20231123_首创证券_计算机行业深度报告:AI崛起算力先行_26页.pdf
请务必仔 细阅 读本报 告最后 部分的 重要法 律声 明 Table_Rank 评级:看好 Table_Authors 翟炜 首席分析师 SAC 执证编号:S0110521050002 电话:13581945259 李星锦 分析师 SAC 执证编号:S0110521070001 电话:86-10-81152697 Table_Chart 市场指数走 势(最近1 年)资料 来源:聚 源数 据 相关研究 Table_OtherReport 衡 阳 拍 卖政 务数 据 经营 权,数 据要 素落地 加快 算 力 需 求激 增,算 力调 度 调优 迎来 发展机 遇 电信 AI 服务器集采 公示,重视 国 产智算 核心观点 Table_Summary 政策+技术双重推动,智能算 力需求高增。我 国算力 发展规划政策相继出台,“东数西 算”等政 策 大力支持算 力产业发展。与 此同时,ChatGPT横空出世,ChatGPT 与 新一代语 言模型 GPT-4 的发 布 掀起 AI 大模型热潮,国 内大模型 陆续正式 上线,AI 大模型的衍生应 用 也层出不穷,医 疗健康、游戏 开发、教 育、法律、金融等 各个领域 均有 相应的垂直 领域生成式人工智 能应用,对应的智能 算力需 求也随之 高涨。我国智能算力规模高速增长,AI 服务器水平位于世 界前列。中国智能算力正处于 高速增长 阶段,2022 年 智能算力 规模同比 增加了 41.4,超过全球整体 智能算力 25.7 的增 速。与整 体服务器 市 场相比,中国 AI服务器水平 位于世界 前列。2022 年,浪潮 AI 服务器 全球市场份 额连续3 年位居第一。以海光和昇腾为代表的国产 AI 服务器快速发展。国 产服务器以 海光和昇腾为代表,华为与 包括宝德、华鲲振 宇、神州 数码 等众多主流 厂商合作,内容涵 盖昇腾 AI 训练服 务器、推 理服务器。中 科曙光服务 器搭载海光 DCU,神州数码、拓维信息、四川长虹 基于华为“鲲鹏+昇腾”生产 AI 服务器。随着国产 化替代以 及技术迭 代,未来 国内市场华 为系 AI服务器占比 有望提升。大算力高成本背景 下,算力租赁 前景广阔。AI 大模型预训练数据量呈现指数级增长,训练一次 1746 亿参数的 GPT-3 模型需要的算力约为 3640PFlop/s-day。经我们测算,国内 2000 亿规 模 大 模型单次预 训练成本近亿元。大模型的 训练和运 营带来的 算力需求 有望 推动 AI 服务器出货量快速上 升。与此同时,AI 服务器的高成 本高电 耗 特点,使得算力 租赁需求应运 而生。大型 互联网企 业、AI 龙头企业 具备 较多的 GPU 算力芯片储备,而中小企 业在开发 AI 垂直类小模型 过程 中则产生算 力租赁需求,具备 算力实力 的厂商正 在进行智 算中心的 布局,或通过与 算力公司合作运营 的形式进 入算力赛 道,部署 算力租赁 业务。AI 算力产业链相关标的:AI 大模型浪 潮下,大 模型 以及垂直领 域应用有望带动 AI 算力需求持 续高增,利好服务 器及算力 租赁相关标 的:1)国内服务器厂商:浪潮信息、紫光股份等;2)国产 服务器厂商神州数码、中科曙 光、拓维 信息、烽 火通信等;3)算 力租赁 厂商:元道 通信、恒润股份、平治信息、亚康股 份、汇纳 科技、润 建股 份、首都在 线、云赛智联、莲 花健康、中贝通信、优刻得 等。风险提示:AI 应用落地进 程不及预 期;技术发 展不及 预期;宏观经 济风险。-0.200.20.40.623-Nov3-Feb16-Apr27-Jun7-Sep18-Nov计算 机 沪深300 Table_Title AI 崛起,算 力先 行 Table_ReportDate 计算机|行业深度报告|2023.11.23 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔 细阅 读本报 告最后 部分的 重要法 律声 明 目录 1 政策+技术双重驱动,智能算力需 求高增.1 1.1 政策支持 算力基础 设施高质 量发展.1 1.2 ChatGPT 掀起 AI 大模型热潮,拉升算力 需求.3 2 AI 服务器需求旺盛,算力租赁市场潜力大.7 2.1 中国 AI 服务器 水平位于 世界前 列.7 2.2 大算力高 成本,算力租赁 前景广阔.9 3 相关标的.13 4 风险提示.22 插图目录 图 1 通用 算 力、智能 算力与超 算算力介 绍.1 图 1 国内外 AIGC 产业化 情况.3 图 3 智算中 心分布情 况.5 图 4 近两年 全球算力 总体情况(EFLOPS).6 图 5 近两年 我国算力 规模情况(EFLOPS).6 图 6 中国人 工智能行 业渗透度.7 图 7 算力网 络产业链.8 图 8 2021 年 全球服务 器市场份 额占比情 况.8 图 9 2022 年 中国服务 器市场份 额占比情 况.8 图 10 2021 年全球 AI 服务器市场 份额占比 情况.9 图 11 2022 年中 国 AI 服务器市场份额 占比情况.9 图 12 算力需 求增长 趋势.10 图 13 英伟 达 2021 年 Q2-2023 年 Q2 数据 中心产品 营 业收入.12 图 14 浪潮信 息营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).14 图 15 浪潮信 息归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).14 图 16 紫光股 份营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).15 图 17 紫光股 份归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).15 图 18 神州数 码营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).16 图 19 神州数 码归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).16 图 20 中科曙 光营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).17 图 21 中科曙 光归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).17 图 22 恒润股 份营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).18 图 23 恒润股 份归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).18 图 24 平治信 息营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).19 图 25 平治信 息归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).19 图 26 云赛智 联营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).20 图 27 云赛智 联归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).20 图 28 莲花健 康营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).21 图 29 莲花健 康归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).21 图 30 元道通 信营业 收入(亿 元)及增 速(右轴).21 图 31 元道通 信归母 净利润(亿元)及 增速(右 轴).21 0YAZxOsPpMqRoQtQqNrOqR7NdNaQmOmMoMmPfQoPrQlOmOtP7NoPqMNZsQnRxNoMrP 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔 细阅 读本报 告最后 部分的 重要法 律声 明 表格目录 表 1 近年算 力市场相 关政策.2 表 2 人工智 能主要应 用领域.4 表 3 不同模 型训练的 参数量及 算力需求.10 表 4 国内大 模型训练 算力需求 测算.11 表 5 国内大 模型推理 算力需求 测算.11 表 6 上市公 司部署算 力租赁情 况.12 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 1 1 政策+技术 双重 驱动,智能 算力 需求 高增 1.1 政策 支持算力基 础设施高质量 发展 算力分为通用算力、智能算力和超算三种。其中智能算力即人工智能算力,是面向人工智能算法模型训练与运行服务的计算机系统能力。通常由 GPU、ASIC、FPGA、NPU 等各类专用芯片承担计算工作,在人工智能场景应用时具有性能更优、能耗更低等优点。图 1 通用 算力、智能 算力 与超 算算 力介 绍 资料 来源:2022 年中 国 算 力白 皮书,首创 证券 我国 算力发展规划 政策相继出 台,制度保障有力有 效。近年来,工信部加强规划引领、政策指引,与各方 协同配合、多措并举,着力构建高质量算力供给体系,不断提升算力基础设施综合能力,取得积极成效。2021 年,工信部出台 新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年),持续优化全国算力整体布局。国务院发布 关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知、数字中国建设整体布局规划 也 提出要 加快 构建算力、算法、数据、应用资源协同的全国一体化大数据中心 体系、系统 优化算力基础设施布局。2023年10 月,工业和信息化部、中央网信办、教育部、国家卫生健康委、中国人民银行、国务院国资委等六部门联 合印发算 力基础设施高质量发展行动计划,明确2025 年,算力规模超过300EFLOPS,智能算力占比达到35%,东西部算力平衡协调发展。在此基础上,各地市人民政府 相继出台多项政策举措,大力支持算力产业发展,全国上下已形成积极推动 算力产业快 速健康发展的良好局面。以成都为例,2022 年5 月10 日,“东数西算”国家 一体化大数据中心成渝枢纽节点样板工程、西南地区最大的人工智能计算中心 成都智算中心正式上线。成都智算中心包括人工智能算力平 台、城市智 脑平台和科研创新平台三大平台,项目总投资109 亿元。2023 年 1 月,成都市发布 围绕超算智算加快算力产业发展 的政策措施,通过推动以存储为主的老旧小散数据中心向存算一体高能级数据中心改造、建立以“算力券”为 核心的算力中心运营成本统筹 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 2 结算分担机制 等措施,推进建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。表 1 近 年算 力市 场相 关政 策 时间 发布单位/省市 文件名称 主要内容 2021.7 工信部 新型数 据中心 发展三年行 动计划(2021-2023 年)用 3 年时间,基 本形成 布局合 理、技 术先进、绿色 低碳、算力规 模与数字经 济增长 相适应 的新型 数据中 心发展 格局。总体 布局持续 优化,全国 一体化 算力网 络国家 枢纽节 点、省 内数据 中心、边缘数 据中心梯次 布局。2022.1 国家知识 产权局 关于印 发知识 产权公共服 务“十四五”规 划的通 知 加强国家 知识产 权大数 据中心 建设。依托全 国一体 化大 数据中心 体系,建设 国家知 识产权 大数据 中心,强化算 力统筹 和智 能调度。2022.1 国务院 关于印 发“十四五”数 字经济 发展规划的通知 推进云网 协同和 算网融 合发展。加快 构建算 力、算 法、数据、应 用资源协同 的全国 一体化 大数据 中心体 系。布 局全国 一体 化算力网 络国家枢纽 节点,建设数 据中心 集群,结合应 用、产 业等 发展需求 优化数据中 心建设 布局。加快实 施“东数西 算”工 程,推 进 云网协同 发展,提升 数据中 心跨网 络、跨 地域数 据交互 能力,加强 面向特定 场景的边缘 计算能 力,强 化算力 统筹 和 智能调 度。2022.6 上海市 上海市 数字经 济发展“十四五”规划 加快发展 智算产 业,建 设覆盖 人工智 能训练、推理 等关 键领域的 云端智能算 力集群,以及 覆盖计 算机视 觉、自 然语言 处理、智能语 音等重点技 术方向 的先进 算法模 型集群。2022.7 科技部等 六部门 关于加 快场景 创新以人工 智能高 水平应用促 进经济 高质量发展 的指导 意见 推动场景 算力设 施开放。鼓励 算力平 台、共 性技术 平台、行业训 练数据集、仿真训 练平台 等人工 智能基 础设施 资源开 放共 享,为人 工智能企业 开展场 景创新 提供算 力、算 法资源。鼓励 地方 通过共享 开放、服务 购买、创新券 等方式,降低 人工智 能企业 基础 设施使用 成本,提升 人工智 能场景 创新的 算力支 撑。2022.8 科技部、财政部 企业技 术创新 能力提升行 动方案(2022-2023 年)推动国家 超算中 心、智 能计算 中心等 面向企 业提供 低成 本算力服务。支持 建设一 批重大 示范应 用场景,鼓励 创新型 城市、国家自 创区、国家 高新区、国家 农高区、国家 新一代 人工智 能创 新发展试 验区等发布 一批应 用场景 清单,向企业 释放更 多场景 合作 机会。2022.9 河南省 河南省 元宇宙 产业发展行 动计划(2022-2025 年)的通知 构建多层 次算力 设施体 系。统 筹布局 算力基 础设施,构 建“超算智算边 缘计算 存储”多 元协同、数智 融合多 层次算 力 体系。提升国家超 级计算 郑州中 心发展 水平。推动郑 州、洛 阳、许昌、濮 阳建设全栈 国产化、自主 可控智 能计算 中心。2022.10 黑龙江省 黑龙江 省现代 信息服务业 振兴行 动方案(2022-2026年)的通 知 加快构建 新型算 力基础 设施。积极争 取建设 全国一 体化 算力网络 国家枢纽节 点,逐 步形成 计算能 力强、存储容 量大、安全 可靠、资 源可动态调 配、适 应不同 应用服 务的智 能绿色 算力集 群,打造面向 全国的非实 时性算 力保障 基地。新型算 力基础 设施合 理化 布局。持 续提升哈尔 滨算力 核心地 位,优 先支持 哈尔滨 建设大 型、超大型数 据中心。加 强存量 数据中 心绿色 集约化 改造。2023.1 成都市 成都市 围绕超 算智算加快 算力产 业发展的政 策措施 推进算力 赋能产 业发展。建立 以“算力券”为核 心的算 力 中心运营 统筹结算分 担机制,结合 区块链 等新技 术实现“算 力券”有 效监管。每年发放总 额不超过 1000 万元 的“算力券”,用 于支持 算力 中介服务 机构、科技 型中小 微企业 和创客、科研 机构、高校等 使用 国家超算 成都中心、成都智 算中心 算力资 源。2023.2 国务院 数字中 国建设 整体布局规 划 系统优化 算力基 础设施 布局,促进东 西部算 力高效 互补 和协同联动,引导 通用数 据中心、超算 中心、智能计 算中心、边 缘数据中 心等合理梯 次布局。整体 提升应 用基础 设施水 平,加 强传 统基础设 施数字化、智能化 改造。2023.2 北京市 关于北 京市推 动先进制造 业和现 代服务业深 度融合 发展的实施 意见 支持园区 加快计 算中心、算力 中心、工业互 联网、物联 网等基础 设施建设,建设园 区大脑、数字 孪生园 区。行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 3 2023.5 北京市 北京市 促进通 用人工智能 创新发 展的若干措 施 提升算力 资源统 筹供给 能力。组织商 业算力 满足紧 迫需 求,着力 发挥本市算 力资源 优势,实施算 力伙伴 计划;高效推 动新 增算力基 础设施建设,将新 增算力 建设项 目纳入 算力伙 伴计划,形 成规模化 先进算力供 给能力;针对 弹性算 力需求,通过 建设多 云算 力调度平台,实现 异构算 力环境 统一管 理、统 一运营,便利 创新 主体在不 同云环境上 无缝、经济、高效地 运行各 类人工 智能计 算任 务。2023.10 工信部等 算力基 础设施 高质量发展 行动计划 制定了到 2025 年的主 要发展 目标,提出了 完善算 力综合 供给体系、提升 算力高 效运载 能力、强化存 力高效 灵活保 障、深化算力 赋能行业应 用、促 进绿色 低碳算 力发展、加强 安全保 障能 力建设等 六方面重点 任务。资料 来源:政 府官 网,首创 证券 1.2 ChatGPT 掀起 AI 大模型 热潮,拉升 算力需求 ChatGPT 引起 AI 大模型 热潮,AI 算 力需求高增。2022 年 11 月 30 日,OpenAI 发布了ChatGPT 聊天机器人程序,2023 年3 月,发布新一代语言模型GPT-4,自此AI 进入“大模型时代”。与此同时,国内大模型也陆续正式上线。8 月31 日,百度、字节、商汤、中科院旗下紫 东太初、百川智能、智谱华章等8 家企业/机构的大模型,位列首批通过 生 成式人工智能服务管理暂行办法备案的名单,正式上线开始面 向公众提供 服务。据百度官方平台数据显示,文心一言开放 首日下载 量破百万,回答了3342 万个问题。图 1 国 内外 AIGC 产业化情况 资料 来源:2023 智能 算力 发展 白皮 书,首 创证 券 AI 大模型在 垂直领域应 用 空间广阔。与此同时,AI 大模型的衍生应用也层出不穷,医疗健康、游戏开发、教育、法 律、金融等各个领域均有相应的垂直领域生成式人工智能应用。例如在办公 软件方面,微软将人工智能大语 言 模 型 技 术 引 入 Office 应 用 程 序,推 出 AI 助手Microsoft 365 Copilot,帮助用户提高办公生产力;医疗方面,香港中文大学(深圳)和深圳市大数据研究院团队训练 并开源了名为 HuatuoGPT(华佗 GPT)的新型医疗大模型,主要应用于医疗咨询和情感 陪伴,包括 患者培训、健康咨询、就医分 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 4 诊等。表 2 人 工智 能主 要应 用领 域 应用领域 应用效果 应用 接入模型 办公 软件 智能化文 件管理 和分类、自动 化文章 生成、智能排版、电子 邮件过 滤和摘 要生成 等 微软 GPT-4 医疗 疾病诊断、药物 研发、医疗影 像分析、健康管理和个 性化医 疗等 华佗 ChatGPT 华佗 GPT 教育 智能化学 生学习 和作业 辅导、自动生 成试卷和考试科 目、智 能化评 估学生 表现等 多邻国、可汗学 院 GPT-4 法律 智能化法 律文书 撰写、合同审 查、纠 纷解决、识别 潜在风 险点等 ChatLaw ChatLaw 法律大模 型 金融 智能化金 融数据 分析和 预测、自动化 风险管理和交易 建议、自动化 财务报 告等 Bloomberg Bloomberg GPT 交通 智能设计 路线出 行方法、信号 控制动 态路线引导、交 通规划 决策支 持系统 等 百度 文心交通 大模型 电商 推荐系统、广告 内容生 成、商 品描述 生成等 Shopify ChatGPT 资料 来源:神 策研 究院,首 创证 券 我国 算力规模持续 壮大,智能 算力保持高 速增长。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,根据工信部数据,截至 2022 年底,我国基础设施算力规模达到180EFlops,位居全球第二。行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 5 图 3 智 算中 心分 布情 况 资料 来源:新 京智 库,首创 证券 根据 2022-2023 全球计算力指数评估报告 显示,IT 支出每投入 1 美元,可以拉动 15 美元的数字经济产出,同时也可拉动 29 美元的 GDP 产出。换言之,国家的计算力指数每提高1 点,数字经济将增长3.6,GDP 将增长1.7。根据 2023 智能算力发展白皮书 显示,全球 智能算力的 总体情况呈现快速增长趋势。截至2022 年底,全球算力总规模达到650EFLOPS,其中,通用 算 力 规 模 为 498EFLOPS,智 能 算 力 规 模 为 142EFLOPS,超 算 算 力 规 模 为10EFLOPS。智能算力规模同比增加了25.7,占比达21.9。IDC 预测,全球 AI 计算市场规模从 2022 年的 195.0 亿美元 增长到 2026 年的 346.6 亿美元,年复合增长率将达到15.5%。行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 6 图 4 近 两年 全球 算力 总体 情况(EFLOPS)资料 来源:2023 智能 算力 发展 白皮 书,首 创证 券 作为数字经济时 代的重要生 产力,2022 年我 国算力核心产业 规模已达到1.8 万亿元。算力规模方面,截至2022 年底,中国算力总规模为180EFLOPS,排名位居全球第二。其中,通用算力规模为 137EFLOPS,智能算力规模为41EFLOPS,超算算力规模为2EFLOPS。中国智能算力正处于高速增长阶段,智能算力规模同比增加了41.4,占比达22.8,超过全球整体智能算力25.7的增速。图 5 近 两年 我国 算力 规模 情况(EFLOPS)资料 来源:2023 智能 算力 发展 白皮 书,首 创证 券 目前,互联网行业依然是人工智能应用渗透度和投资最高的行业,金融、政府、电信、制造等领域也在加速 渗透。未来,智能算力的发展具有六大趋势:一是人工智能加速渗透,多样 化场景催生 多元化算力需求;二是政策驱39811310498142100100200300400500600通用算 力 智能 算 力 超算算 力2021年 2022年109292137412020406080100120140160通用算 力 智能算 力 超算算 力2021 年 2022 年 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 7 动,智能算力低碳发展成硬性要求;三是边缘 智能应运而生,边缘计算与人工智能融合发展;四是智算中心建 设加速,以 应对高质量算力需求;五是模型规模不断扩展,海量多元化数据急需巨量化算力;六是自主学习能力提升,推动算力实现更高层次的智能。图 6 中 国人 工智 能行 业渗 透度 资料 来源:2023 智能 算力 发展 白皮 书,首 创证 券 2 AI 服务 器 需 求 旺盛,算 力租 赁市 场潜力 大 2.1 中国 AI 服 务器水平 位于世界前 列 中国算力网络产业链上游为软硬件及设备;中游为算力网络及平台,包括AI 计算、边缘计算、IDC 服务、网络设备、网络平台、算力安全等;下游应用于互联网、政府、服务业、电信业、金融业、制造业、教育等领域。82555045403835313025836252514540383533270102030405060708090互联网 金融 政府 电信 制造 服务 交通 医疗 能源 教育2021 年 2022年 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 8 图 7 算力 网络 产 业链 资料 来源:中 商产 业研 究院,首 创证 券 上游 服务器厂商:典型服务器厂商包括海外厂 商 戴尔、惠普等 服务器厂商,国产服务器厂商 浪潮信息、新 华三、超聚 变等,其中海外服务器厂商在全球市场份额 领先。国内服务器市场方面,根据 IDC 发布的2022 年中国服务器市场跟踪报告,2022 年中国服务器市 场份额排名前三位的分别是浪潮信息(28.1%)、新华三(17.2%)和超聚变(10.1%)。图 8 2021 年全 球 服 务器 市场 份额 占比 情况 图 9 2022 年中 国服 务器 市场 份额 占比 情况 资料 来源:观 研天 下,首创 证券 资料 来源:IDC,首创 证券 与整 体服务器市场 相比,中国 AI 服 务器水平位于 世界前列。主要玩家Dell,15.40%HPE/新华三,8.60%浪潮,8.90%联想,6.40%其他,60.70%浪潮,28.10%新华三,17.20%超聚变,10.10%宁畅,6.20%中兴,5.30%Dell,5.10%联想,4.90%ODM Direct,6.10%其他,17.00%行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 9 有浪潮、联想、新华三、华为等厂商,海外厂商为戴尔、HPE、IBM 等。2022年,浪潮 AI 服务器全球市场份额连 续 3 年位居 第一。2022 年中国 AI 服务器市场中(按销售额),浪潮市场份额占比约为 47%,排名第一。其次分别为,新华三、宁畅、安擎、坤前、华为,占比分别为 11%、9%、7%、6%、6%。以海 光和昇腾 为代 表的国产 AI 服务 器 快速发展。国产服务器以海光和昇腾为代表,华为与包括宝德、华 鲲振宇、神 州数码等 众多 主流厂商合作,内容涵盖昇腾 AI 训练服务器、推理 服务器。中科曙光服务器搭载海光 DCU,神州数码、拓维信息、四川长虹基于华为“鲲鹏+昇腾”生产 AI 服务器。随着国产化替代以及技术迭代,未来国内市场华为系 AI 服务器占比有望提升。图 10 2021 年 全球 AI 服务器市场 份额 占比 情况 图 11 2022 年 中国 AI 服务器市 场份 额占 比情 况 资料 来源:IDC,首创 证券 资料 来源:中 商情 报网,首 创证 券 中游 IDC 服务 商:产业链中游的 IDC 服务提供商包括基础电信运营商以及第三方IDC 服务商,传统IDC 业务包括 机 柜租赁、带宽服务及增值服务,在AI 算力需求高增背景下,算力租赁 模式兴起,传统IDC 服务商或者增加算力租赁业务,部分企业则通过新建 智算中心 提供算力租赁服务,其中包括云赛智联、鸿博股份、恒润股份、中贝通信等多家企业。2.2 大算力高 成本,算力租 赁 前景广阔 AI 大模型预 训练数据 量呈现指数 级增长。GPT 模型最早的版本可追述到 2018 年,OpenAI 发布的 GPT-1 模型参数量 为 1.17 亿,19 年 2 月发布的GPT-2 参数量为 15 亿,而 20 年 5 月的 GPT-3,参数量达到了 1750 亿,对应的预训练数据量也 呈现指数级增长,从5G 增长 至45TB,GPT-3 所需要的算力达到3640PFlop/s-day。浪潮,20.88%Dell,12.96%HPE,9.23%联想,5.79%IBM,4.14%新华三,4.02%其他,42.98%浪潮47%新华三11%宁畅9%安擎7%坤前6%华为6%其他14%行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 10 图 12 算 力需 求增 长趋 势 资料 来源:智 能计 算的 最新 进展、挑 战和 未来,首创 证券 ChatGPT 的 算 力 需 求 场 景 可 以 根 据 实 际 应 用 进 一 步 拆 分 为 预 训 练、Fine-tune 和日常运营三个阶段。预训练 阶段 通过大量无标注的文本数据来训练模型的基础语言能力,得到基础大模型,例如 GPT-1、GPT-2 和 GPT-3。Fine-tune 阶段在基础大模型的基础上,进行 监督学习、强化学习和迁移学习等二次或多次训练,以优化调整 模型参数量。日常运营阶段基于用户输入信息,加载模型参数进行推理计算,并实现最终结果的反馈输出。据 OpenAI,训练一次 13 亿参数的 GPT-3XL 模型需要的全部算力约为27.5PFlop/s-day,训练一次 1746 亿 参 数 的 GPT-3 模型需要的算力约为3640PFlop/s-day。据Lambda,使用训练一 次1746 亿参数的GPT-3 模型所需花费的算力成本超过460 万美元,假设单位成本 固定,单位算力成本约为1264美元/(PFlop/s-day)。表 3 不同 模型 训练 的参 数量 及算 力需 求 模型 总训练计算量(PF-days)总训练计算量(flops)参数(M)训练 tokens(十亿)T5-Small 2.08E+00 1.80E+20 60 1,000 T5-Base 7.64E+00 6.60E+20 220 1,000 T5-Large 2.67E+01 2.31E+21 770 1,000 T5-3B 1.04E+02 9.00E+21 3,000 1,000 T5-11B 3.82E+02 3.30E+22 11,000 1,000 BERT-Base 1.89E+00 1.64E+20 109 250 BERT-Large 6.16E+00 5.33E+20 355 250 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 11 RoBERTa-Base 1.74E+01 1.50E+21 125 2,000 RoBERTa-Large 4.93E+01 4.26E+21 355 2,000 GPT-3 Small 2.60E+00 2.25E+20 125 300 GPT-3 Medium 7.42E+00 6.41E+20 356 300 GPT-3 Large 1.58E+01 1.37E+21 760 300 GPT-3 XL 2.75E+01 2.38E+21 1,320 300 GPT-3 2.7B 5.52E+01 4.77E+21 2,650 300 GPT-3 6.7B 1.39E+02 1.20E+22 6,660 300 GPT-3 13B 2.68E+02 2.31E+22 12,850 300 GPT-3 175B 3.64E+03 3.14E+23 174,600 300 资料 来源:Language Models are Few-Shot Learners,首创 证 券 国内 大模型单 次预训练 成本 近 亿 元。中国人 工智能大模型地图研究报告显示,目前,中国 10 亿参数规模以上的 大模型已经发布了 79 个,在全球占比很高。假设国内参数 2000 亿规模的大 模型有 30 个,预训练算力成本约为125000 PFlop/s-day,训练时间以10 天为 例,则需要搭载8 片A100/H800的服务器(单机可提供 5PFlops/16PFlops 的 AI 计算性能)不少于 2500 台/780 台,预计服务器成本 约20-25 亿元。而随 着模型 普及度 不断增加,日常运营的算力需求也将显著增加。表 4 国 内大 模型 训练 算力 需求 测算 芯片类型 算力需求(PFlop/s-day)单个服务器算力 运算时间 所需服务器数量(台)A100 125000 5P 10 日 2500 A100 125000 5P 20 日 1250 H800 125000 16P 10 日 780 H800 125000 16P 20 日 390 资料 来源:Language Models are Few-Shot Learners,首 创证 券测 算(注:假设 国内 参数 2000 亿规 模的大 模型有 30 个)OpenAI Scaling Laws for Neural Language Models 指出,每个token的训练成本通常约为6N,其中 N 是大模型的参 数数量,而每个token 的推理成本通常约为2N。我们假设 国内2000 亿参数 大模型日活用户 达到5000 万的数量有10 家,每人平均1000 字,单日合计5000 亿字(约10000 亿tokens),则单日算力需求约为4.0E+23flops,假设高峰 需求可达到5 倍2.0E+24flops(23148 PFlop/s-day),需要A100/H800 服务器4630 台/1447 台,对应 服务器成本约30-40 亿元。表 5 国 内大 模型 推理 算力 需求 测算 项目 假设 1 假设 2 参数(亿)2000 2000 活跃用户数(万)5000 10000 人均字数 1000 1000 人均 tokens 2000 2000 大模型数量 10 10 行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 12 算力需求(flops)4.00E+23 8.00E+23 高峰算力需求(flops)2.00E+24 4.00E+24 所需服务器数量:A100 4630 9259 H800 1447 2894 资料 来源:Scaling Laws for Neural Language Models,首 创证 券测 算 AI 应用 的 高成本高能 耗,使得 中小企业 产生 大量算 力租赁需求。AI 大模型的训练和运营带来的算力需求有望推动AI 服务器出货量快速上升。从上游芯片供应情况来看,英伟达 2023Q2 业绩显著超预期,营收同比+101%,环比+88%,其中 数据中心业务营收 同比+171%,环比+141%,验证了开发生成式AI 和大语言模型领域算力需求爆发。图 13 英 伟达 2021 年 Q2-2023 年 Q2 数据 中心 产品 营业 收入 资料 来源:英 伟达 财报,首 创证 券 与此 同时,AI 服务 器的高成本 高电耗特点,使得 算力租赁 需求 应运而生。大型互联网企业、AI 龙头企业具备 较多的GPU 算力芯片储备,多数通过自建满足算力需求,而中小企业在 开发AI 垂直 类小模型过程中则产生算力租赁需求。同时,像高校 科研院所、政府的智慧 城市项目 也有算力租赁需求。2023 年 5 月,上海市发布 上海市加大 力度 支持民间投资发展若干政策措施,明确提出“鼓励民间资本投资 新型基础 设施”,表示将推动“补需方”改革,支持高校、科研机构、国有 企业通过政 府采购、租用等方式使用民间投资的数据储存和算力资源;推动 政府部门租 用民间投资专用算力支持大语义学习、元宇宙、时空底图等专业 场景应用。截至目前,已有具备算力实力的厂商正在加紧进行智算中心的布局,或通过与算力公司合作运营的形式进入算力赛道,部署算力租赁业务。表 6 上 市公 司部 署算 力租 赁情 况 公司 公司算力租赁情况 242933383838364310335.05%54.53%71.47%83.11%60.86%30.55%10.82%14.24%171.23%15.53%24.09%11.14%14.92%1.49%0.71%-5.66%18.47%140.97%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%200%0204060801001202021Q2 2021Q3 2021Q4 2022Q1 2022Q2 2022Q3 2022Q4 2023Q1 2023Q2数据中心产品营收(亿 元,USD)同比增长(%)环比增长(%)行业深度报告 证券研究报告 请务必仔细阅 读本报 告最后 部分 的重要 法律声 明 13 鸿博股份 公司与中 关村中 恒文化 科技创 新服务 联盟、英伟达 公司、北京英 博数科 科技有 限公司 签订四方合作协 议,在 北京市 共同合 作成立 北京AI 创新 赋能中 心,主要 业务为:算力 出租、云资源采购一站 式服务,人工 智能教 育培训 以及产 业实验 室。利通电子 公司与世 纪珑腾、世纪 利通签 署增资 协议,持有世 纪利 通90%股权,世纪珑 腾持有10%股权。世纪利通 主营业 务为购 买服务 器相关 设备后 提供AI 算力 租赁服务,其AI 算力 租赁业 务全部部署在腾 讯长三 角人工 智能超 算中心 及深圳 弈峰科 技光 明5G 大数据中 心,已 经签署255 台GPU 服务器的 采购协 议,预 计今年9 月 后可以 开始到 货。协鑫能科 8 月27 日协鑫智算(苏州)中心 正式运 行并开 放算力 出 租平台,该算力 出租平 台已正 式上线,并已 开放算 力资源 的申请 通道,具备1000P 算 力规 模。元道通信 拟携手中 国移动 等主要 客户进 行共同 合作投 资建设 智能 算力中心,公司 将进行 硬件方 面投入,中国 移动等 主要客 户进行 机房、网络方 面投入。恒润股份 8 月2 日,公司与上 海六尺 共同 出资设 立了合 资公司 上 海润六尺。8 月11 日,恒 润股份 发布公告,公 司控股 子公司 上海润 六尺拟 收购上 海六尺 持有 的芜湖六 尺智算 科技有 限公司 100%股权,推动 芜湖集 群首个 大规模 智算中 心项目 建设。汇纳科技 与算力公 司并济 科技成 立合资 公司,提供人 工智能 算力 租赁服务 器,双 方约定 并济科 技将不超过200 台英伟达A100 系列 服务器 授权