)幫助GPU高效實現(xiàn)渲染功能，在并行計算方面，CUDA(統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu))的誕生大幅降低GPGPU并行計算的編程難度，實現(xiàn)GPU的通用化，“個人計算機”變成可以實現(xiàn)并行運算的“超級計算機”。

全球GPU市場保持良好成長性，AI服務器成為市場增長的核心支撐。

2023年GPU全球市場規(guī)模預計為595億美元，行業(yè)保持高速增長，CAGR為32.9%。

GPU的市場主體可以分為個人電腦GPU、服務器GPU、自動駕駛GPU、移動端GPU。過去的幾個季度里，個人電腦GPU市場遭受巨大沖擊，出貨量顯著下滑。核心原因有三點：一、個人電腦市場處于下行周期;二、虛擬貨幣挖礦退潮對獨立GPU出貨造成巨大沖擊;三、下游板卡廠商開啟降庫存周期。

近期，各類不利因素正在逐漸消融，個人電腦GPU市場迎來曙光。服務器GPU主要用于AI和高性能計算，人工智能行業(yè)的高速發(fā)展帶來了旺盛的AI算力需求，AI服務器成為GPU市場增長的核心支撐。

以ChatGPT為代表的自然語言大模型展現(xiàn)出高度智能，生成式AI能力不斷突破進入到輔助生產(chǎn)力階段，AI模型算力需求邁上新臺階，對服務器GPU市場帶來顯著拉動效應。自動駕駛GPU在高等級自動駕駛中具備顯著技術(shù)優(yōu)勢，隨著高等級自動駕駛滲透率逐步提升，自動駕駛GPU市場也進入高速成長階段。

英偉達憑借其數(shù)據(jù)中心GPU的核心技術(shù)優(yōu)勢，成為全球人工智能芯片的領(lǐng)導者。

英偉達過去專注于GPU芯片設(shè)計，目前已經(jīng)轉(zhuǎn)型成為計算平臺企業(yè)，成為人工智能芯片的領(lǐng)導者。其主營業(yè)務包含游戲&娛樂、數(shù)據(jù)中心、專業(yè)可視化、汽車業(yè)務。

過去的兩個季度中，伴隨著個人電腦GPU整體市場需求疲軟，英偉達游戲&娛樂業(yè)務營收大幅下滑。隨著虛擬貨幣挖礦退潮對GPU獨立顯卡帶來的沖擊逐漸下降，公司22Q4游戲&娛樂業(yè)務再次環(huán)比提升，公司個人電腦GPU業(yè)務正逐步恢復到正常成長階段。

2022年英偉達數(shù)據(jù)中心業(yè)務營收超過游戲&娛樂業(yè)務，成為第一大收入來源，公司GPGPU具備核心技術(shù)優(yōu)勢，在AI芯片市場中占據(jù)主導地位，其數(shù)據(jù)中心業(yè)務將為公司的高質(zhì)量成長貢獻長期動力。

在自動駕駛業(yè)務方面，英偉達提供全棧式的自動駕駛解決方案，硬件層面上，其Orin和Thor自動駕駛芯片提供大幅算力，同時DLA模塊和PVA模塊實現(xiàn)AI算法加速;

在軟件層面上提供完整的開發(fā)者套件，其自動駕駛業(yè)務的平臺化優(yōu)勢保證了英偉達在高等級自動駕駛中的領(lǐng)先地位。

AMD作為全球領(lǐng)先的芯片設(shè)計廠商，在GPU市場中與英偉達互相角逐。

AMD的數(shù)據(jù)中心業(yè)務和嵌入式業(yè)務展現(xiàn)良好的增長趨勢，公司同時提供個人電腦GPU和數(shù)據(jù)中心GPU。公司的集成GPU主要被運用在臺式機和筆記本的APU產(chǎn)品，相比獨立GPU更具性價比優(yōu)勢。Radeon系列獨立GPU構(gòu)建于RDNA 3架構(gòu)之上，采用5nm工藝和chiplet設(shè)計，實現(xiàn)了性能的整體提升。

AMD推出用于數(shù)據(jù)中心的Radeon Instinct GPU加速芯片，Instinct系列基于CDNA架構(gòu)。最新的CDNA 2架構(gòu)實現(xiàn)計算能力和互聯(lián)能力的顯著提升，采用CDNA 2架構(gòu)的計算芯片MI250X與英偉達的先進計算芯片性能指標不分伯仲。AMD ROCm對標英偉達CUDA，其計算生態(tài)也在不斷的豐富過程當中。

移動端的主要玩家包括高通、ARM、Imagination。

移動端GPU在設(shè)計過程中受到能耗和體積方面的限制，都是以集成的SOC芯片的形式出現(xiàn)在移動端。

高通在旗艦Android智能手機SoC市場中保持領(lǐng)先地位，ARM是領(lǐng)先的GPU IP公司，Imagination的PowerVR架構(gòu)在移動芯片領(lǐng)域得到市場的廣泛認可，隨后陸續(xù)提出PowerVR的升級版本IMG系列架構(gòu)。

國內(nèi)GPU市場空間廣闊，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的GPU設(shè)計和制造廠商。

根據(jù)Verified Market Research數(shù)據(jù)，2020年中國大陸GPU市場規(guī)模為47.39億美元，預計2023年中國GPU市場規(guī)模將達到111億美元。伴隨著近期宏觀經(jīng)濟回暖以及國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛加大AI算力布局，PC和服務器的需求上升有望為國內(nèi)GPU市場帶來整體拉動效應。

國內(nèi)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的GPU設(shè)計和制造廠商，諸如海光信息和景嘉微。海光信息DCU的產(chǎn)品性能均達到了國際上同類型主流高端處理器水平，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，同時海光信息DCU協(xié)處理器全面兼容ROCm GPU計算生態(tài)。景嘉微GPU研發(fā)歷史悠久，技術(shù)積淀深厚，其GPU性能優(yōu)越，芯片業(yè)務整體展現(xiàn)良好增長勢頭。

風險提示

個人電腦出貨不及預期、AI技術(shù)進展不及預期、互聯(lián)網(wǎng)廠商資本開支不及預期、自動駕駛進展不及預期、國產(chǎn)替代進程不及預期、參與廠商眾多導致競爭格局惡化。