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行業(yè)報(bào)告:行業(yè)深度研究電力設(shè)備AI技術(shù)高速發(fā)展帶來高性能服務(wù)器電源增長(zhǎng)機(jī)遇行業(yè)評(píng)級(jí):
強(qiáng)于大市(維持評(píng)級(jí))上次評(píng)級(jí):
強(qiáng)于大市證券研究報(bào)告2024年09月06日請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明1摘要一
、服務(wù)器電源:AI時(shí)代迎來新增長(zhǎng)動(dòng)力?服務(wù)器是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供計(jì)算能力并運(yùn)行軟件應(yīng)用程序的特定IT設(shè)備,
內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛;其中電源價(jià)值占比約為3%。?AI服務(wù)器分為訓(xùn)練和推理兩種,訓(xùn)練對(duì)芯片算力要求更高,推理對(duì)算力的要求偏低;推理負(fù)載占比有望持續(xù)提升。AI服務(wù)器目前在服務(wù)器當(dāng)中出貨量占比小,2022年全球
AI服務(wù)器出貨量約占整體服務(wù)器比重1%,約為
14.5萬臺(tái),有望持續(xù)增長(zhǎng)。?服務(wù)器電源就是指使用在服務(wù)器上的一種開關(guān)電源,將交流電轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所需的直流電,主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景中,用于服務(wù)器、存儲(chǔ)及交換機(jī)等IT設(shè)備的供電,以提供穩(wěn)定的電力保障。二、隨AI技術(shù)發(fā)展,AI服務(wù)器電源性能多方面改善,市場(chǎng)需求量快速上漲?芯片龍頭英偉達(dá)2024GTC發(fā)布更高性能、算力的GPU及相關(guān)產(chǎn)品?AI模型發(fā)展,算力需求大增,AI用電需求上漲。AI模型的耗電量劇增源于模型規(guī)模擴(kuò)大、算力需求增加。?AI服務(wù)器電源電源結(jié)構(gòu)分為UPS
、AC/DC
、DC/DC三層,各司其職確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性
。UPS(不間斷電源)負(fù)責(zé)在電網(wǎng)中斷時(shí)提供臨時(shí)電力,保護(hù)數(shù)據(jù)免受損失。AC-DC負(fù)責(zé)將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合服務(wù)器使用的48V直流電。DC-DC負(fù)責(zé)進(jìn)一步將48V直流電降至芯片可接受的1V左右。?與普通服務(wù)器電源相比,
AI服務(wù)器電源架構(gòu)(power
shelf)除了功率數(shù)倍提高外,在其他方面的性能進(jìn)一步提升,包括:功率密度大幅提高、轉(zhuǎn)換效率提高,冗余系統(tǒng)發(fā)展、液體冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)等。三、
AI服務(wù)器電源(PSU
)面臨廣闊的發(fā)展空間?普通服務(wù)器電源增速緩慢,預(yù)計(jì)2024-2026年市場(chǎng)規(guī)模僅將在40億美元上下;而AI服務(wù)器電源成為服務(wù)器電源市場(chǎng)新增量,2026年AC-DC市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)53億美元。四、臺(tái)企領(lǐng)先電源市場(chǎng),內(nèi)資麥格米特借AI風(fēng)口持續(xù)追趕?全球電源市場(chǎng)中,臺(tái)灣廠商占據(jù)主要市場(chǎng)份額。全球前16大電源廠商中,臺(tái)系廠商上榜7家,其中前五大有四家為臺(tái)企。中國(guó)大陸電源廠商在成本控制和服務(wù)能力方面具有優(yōu)勢(shì),未來有望快速搶占市場(chǎng)
份額
。?臺(tái)達(dá)提供全系列AI電源全方位整合方案,成為英偉達(dá)新AI芯片的電源大贏家;AC/DC電源與DC/DC轉(zhuǎn)換器上技術(shù)領(lǐng)先。臺(tái)達(dá)是AC/DC電源供應(yīng)器龍頭,市占率過半。?光寶云端電源營(yíng)收年成長(zhǎng)迅速,AI服務(wù)器電源的營(yíng)收相較服務(wù)器電源規(guī)??赏麖?023年的個(gè)位數(shù)占比大幅提升至兩位數(shù)。2023年光寶領(lǐng)先市場(chǎng)推出適用于AI服務(wù)器的電源產(chǎn)品,目前正開發(fā)8KW及更高功率密度和轉(zhuǎn)換效率的電源解決方案。?
大功率+多海外廠+頭部客戶合作助力麥格米特拿到國(guó)際頭部公司AI服務(wù)器電源供貨資格,與其他大陸電源企業(yè)相比,綜合優(yōu)勢(shì)明顯。
?
麥格米特與臺(tái)達(dá)、光寶相比在收入、技術(shù)、英偉達(dá)合作方面均存在一定差距,但研發(fā)費(fèi)用超收入的10%,有望縮小技術(shù)差距。五、投資建議:重點(diǎn)推薦目前已進(jìn)入英偉達(dá)B系列服務(wù)器電源合格供應(yīng)商名單的【麥格米特】,建議關(guān)注服務(wù)器電源領(lǐng)先企業(yè)【歐陸通】。風(fēng)險(xiǎn)提示:AI服務(wù)器電源需求不及預(yù)期;原材料價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn);競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn);測(cè)算具有主觀性。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明2一
、服務(wù)器電源:
AI時(shí)代迎來新增長(zhǎng)動(dòng)力
服務(wù)器架構(gòu)復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,電源價(jià)值占比約為3%;
服務(wù)器電源:用于服務(wù)器、存儲(chǔ)及交換機(jī)等IT設(shè)備供電的開關(guān)電源;請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明3構(gòu)件名稱作用價(jià)值占比處理器(CPU
)及芯片組處理器是計(jì)算機(jī)的大腦,
執(zhí)行計(jì)算、任務(wù)和功能。服務(wù)器處理器
與電腦處理器的不同之處在于,
它們通常設(shè)計(jì)用于處理更重、更
復(fù)雜的工作負(fù)載。32%-83%(高端服務(wù)器
中GPU的價(jià)值
占比大幅提升內(nèi)存內(nèi)存是服務(wù)器中的重要部件之一,是與
CPU
進(jìn)行通信的橋梁。計(jì)算
機(jī)中的所有程序都在內(nèi)存中執(zhí)行,
因此內(nèi)存的性能對(duì)計(jì)算機(jī)的影響
很大。-外部存儲(chǔ)外部存儲(chǔ)通常是指連接到服務(wù)器
的額外存儲(chǔ)設(shè)備,如硬盤驅(qū)動(dòng)器、
網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)
(NAS)
或云存儲(chǔ)。
在服務(wù)器上配置外部存儲(chǔ)可以擴(kuò)
展服務(wù)器的存儲(chǔ)容量,提供更多
的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。-電源服務(wù)器電源主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心
場(chǎng)景中,用于服務(wù)器、存儲(chǔ)及交換機(jī)等
IT設(shè)備的供電,以提供穩(wěn)定的電力保障。其中電源約3%風(fēng)扇服務(wù)器內(nèi)高功耗、高熱量的電子
元器件更多,服務(wù)器內(nèi)部的發(fā)熱
量也大幅增加,此時(shí)需要布局高
轉(zhuǎn)速的服務(wù)器散熱風(fēng)扇進(jìn)行散熱。其他配件不一一列舉
服務(wù)器是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供計(jì)算能力并運(yùn)行軟件應(yīng)用程序的特定IT設(shè)備,它在網(wǎng)絡(luò)中為其他客戶機(jī)(如個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、ATM機(jī)等終端設(shè)
備)提供計(jì)算或者應(yīng)用服務(wù),一般來說服務(wù)器都具備承擔(dān)響應(yīng)服務(wù)請(qǐng)求、承擔(dān)服務(wù)、保障服務(wù)的能力。
服務(wù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主要構(gòu)件為處理器。相比普通計(jì)算機(jī),服務(wù)器具有高速的CPU運(yùn)算能力;長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行能力;強(qiáng)大的I/O數(shù)據(jù)吞吐能力以
及具備高擴(kuò)展性。應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛,包括網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)站托
管、數(shù)據(jù)庫管理、游戲服務(wù)器等。資料來源:
萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái),
IDC
,立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng),
英特爾官網(wǎng),
強(qiáng)川科技官網(wǎng),
PingCode
,CNtronicsBusiness
Research
Insights,
Counterpoint,華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),光寶科技官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所服務(wù)器架構(gòu)復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,電源價(jià)值占比約為3%,華夏恒泰官網(wǎng),
4圖:
服務(wù)器架構(gòu)與主要構(gòu)件
AI服務(wù)器是一種能夠提供人工智能(AI)的數(shù)據(jù)服務(wù)器。它既可以用來支持本地應(yīng)用程序和網(wǎng)頁,也可以為云和本地服務(wù)器提供復(fù)雜的AI模型和服務(wù)。AI服務(wù)器有助于為各種實(shí)時(shí)AI應(yīng)用提供實(shí)時(shí)計(jì)算服務(wù)。
AI服務(wù)器按應(yīng)用場(chǎng)景可分為訓(xùn)練和推理兩種,訓(xùn)練對(duì)芯片算力要
求更高
,推理對(duì)算力的要求偏低。推理負(fù)載占比有望持續(xù)提升
。
據(jù)華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)的數(shù)據(jù),2021年我國(guó)AI服務(wù)器推理負(fù)載占比約55.5%,預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)AI服務(wù)器推理負(fù)載占比將提高到
60.8%。
AI服務(wù)器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括芯片、
PCB、連接器、線
纜、電源和各類接口等
。中游主要包括服務(wù)器品牌商和OEM/ODM廠商,未來OEM/ODM或?qū)⒅鸩较騄DM模式轉(zhuǎn)變。
下游主要是采購服務(wù)器的各類客戶群體。此處列舉的服務(wù)器下游終端客戶群體主要是B端和G端客戶,主要包括互聯(lián)網(wǎng)廠商、
云服務(wù)商、運(yùn)營(yíng)商、政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)等。
2022年全球AI服務(wù)器出貨量約占整體服務(wù)器比重近1%,約為
14.5萬臺(tái)。訓(xùn)練推理概念指借助已有的大量數(shù)據(jù)樣本
進(jìn)行學(xué)習(xí),獲得諸如更準(zhǔn)確
的識(shí)別和分類等能力的過程對(duì)于新的數(shù)據(jù),使用經(jīng)過訓(xùn)練的算法完成特定任務(wù)算力要求要求訓(xùn)練芯片應(yīng)具有強(qiáng)大的
單芯片計(jì)算能力對(duì)算力的要求較低部署位置訓(xùn)練芯片大多部署于云端推理芯片大多會(huì)部署于云端和邊緣側(cè)AI服務(wù)器分為訓(xùn)練和推理兩種,目前出貨量占比小但持續(xù)增長(zhǎng)資料來源:華經(jīng)情報(bào)網(wǎng),
中商情報(bào)網(wǎng),
縱橫數(shù)據(jù)官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所圖:AI服務(wù)器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖:AI服務(wù)器分類5
服務(wù)器電源就是指使用在服務(wù)器上的一種開關(guān)電源,將交流電轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所需的直流電。
開關(guān)電源是一種利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),通過控制開關(guān)器件在高頻狀態(tài)下的工作,從而實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出的電源設(shè)備。與傳統(tǒng)線性電源相比開關(guān)電源具有高效率、體積小、重量輕、熱損耗低、輸出穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、高頻操作等特點(diǎn)。按照應(yīng)用領(lǐng)域不同,開關(guān)電源可分為服務(wù)器電源、適配器電源,用于新能源汽車充電柱的充電模塊以及用于便攜式儲(chǔ)能設(shè)備等的其他電源。
服務(wù)器電源按照標(biāo)準(zhǔn)可以分為ATX電源和SSI電源兩種
。ATX標(biāo)準(zhǔn)使用較為普遍,
主要用于臺(tái)式機(jī)、工作站和低端服務(wù)器;而SSI標(biāo)準(zhǔn)是隨著服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的,適用于各種檔次的服務(wù)器。
服務(wù)器電源主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景中,用于服務(wù)器、存儲(chǔ)及交換機(jī)等IT設(shè)備的供電,
以提供穩(wěn)定的電力保障。服務(wù)器電源:用于服務(wù)器、存儲(chǔ)及交換機(jī)等IT設(shè)備供電的開關(guān)電源資料來源:安托森官網(wǎng),CNtronics
,臺(tái)達(dá)官網(wǎng),
天風(fēng)證券研究所6圖:
服務(wù)器電源二、隨AI技術(shù)發(fā)展,
AI服務(wù)器電源性能多方面改善,市場(chǎng)需求量快速上漲
2.1GPU龍頭英偉達(dá)2024GTC發(fā)布更高性能、算力的GPU及相關(guān)產(chǎn)品
2.2AI技術(shù)精進(jìn)導(dǎo)致電力消耗增加,拉動(dòng)AI服務(wù)器電源的需求上漲
2.3AI服務(wù)器電源電源結(jié)構(gòu)分為UPS
、AC/DC
、
DC/DC三層,各司其職確保電力
供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性
2.4與普通服務(wù)器電源相比,AI服務(wù)器電源的性能在多方面進(jìn)一步提升請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明72.1芯片龍頭英偉達(dá)2024GTC發(fā)布更高性能、算力的GPU及相關(guān)產(chǎn)品請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明8
當(dāng)前,AI服務(wù)器需求快速增長(zhǎng),已經(jīng)使得數(shù)據(jù)中心GPU相關(guān)產(chǎn)品成為英偉達(dá)最大的收入來源,且相關(guān)產(chǎn)品收入增速驚人:
曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間里,游戲GPU及相關(guān)產(chǎn)品也確實(shí)是英偉達(dá)的主要收入來源。2016財(cái)年,
公司總營(yíng)收
50.1億美元,其中游戲
GPU業(yè)務(wù)達(dá)到
28.18億美
元,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)則為3.39億美元。
但近幾年,隨著云計(jì)算的逐漸興起,
遠(yuǎn)程辦公、挖礦熱潮等推動(dòng)英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心GPU業(yè)務(wù)相關(guān)的收入快速增長(zhǎng)。
2023財(cái)年(2022年
2月-
2023年1
月),英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)首度營(yíng)收超過游戲,成為公司的第一大業(yè)務(wù),
當(dāng)年英偉達(dá)總營(yíng)收
269.74億美元,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品150.05億美元。
2024財(cái)年,在大模型對(duì)GPU需求快速提升的背景下,
英偉達(dá)總營(yíng)收增長(zhǎng)126%
至609.22億美元,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的營(yíng)收同比則增長(zhǎng)217%至475.25億美
元,在營(yíng)收結(jié)構(gòu)的占比接近80%
。在最新的
2025財(cái)年第一財(cái)季,英偉達(dá)錄得營(yíng)收260.4億美元,同比增長(zhǎng)262%,其中數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)營(yíng)收
226億美元,
同比增長(zhǎng)427%,營(yíng)收占比87%;
與此同時(shí),受益于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的高利潤(rùn)驅(qū)動(dòng),
25財(cái)年第一財(cái)季公司錄得凈利潤(rùn)
148.8億美元,同比增長(zhǎng)
628%
。
數(shù)據(jù)中心GPU業(yè)務(wù)的持續(xù)放量,推動(dòng)英偉達(dá)身份屬性從硬件廠商向AI算力龍頭轉(zhuǎn)變。
新的定位為其在資本市場(chǎng)帶來了估值想象空間,推升公司股價(jià)
創(chuàng)下兩年五倍的神話,總市值更是躍升到
2萬億美元之上。2023財(cái)年(2022.2-2023.1)
,
英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)首度超過游戲,成為公司第一大業(yè)務(wù)資料來源:英偉達(dá)官網(wǎng)
,美國(guó)證券交易委員會(huì)官網(wǎng)SEC,芯師爺公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
9圖:英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品收入(單位:
億美元)
圖:英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)占比
根據(jù)英偉達(dá)官網(wǎng)披露,在每一代的GPU架構(gòu)下,公司會(huì)將旗下的
GPU按品牌分類進(jìn)入GeForce
、NVIDIA
RTX/Quadro
、數(shù)據(jù)中心三個(gè)品
類。其中,
GeForce系列主要應(yīng)用于游戲行業(yè),屬于消費(fèi)級(jí)GPU;
NVIDIA
RTX/Quadro主要應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、媒體開發(fā)等專業(yè)級(jí)別領(lǐng)域;
從GPU的性能橫向?qū)Ρ葋砜矗诸愡M(jìn)入數(shù)據(jù)中心相關(guān)的GPU往往是英偉達(dá)的王牌產(chǎn)品。
此外英偉達(dá)從GPU向AI服務(wù)器整機(jī)的業(yè)務(wù)衍生,
也給公司的營(yíng)收帶來了增量。
近年來,其不斷圍繞GPU拓展數(shù)據(jù)中心相關(guān)的衍生業(yè)務(wù),
力圖為數(shù)據(jù)中心提供一站式的產(chǎn)品服務(wù)與綜合解決方案。其中最典型的產(chǎn)品有兩款:(一)
英偉達(dá)利用多塊GPU構(gòu)建的
DGX
系列服務(wù)器,以及多個(gè)DGX服務(wù)器組成的機(jī)架級(jí)服務(wù)器。(二)可滿足客戶定制化需求的
HGX服務(wù)器平臺(tái)。
根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù),
2022年全球AI服務(wù)器出貨量達(dá)到85.5萬臺(tái),預(yù)計(jì)
2026年全球AI服務(wù)器出貨量為
236.9萬臺(tái),
2022-
2026年CAGR高
達(dá)29.02%,遠(yuǎn)超全球整體服務(wù)器市場(chǎng)增速。
就中國(guó)市場(chǎng)而言,根據(jù)
IDC
和浪潮信息聯(lián)合發(fā)布的《
2022-2023年中國(guó)人工智能計(jì)算力發(fā)展評(píng)估報(bào)告》
,
2021年中國(guó)AI服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)
模59.2億美元,預(yù)計(jì)到
2026年將達(dá)到123.4億美元,
2021-
2026年CAGR達(dá)15.82%
。
在2024的GTC大會(huì)上,英偉達(dá)發(fā)布了以下產(chǎn)品:(
1)BlackwellB200GPU芯片:
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層面:作為NVIDIA
Blackwell架構(gòu)首款新產(chǎn)品,Blackwell
B200基于臺(tái)積電的4nm工藝打造,
采用了將兩個(gè)die連接成一個(gè)GPU的雙芯設(shè)計(jì),
因此每個(gè)GPU芯片上擁有
2080億個(gè)晶體管,可以支持多達(dá)
10萬億個(gè)參數(shù)的AI模型。黃仁勛表示,在這樣的架構(gòu)升級(jí)下,
Blackwell
B200的AI性能可達(dá)20PFLOPS
,而H100僅為4PFLOPS
,理論上可以為L(zhǎng)LM(大語言模型)
的推理提升30
倍的工作效率,額外
的處理能力將使人工智能公司能夠訓(xùn)練更大、更復(fù)雜的模型。而目前據(jù)George
Hotz采訪稱OpenAI的GPT-4使用了約
1.76萬億個(gè)參數(shù)來
訓(xùn)練系統(tǒng)。
商業(yè)化層面:英偉達(dá)未來計(jì)劃用Blackwell
向世界各地的人工智能公司進(jìn)軍,
與世界各地的所有OEM
、區(qū)域云、國(guó)家主權(quán)AI
、電信公
司簽約。目前,亞馬遜、戴爾、谷歌、
Meta
、微軟、
OpenAI
、特斯拉都已經(jīng)計(jì)劃使用
Blackwell
GPU。資料來源:芯師爺公眾號(hào),雷科技公眾號(hào),AI前線公眾號(hào),新智元公眾號(hào),
36氪公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
10英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的重點(diǎn)產(chǎn)品有GPU及相關(guān)衍生產(chǎn)品(2
)Grace
Blackwell
GB200
超級(jí)芯片:由一個(gè)Grace
CPU
、和兩組BlackwellGPU組合而成。在參數(shù)為1750億的GPT-3
LLM基準(zhǔn)測(cè)試中,英偉達(dá)稱GB200的性能是H100的7倍,而訓(xùn)練速度是H100的4倍。(3
)GB200NVL72機(jī)架服務(wù)器(也稱為DGX
GB200
):如果GB200還不能滿足需求的話,
英偉達(dá)還準(zhǔn)備了一系列由Blackwell
GB200組成的服務(wù)器陣
列。最高可以實(shí)現(xiàn)GB200
NVL72
系統(tǒng),擁有72個(gè)Blackwell
GPU和36個(gè)Grace
CPU
,全部集成到單個(gè)NVLink域中,提供了前所未有的計(jì)算能力,使得單
個(gè)機(jī)架能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)720PFlops的FP8精度訓(xùn)練算力,直逼前代DGX
SuperPod超級(jí)計(jì)算機(jī)集群的水平。(4)
DGX
SuperPOD:
由
8
個(gè)或以上的
DGX
GB200系統(tǒng)構(gòu)建而成,
這些系統(tǒng)通過NVIDIAQuantumInfiniBand
網(wǎng)絡(luò)連接,可擴(kuò)展到數(shù)萬個(gè)
GB200超
級(jí)芯片。采用新型高效液冷機(jī)架級(jí)擴(kuò)展架構(gòu),可以用于處理萬億參數(shù)模型,能夠保證超大規(guī)模生成式AI
訓(xùn)練和推理工作負(fù)載的持續(xù)運(yùn)行。(
5
)此外還推出了一系列ai情景應(yīng)用,
如ai服務(wù)器NIM助力醫(yī)療場(chǎng)景,Omniverse云平臺(tái)打開數(shù)字孿生新境界、
GR00T人型機(jī)器人通用基礎(chǔ)模型進(jìn)軍
具身智能、
6G研究平臺(tái)推進(jìn)下一代無線技術(shù)等。圖:B200芯片圖:GB200超級(jí)芯片圖:Gb200
NVL72服務(wù)器圖:DGX
SuperPOD資料來源:
36氪公眾號(hào),
infoQ公眾號(hào),半導(dǎo)體行業(yè)觀察公眾號(hào),英偉達(dá)公眾號(hào),機(jī)器之心公眾號(hào),小雷嗶嗶公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所11
目前,在PC及服務(wù)器GPU領(lǐng)域,全球GPU市場(chǎng)呈現(xiàn)“美國(guó)芯片三巨頭”——英特爾、AMD和英偉達(dá)壟斷的局面。
研究機(jī)構(gòu)Jon
Peddie
Research數(shù)據(jù)顯示,
2021年第一季度全球獨(dú)立GPU領(lǐng)域中,英偉達(dá)是數(shù)據(jù)中心
GPU市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,占據(jù)81%
的市場(chǎng)
份額,擁有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),
AMD則以占比
19%位居第二。
2023年,根據(jù)富國(guó)銀行的統(tǒng)計(jì),
英偉達(dá)目前在數(shù)據(jù)中心AI市場(chǎng)擁有98%
的市場(chǎng)份額,而AMD僅有
1.2%
的市場(chǎng)份額,
英特爾則只有不
到1%
。
2024年,根據(jù)富國(guó)銀行的預(yù)測(cè),
AMD雖然在
2023年的AI芯片的營(yíng)收僅為4.61億美元,
但是
2024年將有望增長(zhǎng)到
21億美元,將有望拿
到4.2%
的市場(chǎng)份額。英特爾也可能拿到將近2%
的市場(chǎng)份額。這將導(dǎo)致英偉達(dá)的市場(chǎng)份額可能將小幅下滑到94%
。資料來源:
未來半導(dǎo)體公眾號(hào),鈦媒體公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
12英偉達(dá)成為數(shù)據(jù)中心人工智能芯片領(lǐng)域(
AI
)龍頭圖:芯片領(lǐng)域三大龍頭市場(chǎng)份額占比2.2AI模型發(fā)展,算力需求大增,
AI用電需求上漲請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明13
服務(wù)器的功率是指服務(wù)器在工作過程中消耗的能量,通常以瓦特(W
)為單位表示,表
示單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量。服務(wù)器的功率由多個(gè)方面的因素決定:
首先是服務(wù)器的硬件配置,包括處理器、內(nèi)存、硬盤等組件的功耗。不同型號(hào)和品牌的服務(wù)器在相同工作負(fù)載下的功耗也會(huì)有差異。在AI服務(wù)器中,CPU需要供電,GPU板卡需
要供電,內(nèi)存(DDR4
、DDR5
、HBM
)需要供電,各種接口也需要供電。
其次是服務(wù)器的工作負(fù)載,即服務(wù)器在運(yùn)行各種應(yīng)用程序和服務(wù)時(shí)的負(fù)荷程度。高負(fù)荷工作負(fù)載需要更多的處理能力,因此會(huì)產(chǎn)生更高的功耗。
此外,服務(wù)器的能源管理策略也會(huì)影響功率。例如,服務(wù)器可以配置為在空閑時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式或關(guān)機(jī),以節(jié)省能源。此外,服務(wù)器的散熱系統(tǒng)也會(huì)對(duì)功率產(chǎn)生影響。散熱系統(tǒng)的效果不佳可能導(dǎo)致服務(wù)器溫度過高,進(jìn)而增加功耗。
AI大模型發(fā)展,用電量大增。
數(shù)字化和云服務(wù)的快速部署推動(dòng)了全球數(shù)據(jù)中心的增長(zhǎng)。
據(jù)高盛預(yù)估,目前,全球數(shù)據(jù)中心消耗的電力占總電力的1-2%,但到本世紀(jì)末,這一比
例可能會(huì)上升至3-4%
。元宇宙、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)等行業(yè)趨勢(shì)將繼續(xù)消耗超出地球可
持續(xù)生產(chǎn)的能源。隨著AI服務(wù)器的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,其核心處理器,包括CPU
、GPU、
NPU
、ASIC
、FPGA等,以及內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)通信等芯片元器件的性能和功耗水平都在提升。
耗能方面,中興通訊股份有限公司研發(fā)總工熊勇表示,由于AI服務(wù)器的功率較普通服務(wù)器高6-8倍,電源的需求也將同步提升6-8倍。通用型服務(wù)器原來只需要2顆800W服務(wù)器電源,而AI
服務(wù)器的需求直接提升為4顆1800W高功率電源,服務(wù)器能耗成本從3100元直接飆升到12400元,大漲3倍。資料來源:
worktile官網(wǎng),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫公眾號(hào),化合物半導(dǎo)體官網(wǎng),高盛公眾號(hào),AI月球圈公眾號(hào),
navitas公眾號(hào)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫公眾號(hào)、
Bit-Bit商務(wù)網(wǎng)公眾號(hào),納微芯球公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所AI模型改進(jìn),耗電量上漲圖:
AI服務(wù)器電源功率發(fā)展趨勢(shì)14
7月15
日,根據(jù)Digital
Information
World發(fā)布的最新報(bào)告,數(shù)據(jù)中心為訓(xùn)練AI模型產(chǎn)生的能耗將為常規(guī)云工作的三倍,預(yù)計(jì)到2030年,美國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力需求將以每年約10%的速度增長(zhǎng)。
據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Tirias
Research建模預(yù)測(cè),到2028年數(shù)據(jù)中心功耗將接近4250兆瓦,比2023年增加212倍,數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施加上運(yùn)營(yíng)成本
總額或超760億美元。
谷歌方面曾在去年2月表示,AI響應(yīng)請(qǐng)求的成本可能是普通搜索的10倍。搜索引擎如果用上AI
,耗電量還會(huì)更高。數(shù)據(jù)顯示,使用一次谷歌搜索消耗的電量是0.3瓦時(shí)。如果要將大模型能力植入到谷歌搜索中,預(yù)計(jì)需要512821個(gè)HGX
A100
,按照每臺(tái)設(shè)備功耗為6.5千瓦來計(jì)算,每天將需要80吉瓦時(shí)的電力消耗,一年需要29.2太瓦時(shí)。目前谷歌每天需要處理高達(dá)90億次搜索,換算一下,平均每個(gè)請(qǐng)求要消耗6.9-8.9瓦時(shí),已經(jīng)是普通搜索的20倍+。資料來源:華爾街見聞公眾號(hào),
量子位公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
15圖:
美國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量預(yù)測(cè)
圖:不同請(qǐng)求方式的耗電量對(duì)比
英偉達(dá)芯片的額定功率呈遞增趨勢(shì)。
在2024年的GTC上,英偉達(dá)發(fā)布的基于Blackwell架構(gòu)的B200GPU功率則首次達(dá)到了1000W,超
級(jí)芯片GB200功率最高達(dá)到2700w。
而此前的芯片B100功率在700W,和上代H100完全一致,更早的
A100功率為400W。
英偉達(dá)基于不同芯片搭建的服務(wù)器電源功率也在上升。
DGX
A100
額定功率為6*3kw
,DGXH100/H200額定功率為6*3.3kw。
而今年英偉達(dá)GTC大會(huì)上,發(fā)布了
基于GB200芯片的NVL72架構(gòu),
NVL72機(jī)架功耗120KW左右,考慮
冗余后的總功率可達(dá)198KW
;總
功率提升至上一代產(chǎn)品的10倍左
右
。
圖:DGX
A100圖:英偉達(dá)不同芯片功率對(duì)比(單位:
w)300025002000150010005001000700
700
700400行業(yè)龍頭英偉達(dá)芯片和服務(wù)器的電源功率呈數(shù)倍上升趨勢(shì)資料來源:硬件世界公眾號(hào),麗科星公眾號(hào),
東方財(cái)富網(wǎng),
英偉達(dá)官網(wǎng)、華碩官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所0
A100H100H200
B100B200GB200圖:DGX
H100/H200圖:NVL72270016隨著AI技術(shù)的發(fā)展,模型規(guī)模不斷擴(kuò)大,從千萬級(jí)參數(shù)到萬億級(jí)參數(shù)的模型,這導(dǎo)致訓(xùn)練和推理過程中的能耗顯著增加。當(dāng)下人工智能大模型的競(jìng)爭(zhēng),各公司不斷增加模型參數(shù)和數(shù)據(jù)量,相應(yīng)地,算力需求也成倍增加。算力是對(duì)數(shù)據(jù)或信息的處理能力,算力是
抽象的,它的載體卻實(shí)在可見,就是以數(shù)據(jù)中心、智算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施。算力的背后,是電力在支撐。2022年底,ChatGPT的面世,正式將AI帶入大模型時(shí)代。海內(nèi)外大語言模型的快速涌現(xiàn)和迭代、模型性能的提升,使得訓(xùn)練和推理持續(xù)擴(kuò)張,帶動(dòng)算力需求呈現(xiàn)出指
數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。
例如,在GPT-3的訓(xùn)練階段,GPT-3有1750億個(gè)參數(shù),
據(jù)估計(jì),訓(xùn)練過程使用了大約1287兆瓦時(shí)(也就是128.7萬度)的電力。這個(gè)耗電量相
當(dāng)于美國(guó)約121個(gè)家庭一整年的用電量,也大概相當(dāng)于3000輛特斯拉電動(dòng)汽車共同開跑,每輛車跑20萬英里。而GPT-4曾被曝包含1.8萬億參
數(shù),
隨著參數(shù)的翻倍,能耗也會(huì)大幅增加。另外,當(dāng)下訓(xùn)練AI大模型使用的主流算力芯片英偉達(dá)H100芯片,一張最大功耗為700瓦,這意味著運(yùn)行一小時(shí)就要耗電0.7度。據(jù)稱OpenAI訓(xùn)
GPT-5
,需要數(shù)萬張H100芯片,耗電量可謂相當(dāng)可觀。完成訓(xùn)練階段后,AI進(jìn)入推理使用階段,即人們使用AI輸出結(jié)果的過程。AI的訓(xùn)練是一次性事件,而使用卻是長(zhǎng)期過程,隨著應(yīng)用的普及、
使用人數(shù)的增加,耗電量將不斷疊加。國(guó)際能源署(IEA
)在今年1月的一份報(bào)告中曾表示,ChatGPT響應(yīng)一個(gè)請(qǐng)求平均耗電2.9瓦時(shí)——相當(dāng)
于將一個(gè)60瓦的燈泡點(diǎn)亮略少于三分鐘。而ChatGPT每天響應(yīng)約2億個(gè)需求,消耗超過50萬度電力,相當(dāng)1.7萬個(gè)美國(guó)家庭平均一天的用電量。圖:
數(shù)據(jù)中心或智算中心,成千上萬臺(tái)服務(wù)器和芯片晝夜運(yùn)轉(zhuǎn),算力需求拉動(dòng)電力需求資料來源:鈦媒體公眾號(hào),新聞聯(lián)播公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
17AI服務(wù)器耗電量上漲源于模型規(guī)模擴(kuò)大、算力需求增加
練
以芯片龍頭英偉達(dá)為例,NERSC發(fā)現(xiàn),與一臺(tái)雙插槽x86服務(wù)器相比,一臺(tái)配備四個(gè)A100
GPU的服務(wù)器的速度提升了高達(dá)12倍。這意味著,
在相同的性能水平下,GPU加速系統(tǒng)每月的能耗比僅使用CPU的系統(tǒng)少消耗588兆瓦時(shí)的能源。與僅使用CPU的系統(tǒng)相比,在四路NVIDIA
A100云實(shí)例上運(yùn)行相同的工作負(fù)載一個(gè)月,科研人員可以節(jié)省400多萬美元。
另外,
從縱向英偉達(dá)產(chǎn)品的發(fā)展來看,
比起H100,
GB200的成本和能耗最多可降低25倍。過去,訓(xùn)練一個(gè)1.8萬億參數(shù)的模型,需要8000個(gè)
Hopper
GPU和15MW的電力。如今,2000個(gè)Blackwell
GPU就能完成這項(xiàng)工作,耗電量?jī)H為4MW。 AI電力消耗主要集中于服務(wù)器和冷卻系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心包括IT設(shè)備和軟件以及配套的輔助基礎(chǔ)設(shè)施,輔助設(shè)施包括制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等。從能耗構(gòu)成看,數(shù)據(jù)中心能耗集中在這三大領(lǐng)域,其中,
IT設(shè)備和軟件耗電量占42%,冷卻系統(tǒng)占數(shù)據(jù)中心總電力消耗的40%,是僅次于服務(wù)器本身的第二大電力消耗來源,電氣系統(tǒng)能耗占比較小。隨著技術(shù)發(fā)展,
GPU的能耗水平在不斷改善資料來源:
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫公眾號(hào),新智元公眾號(hào),
NVIDIA英偉達(dá)公眾號(hào),蘭洋科技https://www.blueocean-china.net/faq3/234.html
,天風(fēng)證券研
究所AI電力消耗主要集中于服務(wù)器和冷卻系統(tǒng)圖:GPU
、CPU電力消耗對(duì)比圖:
AI服務(wù)器電力消耗18
AI服務(wù)器電源作為高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)備,擔(dān)負(fù)著為服務(wù)器集群提供穩(wěn)定、高效電能供應(yīng)的任務(wù)。目前,AI服務(wù)器電源產(chǎn)品已經(jīng)具備高效率、低諧波、智能管理等特性,但在滿足AI計(jì)算平臺(tái)大規(guī)模、高并發(fā)、動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的需求方面,仍有改進(jìn)空間。未來,AI服務(wù)器電源將朝著更高功率密度、更優(yōu)能效比、更強(qiáng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的方向發(fā)展。
同時(shí),隨著邊緣計(jì)算和分布式計(jì)算的興起,電源模塊的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)將變得尤為重要。此外,電源管理系統(tǒng)將與AI算法深度融合,實(shí)現(xiàn)電源的智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)度和故障預(yù)警,從而為數(shù)據(jù)中心的綠色運(yùn)營(yíng)和可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)大支撐。
隨著對(duì)更高計(jì)算能力的需求,服務(wù)器電源需要在有限空間內(nèi)提供更多功率,這對(duì)功率密度提出了更高要求,對(duì)散熱設(shè)計(jì)、元器件布局和效率提出了更高要求。常見的主要策略見2.3章節(jié)。
此外,隨著服務(wù)器性能的改進(jìn),如何降低AI系統(tǒng)的能耗保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作成為產(chǎn)業(yè)難題。目前降低AI系統(tǒng)能耗主要兩種思路:
一、降低AI系統(tǒng)核心處理器的能耗;
二、優(yōu)化電源管理系統(tǒng),提高AI核心處理器電源管理的效率。除了通過傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)用到的AC/DC
、DC/DC
、多相電源控制器和
DrMOS功率級(jí)組合等方案來改進(jìn)效率,也可以開發(fā)更先進(jìn)的電源管理方案——如改進(jìn)電源管理系統(tǒng)當(dāng)中用到的無源器件(以電感和電容為主),性能優(yōu)異的無源器件可以提供更加穩(wěn)定的電壓和電流,以確保AI服務(wù)器等HPC系統(tǒng)正常運(yùn)行,保證快速的瞬態(tài)響應(yīng)和較低的紋波。低損耗的無源器件可以提高AI服務(wù)器的能效,提升關(guān)鍵零部件的效率,節(jié)能環(huán)保。未來高性能服務(wù)器電源為發(fā)展方向資料來源:中國(guó)產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所192.3AI服務(wù)器電源架構(gòu)分為UPS
、AC/DC
、
DC/DC三層,各司其職確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明20
要驅(qū)動(dòng)一臺(tái)AI服務(wù)器,需經(jīng)過數(shù)次電壓轉(zhuǎn)換
。高壓電從電網(wǎng)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心后,服務(wù)器電源供應(yīng)器會(huì)先將交流電轉(zhuǎn)為直流電,并降壓到48伏特;接著主板上的DC/DC轉(zhuǎn)換器,再將電壓轉(zhuǎn)換成CPU用的12伏
特和GPU用的0.8伏特低電壓。在此過程中數(shù)據(jù)中心電源架構(gòu)主要涵蓋保障電路
UPS、機(jī)架電源
AC/DC、芯片電源
DC/DC三個(gè)層級(jí)。
AI服務(wù)器電源組件分3層結(jié)構(gòu):
UPS(不間斷電源):
即不間斷電源(Uninterruptible
PowerSupply)是一種含有儲(chǔ)能裝置的不間斷電源。當(dāng)市電輸入正常時(shí),UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,此時(shí)的UPS就是一臺(tái)電穩(wěn)壓器,同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池
充電;當(dāng)市電意外中斷時(shí),UPS立即將電池的直流電能,通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)電能,使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受電網(wǎng)波動(dòng)而造成損壞。
AC-DC(powershelf):
將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合服務(wù)器使用的50V直流電。在ACDC電源中,輸入電
壓一般是來自電網(wǎng)的85V~265V交流高壓,而輸出電壓為3.3V
、5V
、12V等直流低壓。與一般服務(wù)器相
比,AI服務(wù)器需要更高性能的處理器,如圖形處理器(
GPU
)、張量處理單元(
TPU
)和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏
輯門陣列(FPGA
),其功耗可能高出兩倍到十倍。為了降低不必要的能耗損失,需要提高整個(gè)服務(wù)器機(jī)柜的能源利用效率,將供電電壓從傳統(tǒng)的12V提高到48V
。然而,服務(wù)器內(nèi)部的某些組件仍需要使用
12V或更低電壓,因此需要DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行調(diào)整。
DC-DC:進(jìn)一步將50V直流電降至芯片可接受的0.8V
。
DC-DC電源電路又稱為DC-DC轉(zhuǎn)換電路,其主
要功能就是進(jìn)行輸入輸出電壓轉(zhuǎn)換。一般把輸入電源電壓在72V以內(nèi)的電壓變換過程稱為DC-DC轉(zhuǎn)換?!咀ⅰ科渲?/p>
AC/DC
電源的難點(diǎn)在于在有限的體積內(nèi)提高功率密度,而
DC/DC
則在于如何盡可能降低板路損耗。AI服務(wù)器電源電源架構(gòu)分為
UPS
、AC/DC
、
DC/DC三層,
各司其職確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性資料來源:臺(tái)達(dá)公眾號(hào)、G9HUB香港科創(chuàng)匯公眾號(hào),芝能科技公眾號(hào),泰高系統(tǒng)公眾號(hào),晶豐明源公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
21AC/DC(power
shelf
注:
power
shelf是用于安裝PSU的金屬殼體)
AC/DC電源模塊包含電源模塊(PSU)和電源管理控制器(PMC)1.PSU(電源供應(yīng)單元)
:
AI伺服器要能穩(wěn)定工作,
PSU是一個(gè)關(guān)鍵的組件,負(fù)責(zé)將來自電網(wǎng)的交流電(
AC
)
轉(zhuǎn)換為伺服器電子組件所需的直流電(DC)。對(duì)於高性能的AI伺服器,
PSU需要提供足夠且穩(wěn)定的電力來驅(qū)動(dòng)CPU
、GPU或AI加速器。此外,
PSU的效率也很關(guān)鍵,它會(huì)直接影響整體的能源消耗和散熱需求,一個(gè)效率高的PSU可以最小化能源浪費(fèi),并減少散熱需求,從而使伺服器在高負(fù)載運(yùn)行時(shí)仍能保持穩(wěn)定。同時(shí),高效的PSU也可以延長(zhǎng)電源供應(yīng)器的壽命,并降低由於電源問題導(dǎo)致的伺服器停機(jī)時(shí)間。
選擇一個(gè)好的PSU
。首先要確保其提供足夠的功率以供應(yīng)所有硬體的需求以防止任何可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障的電力波動(dòng)或中斷。其次,要檢查電源供應(yīng)器的效能和穩(wěn)定性。最后,要確保電源供應(yīng)器具有良好的保護(hù)功能,如過載保護(hù)(OCP
)、過熱保護(hù)(
OTP
)和過壓保護(hù)(
OVP
)。這叁種保護(hù)功能都是電源供應(yīng)器(PSU
)內(nèi)建的安全特性,用於防止硬體損壞并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。其中,過載保護(hù)(
OCP
)為當(dāng)輸出電
流超限時(shí),會(huì)關(guān)閉或限制電源供應(yīng)器,以防止硬體損壞;過熱保護(hù)(OTP
)指的是當(dāng)內(nèi)部溫度過高時(shí),電
源供應(yīng)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,防止過熱;過壓保護(hù)(OVP
)功能為當(dāng)輸出電壓超限時(shí),會(huì)關(guān)閉或限制電源供應(yīng)器,
以保護(hù)硬體不受高電壓毀損。2.PMC(電源管理控制器)是一種用于管理和優(yōu)化服務(wù)器電源的控制器。它通常是一塊硬件設(shè)備,安裝在服務(wù)器主板上或者作為獨(dú)立設(shè)備安裝在服務(wù)器機(jī)柜中。
PMC通過監(jiān)控和調(diào)整服務(wù)器電源的供應(yīng)和消耗來實(shí)現(xiàn)最佳的電源管理,以提高服務(wù)器的能效和性能。
基于GB200搭建的計(jì)算平臺(tái)GB200
NVL72,
目前臺(tái)達(dá)是英偉達(dá)最大的電源供應(yīng)商。根據(jù)臺(tái)達(dá)給英偉達(dá)設(shè)計(jì)
的電源模組來看,為了供應(yīng)一臺(tái)GB200機(jī)柜的耗電量,臺(tái)達(dá)設(shè)計(jì)了單個(gè)Power
shelf為33kw的電源模組(
6
個(gè)電源構(gòu)成),其中NVL
72需要6個(gè)power
shelf構(gòu)成,單臺(tái)機(jī)柜需要電源200kw左右,NVL
36需要4個(gè)power
shelf,單臺(tái)需要電源130kw左右,因此,電源也占據(jù)了GB200機(jī)柜不少的價(jià)值量。資料來源:芝能科技公眾號(hào),中邦電氣官網(wǎng),
worktile官網(wǎng),華碩官網(wǎng)、新智元公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所圖:
AINVIDIA
GB200
NVL72機(jī)柜電
源(最上方和最下方是電源模具區(qū)域)圖:英偉達(dá)
B系列NVL72在AC-DC(
power
shelf)的電源布局22
DC/DC轉(zhuǎn)換器:
用于轉(zhuǎn)換CPU/GPU的電壓級(jí)別。與一般服務(wù)器相比,AI服務(wù)器需要更高性能的處理器,如圖形處理器(
GPU
)、張量處理單
元(
TPU
)和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(FPGA
),其功耗可能高出兩倍到十倍。為了降低不必要的能耗損失,需要提高整個(gè)服務(wù)器機(jī)柜的能源利用效率,將供電電壓從傳統(tǒng)的12V提高到48V
。然而,服務(wù)器內(nèi)部的某些組件,如GPU/CPU,
仍需要使用12V或更低電壓,因此需要DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行調(diào)整。DC-DC轉(zhuǎn)換器便是反復(fù)導(dǎo)通電源開關(guān),把直流電壓或電流量轉(zhuǎn)化成高頻率波形工作電壓或電流量,再經(jīng)整流器光滑變成直流電壓輸出。
DC-DC轉(zhuǎn)換器一般由控制集成ic,電感,二極管,三極管,電力電容器組成?,F(xiàn)如今運(yùn)用目前的部件、參照設(shè)計(jì)方案、專用工具和資源設(shè)計(jì)制作一個(gè)基本且功能強(qiáng)大的DC/DC
電源穩(wěn)壓電源(或稱之為開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器)早已并不是一件難題了,設(shè)計(jì)師需要將適合的控制IC
、MOSFET
晶體三極管、光耦電路及其一些無源器件組成起來,理論上全部設(shè)計(jì)方案就完成了,可以對(duì)鍵入
DC直流電壓開展變換和穩(wěn)壓管另
外輸出DC直流電壓。正常情況下講穩(wěn)壓電源的作用十分的簡(jiǎn)潔明了:選用平穩(wěn)的DC鍵入開關(guān)電源,歷經(jīng)嚴(yán)苛的調(diào)整后輸出直流電壓給予給
系統(tǒng)軟件應(yīng)用。
殊不知這僅僅理論上的,大家還遭遇著嚴(yán)苛的實(shí)際,作一個(gè)“相對(duì)性好的”設(shè)計(jì)方案早已不會(huì)再足夠了,盡管那樣的設(shè)計(jì)方案可以達(dá)到一些基本上的技術(shù)參數(shù),例如輸出精密度、穩(wěn)壓管實(shí)際效果等,可是要記牢這種“基本上的”主要參數(shù)僅僅當(dāng)代穩(wěn)壓電源務(wù)必具有的一小部分,除此之外對(duì)動(dòng)態(tài)性特性、各種各樣負(fù)載的高效率及其干擾信號(hào)/頻射影響(
EMI
/RFI
)等層面日益嚴(yán)苛的規(guī)定也愈來愈不容樂觀。DC/DC轉(zhuǎn)換器:用于轉(zhuǎn)換CPU/GPU的電壓級(jí)別資料來源:臺(tái)達(dá)官網(wǎng),深圳市惠新晨電子有限公司官網(wǎng),能利芯公司官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所圖:
AI服務(wù)器電源DC-DC轉(zhuǎn)化電源(48V-12V;
12V-1V
)232.4與普通服務(wù)器電源相比,
AI服務(wù)器電源架構(gòu)在多方面的性能得到提升AI算力的龍頭企業(yè)——英偉達(dá)相比普通服務(wù)器電源,AI服務(wù)器電源多方面的性能改善,包括:功率和功率密度大幅提高、冗余系統(tǒng)發(fā)展、液體冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)等。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明24
隨著對(duì)更高計(jì)算能力的需求,服務(wù)器電源需要在有限空間內(nèi)提供更多功率,這使得電源設(shè)計(jì)人員需要?jiǎng)?chuàng)建具有高效率和高功率密度的最新電源解決方案,可以滿足快速增長(zhǎng)的AI市場(chǎng)當(dāng)前與未來的高功率需求。
AI市場(chǎng)迅速擴(kuò)張,電源需求增加,空間成本也在不斷上升?,F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心包含成
百上千個(gè)處理單元,因此設(shè)備大小非常重要。減小單個(gè)單元的尺寸會(huì)引發(fā)連鎖反
應(yīng)
:(
1
)可以在與大型解決方案相同的空間中應(yīng)用更多設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)更高的
處理能力密度;(
2
)可以極大地提高功率密度,并減小散熱面積;(
3
)還可以使得物理材料更少、組件更少、成本結(jié)構(gòu)更好、解決方案集成更多以及
總體擁有成本更低,從而實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)省。
功率密度是在給定空間內(nèi)可處理多少功率的度量,可量化為每單位體積處理的功
率量。功率密度越高,表示在相同的體積內(nèi)可以提供更多的功率。功率密度的概
念在服務(wù)器電源設(shè)計(jì)中非常重要,原因在于:
第一,數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器機(jī)架的空間有限,隨著處理器和服務(wù)器功率的增加,數(shù)據(jù)中心每個(gè)機(jī)架也將使用更多的電源。隨著更高功率密度的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)據(jù)中心每個(gè)模塊在2-4kW。高功率密度的電源可以在有限的空間內(nèi)提供更多的電力,從
而支持更多的計(jì)算硬件。
第二,功率密度和效率是緊密耦合的。功率密度越高,通常意味著電源轉(zhuǎn)換效率越高,從而減少能量損耗和散熱需求,有助于提高整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)的能效比。資料來源:
MPS官網(wǎng),
wolfspeed公眾號(hào),德州儀器官網(wǎng),芝能科技公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所AI電源功率密度不斷提升圖:
AI服務(wù)器電源功率密度發(fā)展趨勢(shì)25 AI行業(yè)研究人員一直致力于尋找提高功率密度的方法,這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)
。
影響總體功率密度的關(guān)鍵因素有開關(guān)頻率、系統(tǒng)的熱性能等。要實(shí)現(xiàn)在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的功率,并以更低的系統(tǒng)成本增強(qiáng)系統(tǒng)功能,必須在開關(guān)性能、
IC封裝、電路設(shè)計(jì)和集成方面多措
并舉。
(1)開關(guān)損耗創(chuàng)新:
為了獲得出色的器件性能和FoM
,對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行投資
很必要。這可能包括用于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新,或者開發(fā)本
質(zhì)上性能更好的新材料,例如用于更高電壓開關(guān)的氮化鎵(GaN)
技術(shù)。(
2
)封裝散熱創(chuàng)新
:
將熱量從集成電路(IC)封裝中散發(fā)出來的能力將直接影響功率密度。隨著封裝尺寸的不斷縮
小,散熱問題變得越來越重要。在典型的電源轉(zhuǎn)換器中,半導(dǎo)體器件通常是解決方案中最熱的部分。例如,德州儀器的投資開發(fā)并引入了
HotRod封裝,它用倒裝
芯片式封裝(圖1
)取代了典型的鍵合線四方扁平無引線封裝QFN(圖
2
),這樣可以大大降低倒裝芯片式封裝中常見的寄生環(huán)路電感,同時(shí)
還保留了QFN封裝熱性能的部分優(yōu)勢(shì)。(
3
)先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新:
除了先進(jìn)的柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)以外,還有大量機(jī)會(huì)可以通過
拓?fù)鋭?chuàng)新來提高功率密度。例如飛跨電容四電平(FC4L)
(圖
3
)轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了許多關(guān)鍵的功率密度優(yōu)勢(shì),包括通過降低器件額定電壓、減小磁濾波器尺寸和改善熱分布來提高器件FoM
。
這些優(yōu)勢(shì)可轉(zhuǎn)化為更高的功率密度。(
4
)集成創(chuàng)新:
具有高性價(jià)比的集成減少了寄生效應(yīng),減少了物料清單,提高了效率并節(jié)省了空間。集成可適用于電源管理的多個(gè)方面,它可能需要在集成電路IC
中添加更多的電路,在封裝中添加更多的組件。圖
1:
HotRod
互連封裝(引線框上倒裝芯片)QFN
封裝
圖
2:
帶有外露焊盤的標(biāo)準(zhǔn)鍵合線
QFN
封裝通過組合開關(guān)性能、
IC
封裝、電路設(shè)計(jì)和集成等技術(shù),可以顯著提高功率密度資料來源:德州儀器官網(wǎng),天風(fēng)證券研究所
26圖3
:使用
GaN開關(guān)的飛跨電容四電平轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/p>
轉(zhuǎn)換效率是指服務(wù)器電源將輸入的電能轉(zhuǎn)換為實(shí)際輸出電能的比例。它是衡量服務(wù)器能源利用效率的關(guān)鍵指標(biāo),
直接影響服務(wù)器的運(yùn)行成本和能源消耗。高效率的電源轉(zhuǎn)化不僅可以減少能源浪費(fèi),降低運(yùn)營(yíng)成本,
還能減少熱量產(chǎn)生,
提高服務(wù)器的可靠性和穩(wěn)定性。80PLUS認(rèn)證是衡量電源轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),
它由
Ecos
Consulting組織和美國(guó)EPRI
電力研究所推行,目的是推廣高效率節(jié)能電源。認(rèn)證
根據(jù)電源在不同負(fù)載(如10%、20%、50%
和100%額定功率)下的轉(zhuǎn)換效率和功率因數(shù)(PF值)
來評(píng)定等級(jí),
包括白牌、銅牌、銀牌、金
牌、白金牌和鈦金牌,其中鈦金牌為最高等級(jí)。能源政策機(jī)構(gòu)Energy
Innovation
數(shù)據(jù)顯示,效率每提升1%
,相當(dāng)于每個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)省了
1兆瓦(或
800
戶家庭用電)的總所有成本。
隨著AI服務(wù)器的發(fā)展,
AI
電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員除了面臨千瓦功率的挑戰(zhàn),
轉(zhuǎn)換效率也至關(guān)重要。因?yàn)橛?jì)算系統(tǒng)是以全功率運(yùn)行的復(fù)雜負(fù)載,
系統(tǒng)必須在整個(gè)電力需求中保持盡可能高的效率。浪費(fèi)的每一瓦能量都會(huì)作為熱量消散,
并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)中心對(duì)散熱系統(tǒng)的更高要求,
這
會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本以及碳足跡。
圖:80PLUS等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)資料來源:
MPS
,電子工程世界,超能網(wǎng),
Zol,倍科看世界公眾號(hào),A5互聯(lián),
天風(fēng)證券研究所
27轉(zhuǎn)換效率逐漸提高
可以通過以下方法來提高服務(wù)器電源的轉(zhuǎn)換效率:(1
)使用高性能半導(dǎo)體功率器件:
功率半導(dǎo)體是控制電力設(shè)備電能變換和進(jìn)行電路控制的核心半導(dǎo)體器件,可對(duì)電路進(jìn)行整流、分流、變壓、
逆變、穩(wěn)壓、變頻、功率控制等。
按集成類別主要可以分為功率IC
、功率模組、功率分立器件三大類,功率IC主要用于將功率分立器件與外圍驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)等電路集成,
功率模組是將功率分立器件根據(jù)下游的特定需求封裝組成特定的模塊,而功率分立器件(IGBT
、MOSFET等)是對(duì)電路特定進(jìn)行變化的核心。
功率器件主要經(jīng)歷了工藝進(jìn)步、器件結(jié)構(gòu)改進(jìn)與使用寬帶隙材料三大方面的演進(jìn),以MOFSET為例,MOSFET屬于單極型功率半導(dǎo)體,朝著“更高的開關(guān)頻率、更高的功率密度和更低的功耗”方向演進(jìn):(
1
)未來溝槽MOSFET將替代部分平面MOSFET;(
2
)屏蔽柵MOSFET將進(jìn)一步替代溝槽MOSFET;高壓領(lǐng)域下,超級(jí)結(jié)MOSFET將替代更多傳統(tǒng)的VDMOS;(
3
)以SiC
、GaN為主的第三代半導(dǎo)體在高溫、高壓、高功率和高頻的領(lǐng)域?qū)⑷〈糠止璨牧稀?/p>
Si(硅)在過去60多年一直是半導(dǎo)體電源管理元件的基礎(chǔ)。在過去的幾十年中,硅基MOSFET改變了
從基本電源和逆變器到電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如今在不增加尺寸的前提下,硅已無法在所需的頻率下提供更高功率。
而SiC和GaN
相比Si適用于高功率和高頻率的應(yīng)用,使用GaN等寬帶隙材料的MOSFET可以提高轉(zhuǎn)換效率。例如,與相同功率等級(jí)的Si
MOSFET
相比,SiCMOSFET
導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗大幅降低,適用于更高的工作頻率,另由于其高溫工作特性,大大提高了高溫穩(wěn)定性
,SiC
MOSFET主要用于1200V應(yīng)用領(lǐng)域,取代目標(biāo)是硅基IGBT。【注】GaN技術(shù)是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域,它包括使用氮化鎵材料的各種電子器件和應(yīng)用,而GaN
MOSFET是是GaN技術(shù)的一種具體應(yīng)用。從晶閘管、晶體管、
IGBT
、到SiC
、GaN,功率密度在逐步增加,也就是說單位面積的芯片可以承載更大的功率和能量。資料來源:華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)
,digikey,中國(guó)科學(xué)院微電子研究所,
德州儀器官網(wǎng),至信微電子公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所圖:半導(dǎo)體分類
圖:MOFSET技術(shù)迭代發(fā)展歷程圖:各功率器件的適用范圍28
功率的集成解決方案也越來越關(guān)鍵。例如,DrMOS(Driver+MOSFET)技術(shù)的出現(xiàn)極大地改進(jìn)了功率轉(zhuǎn)換和管理領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和性能。
DrMOS
是一種集成式的功率模塊,由驅(qū)動(dòng)器driver和MOSFET的緊密集成,它既降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性,節(jié)省了PCB板上的空間,也具有更低的電感和
電阻,從而降低了功率轉(zhuǎn)換過程中的損耗。此外,DrMOS的高集成度還提供了更好的熱管理能力。
例如,英飛凌近日公布了新的數(shù)據(jù)中心電源路線圖,計(jì)劃推出8kW和12kW
的超高功率服務(wù)器電源解決方案,以滿足AI服務(wù)器對(duì)電力的強(qiáng)
勁需求。英飛凌將推出的兩款服務(wù)器電源將從服務(wù)器端滿足
AI
芯片的需求,簡(jiǎn)化AI服務(wù)器的供電設(shè)計(jì)。這兩款電源均將混合使用硅、氮化
鎵、碳化硅三類晶體管開關(guān),以實(shí)現(xiàn)100W/in3的高功率密度和
97.5%的高轉(zhuǎn)換效率。
(2
)采用更高效率的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是服務(wù)器電源中的另一個(gè)重要因素。合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以提高電源的效率,降低能耗,同時(shí)也能保證服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行。常見的服務(wù)器電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有單端正激式、雙端正激式、半橋式、全橋式。此外,無橋功率因數(shù)校正(PFC)通過減少導(dǎo)通路徑的器件數(shù)來減小導(dǎo)通損耗,可以顯著提高效率。無橋圖騰柱(Totem-Pole)
PFC作為最簡(jiǎn)潔的無橋PFC拓?fù)洌梢詼p少尺寸和元器件數(shù)量,
以簡(jiǎn)化PCB
電路,從而減小體積,提高功率密度。資料來源:
IT之家,與非網(wǎng),
至信微電子,天風(fēng)證券研究所
29圖:英飛凌8kw電源渲染圖
AI產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,
驅(qū)動(dòng)液冷服務(wù)器滲透率逐步抬升。受限于數(shù)據(jù)中心建設(shè)面積及環(huán)保要求,傳
統(tǒng)風(fēng)冷難以滿足散熱需求,需要液冷技術(shù)提升服務(wù)器使用效率及穩(wěn)定性。從發(fā)展趨勢(shì)來看,
預(yù)
計(jì)到2025年液冷服務(wù)器滲透率大約保持在20%-
30%的水平。
英偉達(dá)最新的
B系列GPU,
因?yàn)樾芴叨菀走^熱,將從傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱改為昂貴復(fù)雜的液冷。
臺(tái)達(dá)在發(fā)展液冷解決方案。
臺(tái)達(dá)的散熱業(yè)務(wù)本過去以生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心維持氣流循環(huán)的大型風(fēng)扇和
服務(wù)器主機(jī)版的散熱風(fēng)扇等為主,有年?duì)I收數(shù)百億規(guī)模,
近來也持續(xù)投入新技術(shù):從風(fēng)扇、3DVC(風(fēng)冷技術(shù))、液冷到浸沒式解決方案。新一代的服務(wù)器機(jī)柜電源線與液冷的水管日益復(fù)
雜,臺(tái)達(dá)正將電源、液冷模塊與機(jī)柜整合設(shè)計(jì)形成解決方案,便于縮小體積與維修。
冷卻系統(tǒng)占數(shù)據(jù)中心總電力消耗的
40%,
是僅次于服務(wù)器本身的第二大電力消耗來源。
研究公
司Global
Market
Insights
預(yù)測(cè),全球數(shù)據(jù)中心液體冷卻市場(chǎng)規(guī)模將從2022年的
21
億美元增長(zhǎng)到
2032年的122億美元。
UptimeInstitute
的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),
16%
的數(shù)據(jù)中心經(jīng)理認(rèn)為液體冷卻將
在1-3
年內(nèi)成為數(shù)據(jù)中心的主要冷卻方法,而41%的人認(rèn)為這將需要
4-6
年。因此,混合冷卻
方法在短期內(nèi)更有可能出現(xiàn)。數(shù)據(jù)中心的液體冷卻系統(tǒng)新技術(shù)包括浸入式冷卻(將整個(gè)服務(wù)器
機(jī)架浸入非導(dǎo)電液體中)和直接液體冷卻(在服務(wù)器周圍循環(huán)水)。
雖然目前比空氣冷卻系統(tǒng)
更昂貴,
但液體冷卻可以將數(shù)據(jù)中心的功耗降低
10%
或更多。數(shù)據(jù)中心風(fēng)冷系統(tǒng)管理領(lǐng)域的領(lǐng)
導(dǎo)者Upsite
Technologies指出,雖然技術(shù)在不斷進(jìn)步,但短期內(nèi)不太可能大規(guī)模實(shí)施液體冷卻,而且需要大量的前期投資,液冷設(shè)備仍然需要風(fēng)冷來散熱。空氣冷卻成本較低但效率較低。因
此,混合冷卻設(shè)施正變得越來越受歡迎,以最大限度地發(fā)揮液體和空氣冷卻的優(yōu)勢(shì)。服務(wù)器ODM廠商指出,
Nvidia的BlackwellAI芯片,包括B100和B200,
將于今年開始出貨,
但GB200解決
方案要到2024年底或2025年才會(huì)開始量產(chǎn)。
B100
、B200客戶目前大多仍采用風(fēng)冷散熱設(shè)計(jì)。資料來源:臺(tái)達(dá)公眾號(hào),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫公眾號(hào),
云上芯世界公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
30使用水或冷卻劑來冷卻服務(wù)器的液體冷卻正在興起圖:浸沒式液冷原理圖圖:噴淋式液冷原理圖
服務(wù)器系統(tǒng)的可靠性和可用性非常重要,因此需要冗余PSU
?!癗+1”冗余系統(tǒng)是一種設(shè)計(jì)方法,“N”代表正常運(yùn)行所需的電源模塊數(shù)量,而“+1”表示額外的備用電源模塊,以確保系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力。這種設(shè)計(jì)允許在其中一個(gè)組件發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)運(yùn)行,而不會(huì)對(duì)服務(wù)或性能產(chǎn)生顯著影響。
AI服務(wù)器系統(tǒng)可能具有N+1或N+N(N>2)冗余,具體取決于系統(tǒng)可靠性和成本考量。
為了在需要更換PSU
時(shí)保持系統(tǒng)正常運(yùn)行,系統(tǒng)需要熱插拔
(
ORing控制)
技術(shù)。由于在N+1
或N+N
系統(tǒng)中
有多個(gè)PSU
同時(shí)供電,因此服務(wù)器PSU也需要使
用電流共享技術(shù)。
即使處于待機(jī)模式(
未從其主電源軌向輸出端供電)的PSU也需要在熱插拔事件后即時(shí)提供全功率,因此需要功率級(jí)持續(xù)激活。為了降低待機(jī)模式下冗余電源的功耗,
“冷冗余”功能正成為一種趨勢(shì)。冷冗余旨在關(guān)閉主電源運(yùn)行或在突發(fā)模式下運(yùn)行,
從而使冗余PSU更大限度減少待機(jī)功耗。
服務(wù)器電源市場(chǎng)和服務(wù)器的配比不斷提升,服務(wù)器電源市場(chǎng)數(shù)量的增長(zhǎng)會(huì)快于服務(wù)器市場(chǎng)。服務(wù)器電源市場(chǎng)和服務(wù)器的配比不斷提升:從通用服務(wù)器的單臺(tái)服務(wù)是1:2左右,到AI服務(wù)器(推理、訓(xùn)練)是
1:3或1:4,高端訓(xùn)練是1:6,英偉達(dá)目前和服務(wù)器廠商聯(lián)合開發(fā)未來高功率電源可能是1:10。AI服務(wù)器電源具有N+1或
N+N冗余,具體取決于系統(tǒng)可靠性和成本考量圖:冗余電源布局示例圖(每個(gè)刀片服務(wù)器由A、B總線共同供電,這兩個(gè)電源總線由N+1只電源組成)AI服務(wù)器和電源的配比不斷提升資料來源:
德州儀器官網(wǎng),東方財(cái)富網(wǎng),天風(fēng)證券研究所31三、AI服務(wù)器電源面臨廣闊的發(fā)展空間
AI服務(wù)器電源成為服務(wù)器電源市場(chǎng)新增量,
2026年AC-DC市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)53億美元。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明32
AI服務(wù)器電源仍然是電源組件市場(chǎng)的關(guān)鍵增長(zhǎng)部分,而英偉達(dá)在AI服務(wù)器GPU市場(chǎng)占有率超90%,占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。我們據(jù)此測(cè)算AI服務(wù)器電源市場(chǎng)增量。根據(jù)TechInsights
報(bào)告,英偉達(dá)在
2023
年數(shù)據(jù)中心GPU
總計(jì)出貨量約為376萬塊,相比于2022年的264萬塊增長(zhǎng)了超百萬塊。
英偉達(dá)B系列服務(wù)器電源2026年市場(chǎng)空間有望達(dá)53億美元。
隨著AI服務(wù)器電源功率密度提升,預(yù)計(jì)單瓦價(jià)值量會(huì)有明顯提升;假設(shè)未來兩年出貨的AC-DC產(chǎn)品單瓦價(jià)格為2-3人民幣/瓦,同時(shí)假設(shè)25/26年GB200NVL36出貨量分別為6-8/9-14萬臺(tái)(根據(jù)GB200芯片出貨量預(yù)期全部折算為NVL36),我們預(yù)計(jì)25年AC-DC市場(chǎng)空間可達(dá)238-317億元人民幣,26年AC-DC市場(chǎng)空
間可達(dá)297-462億元人民幣;AI服務(wù)器電源呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì)(25-26年按照均值測(cè)算),未來增量廣闊。2025E2026E功率單價(jià)(人民幣/瓦)332.52.5CB200
NVL36出貨量(萬臺(tái))68914GB200
NVL36功耗(kw/臺(tái))132132132132單臺(tái)價(jià)格(萬人民幣/臺(tái))39.639.63333AC-DC空間(億人民幣)238317297462AI服務(wù)器電源成為服務(wù)器電源市場(chǎng)新增量,
2026年AC-DC市場(chǎng)空間有望達(dá)53億美元資料來源:IT之家,TechInsights
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