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20240514_山西证券_通信行业数据中心液冷专题报告:高增长AI算力呼唤高效液冷国产液冷全链条崛起_32页.pdf

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20240514_山西证券_通信行业数据中心液冷专题报告:高增长AI算力呼唤高效液冷国产液冷全链条崛起_32页.pdf

请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 1通 信 数 据 中 心 液 冷 专 题 报 告 领 先 大 市-A(维 持)高增 长 A I 算力 呼唤 高效液 冷,国产液 冷全链 条崛 起2 0 2 4 年 5 月 1 4 日 行 业 研 究/行 业 深 度 分 析通信板块 近一年市 场表现资料来源:最闻相 关 报 告:【山 证 通 信】D e e p S e e k-V 2 发 布 展 现 国产 大 模 型 实 力,国 产 万 卡 级 群 迎 新 投 资机 会-周 跟 踪(2 0 2 4 0 5 0 6-2 0 2 4 0 5 1 0)2 0 2 4.5.1 3【山证通信】山西证券通信行业周跟踪:北美 C S P 发布财报,A I 建设拉动资本开支指引 2 0 2 4.4.2 9分析 师:高宇洋执业登记编码:S 0 7 6 0 5 2 3 0 5 0 0 0 2邮箱:g a o y u y a n g s x z q.c o m张天执业登记编码:S 0 7 6 0 5 2 3 1 2 0 0 0 1邮箱:z h a n g t i a n s x z q.c o m投 资 要 点:液 冷 是 解 决“算 力 热”与“散 热 焦 虑”问 题 的 最 优 解。全 球 A I 算 力 快速 增 长,且 芯 片 T D P 功 率 持 续 提 升,A I 算 力 到 2 0 2 6 年 将 超 4 0 G W,占 数 据中 心 总 能 耗 超 4 0%,将 成 为 数 据 中 心 能 耗 爆 发 的 主 要 推 手。T C O 角 度 来 看,当 前 冷 板 液 冷 综 合 O P E X 较 风 冷 已 具 备 优 势;且 政 策 对 数 据 中 心 P U E 要 求趋 于 严 格,液 冷 作 为 最 优 解 有 望 迎 来 加 速 渗 透,以 H 1 0 0 机 柜 为 例,液 冷 方案 下 P U E 仅 为 1.1,较 风 冷 降 低 约 2 7%,3 年 周 期 下 液 冷 方 案 可 较 风 冷 节 省成 本 约 6 万 美 元。头 部 厂 商 引 领 液 冷 渗 透 率 迅 速 提 升。英 伟 达 率 先 开 启 液 冷 A I 算 力 时 代,在 液 冷 配 置 下,B 2 0 0 芯 片 在 满 负 荷 运 作 时 的 热 输 出 可 以 达 到 1 2 0 0 W,A I 算 力可 达 2 0 p e t a F L O P S(F P 4);新 一 代 计 算 单 元 G B 2 0 0 N V L 7 2 采 用 了 液 冷 机 架 级解 决 方 案,使 成 本 和 能 耗 降 低 2 5 倍。华 为 昇 腾 9 1 0 系 列 液 冷 版 本 性 能 提 升明 显,已 实 现 A I 计 算 中 心 全 栈 液 冷 交 付。A t l a s 9 0 0 超 级 计 算 机 采 用 了 混 合液 冷 方 案,实 现 了 超 过 9 5%的 液 冷 占 比,总 算 力 达 到 2 5 6 P 1 0 2 4 P F L O P S F P 1 6。电 信 运 营 商 提 出 液 冷 三 年 愿 景,计 划 到 2 0 2 5 年 保 证 5 0%以 上 项 目 规 模 应 用。在 冷 板 式、浸 没 式、喷 淋 式 三 种 技 术 路 线 中,我 们 认 为 冷 板 式 液 冷 在 当前 最 具 性 价 比、成 熟 度 最 高,有 望 成 为 未 来 主 流 路 线。我 们 预 计,到 2 0 2 8年 冷 板、浸 没 式 液 冷 数 据 中 心 市 场 空 间 分 别 可 达 6 4 1、2 5 6 亿 元,5 年 C A G R分 别 为 4 5%、7 8%;2 0 2 8 液 冷 板&管 路 的 市 场 空 间 合 计 有 望 接 近 5 3 3 亿 元,5 年 C A G R 有 望 达 5 2%。在 数 据 中 心 中,冷 板 式 液 冷 核 心 部 件 包 括 一 次 侧 的冷 却 塔,二 次 侧 的 液 冷 板、m a n i f o l d、快 速 接 头,以 及 用 于 连 接 一、二 次 侧的 C D U。浸 没 式 液 冷 机 柜 主 要 结 构 有 服 务 器 设 备、液 体 循 环 管 道、泵 浦、监 控 系 统 以 及 电 气 控 制 系 统,关 键 部 件 包 括 冷 却 介 质、热 交 换 器 和 二 次 冷 却设 备。一 次 侧 成 本 比 例 约 为 6 0-7 0%,二 次 侧 约 为 3 0-4 0%,对 应 2 0 2 8 年 一 次侧、二 次 侧 的 市 场 空 间 分 别 有 望 超 5 8 3、3 1 4 亿 元,5 年 C A G R 有 望 达 5 1%。重 点 公 司 关 注逻 辑 一:服 务 器 厂 商 的 冷 板、管 路 通 常 采 用 O D M 代 工 方 式,定 制 性 强,与主 流 服 务 器 厂 商 有 合 作 经 验 的 厂 商 有 望 直 接 受 益 于 液 冷 渗 透 率 提 升 的 线 性增 长,建 议 关 注 飞 荣 达(华 为 链)、科 创 新 源(海 外 链)。逻 辑 二:液 冷 服 务器+液 冷 机 柜 是 液 冷 数 据 中 心 渗 透 率 早 期 的 交 付 主 流 模 式,有 望 受 益 于 数 据中 心 改 造、新 建 数 据 中 心 等,建 议 关 注 英 维 克、高 澜 股 份、申 菱 环 境。逻 辑三:数 据 中 心 基 础 设 施 整 体 解 决 方 案 主 要 受 益 于 新 建 I D C,建 议 关 注 曙 光 数行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 2创、中 兴 通 讯、浪 潮 信 息、紫 光 股 份。逻 辑 四:包 电 类 型 的 I D C 毛 利 率 可 能受 益 于 液 冷 I D C 的 低 P U E,更 有 机 会 取 得 大 型 智 算 中 心 客 户、大 型 互 联 网&云 计 算 客 户 的 托 管 服 务 订 单,建 议 关 注 润 泽 科 技、奥 飞 数 据。风 险 提 示:英 伟 达、华 为 等 头 部 A I 芯 片 厂 商 液 冷 散 热 渗 透 率 不 及 预 期;国内 液 冷 数 据 中 心 改 造 和 新 建 进 度 不 及 预 期;地 缘 政 治 风 险 导 致 海 外 液 冷 服 务器 国 内 配 套 公 司 市 场 份 额 下 降;产 能 扩 张 过 快 导 致 冷 板 等 价 格 竞 争 超 出 预期,毛 利 率 下 降。ZXAZwPqNpMmNtNoNmRqPqR7NdN9PmOoOtRsOkPrRnQeRnMqN8OnNvMMYmNyRNZmRwP行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 3目 录1 数 据 中 心“算 力 热”与“散 热 焦 虑”,头 部 厂 商 引 领 液 冷 渗 透 率 快 速 提 升.61.1 G P U 算 力 爆 发 增 长 下 全 球 数 据 中 心 能 耗 快 速 提 升.61.2 液 冷 具 有 综 合 O P E X 优 势,或 加 速 在 数 据 中 心 渗 透.71.3 英 伟 达、华 为、运 营 商 等 引 领 液 冷 产 业 快 速 发 展.1 12 解 读 液 冷 产 业 链 环 节,冷 板 式 液 冷 有 望 率 先 渗 透.1 42.1 液 冷 具 有 冷 板 式、浸 没 式、喷 淋 式 三 种 技 术 路 线,冷 板 式 当 前 最 具 性 价 比.1 42.2 冷 板 式 液 冷 产 业 链 环 节.1 82.3 浸 没 式 液 冷 产 业 链 环 节.2 03 投 资 机 会:国 内 液 冷 全 产 业 链 受 益.2 23.1 服 务 器 内 市 场:配 套 O D M 订 单 形 式,直 接 受 益 I T 设 备 液 冷 渗 透 率 提 升.2 23.2 二 次 液 冷 设 备:项 目 制,受 益 于 新 建 A I 数 据 中 心 和 存 量 政 策 性 改 造.2 53.3 数 据 中 心 基 础 设 施 整 体 解 决 方 案:项 目 制,主 要 受 益 于 新 建 I D C.2 73.4 I D C:液 冷 渗 透 率 高 的 I D C 将 更 好 享 受 A I 业 务 增 长 红 利.2 94 风 险 提 示.3 0图 表 目 录图 1:A I 算 力 可 预 期 的 未 来 将 逐 季 环 比 增 长.6图 2:主 力 G P U 厂 商 的 芯 片 功 耗 持 续 上 升.6图 3:S e m i a n a l y s i s 对 全 球 数 据 中 心 能 耗 结 构 的 观 点.7图 4:S&P G l o b a l 对 全 球 数 据 中 心 能 耗 结 构 的 观 点.7图 5:水 的 比 热 更 大,液 冷 能 有 效 散 热.8图 6:当 机 柜 密 度 大 于 2 0 k w 时 需 要 采 用 液 冷 散 热.8图 7:采 用 芯 片 级 冷 板 液 冷 方 案 整 体 T C O 较 风 冷 具 备 明 显 优 势.8行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 4图 8:数 据 中 心 能 耗 分 布.9图 9:某 液 冷 数 据 中 心 能 耗 分 布.9图 1 0:制 冷 散 热 设 备 是 数 据 中 心 基 础 设 施 投 资 占 比 较 大 的 部 分.1 0图 1 1:华 为 昇 腾 液 冷 人 工 智 能 模 块 化 数 据 中 心 已 经 批 量 交 付.1 3图 1 2:液 冷 系 统 通 用 架 构 原 理 图.1 6图 1 3:冷 板 式 液 冷 系 统 原 理 图.1 6图 1 4:单 相 浸 没 式 液 冷 原 理 图.1 6图 1 5:喷 淋 式 液 冷 原 理 图.1 6图 1 6:液 冷 给 机 房 配 套 带 来 的 变 化.1 7图 1 7:风 冷、冷 板 液 冷、单 相 浸 没 式 液 冷 T C O 分 析.1 7图 1 8:冷 板 式 液 冷 系 统 结 构.1 9图 1 9:C D U 的 原 理 结 构.2 0图 2 0:单 相 浸 没 式 液 冷 系 统 结 构.2 1图 2 1:单 相 浸 没 式 液 冷 机 柜 典 型 结 构.2 1图 2 2:中 国 液 冷 服 务 器 市 场 快 速 增 长.2 2图 2 3:中 国 液 冷 服 务 器 市 场 份 额.2 2图 2 4:C P U 液 冷 模 组 图 示.2 3图 2 5:全 液 冷 服 务 器 节 点 结 构.2 3图 2 6:人 工 智 能 液 冷 服 务 器 冷 板 设 计 方 案 图 示.2 3图 2 7:G P U 冷 板 模 组 设 计 示 意 图.2 3图 2 8:液 冷 不 同 交 付 模 式 示 意 图.2 5图 2 9:公 司 世 纪 互 联 新 建 太 仓 国 际 车 联 网 大 数 据 产 业 园 二 期 项 目 案 例.2 8图 3 0:公 司 哔 哩 哔 哩 常 熟 液 冷 机 房 项 目 案 例.2 8xmrpjmOK1PwypxpIwopdlZKvZxvDHl7CnYBIQwX/6MP/1fY6Sg3meSK3qcko8gu8 行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 5表 1:风 冷、液 冷 对 比.1 0表 2:英 伟 达 B 2 0 0、H 1 0 0、A 1 0 0(8 0 G B)对 比.1 1表 3:英 伟 达 G B 2 0 0 N V L 7 2 与 G B 2 0 0 参 数.1 2表 4:华 为 A t l a s 8 0 0 训 练 服 务 器 风 冷、液 冷 对 比.1 2表 5:电 信 运 营 商 未 来 三 年 规 划.1 4表 6:冷 板 式、浸 没 式、喷 淋 式 液 冷 技 术 比 较.1 5表 7:全 球 数 据 中 心 服 务 器 液 冷 市 场 规 模 测 算.1 7表 8:液 冷 行 业 仍 处 在 发 展 早 期,行 业 主 要 参 与 者 分 为 三 大 类.1 8行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 61 数 据 中 心“算 力 热”与“散 热 焦 虑”,头 部 厂 商 引 领 液 冷 渗 透 率 快速 提 升1.1 G P U 算力 爆发 增长 下全 球数 据中 心能 耗快 速提 升全 球 A I 算 力 快 速 增 长,且 芯 片 T D P 功 率 持 续 提 升,为 数 据 中 心 制 冷 带 来 挑 战。根 据 S e m i A n a l y s i s 数据,2 0 2 3 Q 3-Q 4 A I 算 力 环 比 增 速 保 持 在 7 0%以 上,预 计 从 2 0 2 4 Q 1 开 始,A I 算 力 每 季 度 环 比 增 速 还 将 维 持在 3 0%-6 0%。除 全 球 A I 算 力 高 增,各 大 芯 片 厂 商 的 T D P 功 率 也 在 飞 速 提 升,根 据 S&P G l o b a l 数 据,2 0 1 7年 主 流 芯 片 厂 商 T D P 仅 为 2 0 0 w 左 右,到 2 0 2 3 年,一 般 G P U 的 T D P 已 经 达 到 3 5 0-7 0 0 W,N V I D I A 新 一 代B 1 0 0 功 耗 甚 至 超 过 1 0 0 0 W。图 1:A I 算 力 可 预 期 的 未 来 将 逐 季 环 比 增 长 图 2:主 力 G P U 厂 商 的 芯 片 功 耗 持 续 上 升资 料 来 源:S e m i A n a l y s i s,山 西 证 券 研 究 所 资 料 来 源:C D C C,S&P,山 西 证 券 研 究 所A I 服 务 器 出 货 量 将 迎 来 高 增,A I 数 据 中 心 将 成 为 数 据 中 心 能 耗 爆 发 的 主 要 推 手。根 据 T r e n d F o r c e,2 0 2 3年 全 球 A I 服 务 器(包 含 搭 载 G P U、F P G A、A S I C 等)出 货 量 将 接 近 1 2 0 万 台,同 比+3 8.4%,占 整 体 服 务器 出 货 量 的 比 重 约 9%,预 计 2 0 2 4 年 占 比 将 达 到 1 2.1%,对 应 出 货 量 1 6 5 万 台,同 比+3 7.7%。A I 服 务 器 出货 量 激 增 带 来 数 据 中 心 能 耗 爆 发,根 据 S e m i A n a l y s i s 数 据,2 0 2 3-2 0 2 6 年,全 球 数 据 中 心 能 耗 将 从 4 9 G W 增至 9 6 G W,3 年 C A G R 超 2 5%,其 中 A I 算 力 能 耗 将 迎 来 结 构 性 激 增,到 2 0 2 6 年 将 超 4 0 G W,占 数 据 中 心总 能 耗 超 4 0%。G e n A I 推 动 数 据 中 心 快 速 扩 容,根 据 S&P G l o b a l 假 设,保 守 情 况 下,如 果 A I 数 据 中 心 采 用H 1 0 0 或 以 上 的 G P U,对 应 芯 片 功 耗 4 0 0-7 0 0 W,利 用 率 为 6 0%,则 为 了 支 持 G P U 的 增 量,2 0 2 8 年 需 额 外增 加 的 数 据 中 心 容 量 将 超 2 1 G W;根 据 2 0 2 3 年 初 确 认 的 数 据 中 心 增 量,若 假 设 其 中 已 有 2 0%是 G P U 负 载,行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 7则 2 0 2 8 年 G P U 芯 片 带 来 的 数 据 中 心 净 新 增 容 量 也 将 接 近 1 7 G W。图 3:S e m i a n a l y s i s 对 全 球 数 据 中 心 能 耗 结 构 的 观点图 4:S&P G l o b a l 对 全 球 数 据 中 心 能 耗 结 构 的 观 点资 料 来 源:S e m i A n a l y s i s,山 西 证 券 研 究 所 资 料 来 源:C D C C,S&P,山 西 证 券 研 究 所1.2 液冷 具有 综合 O P E X 优势,或 加速 在数 据中 心渗 透芯 片 T D P 和 机 柜 容 量 持 续 提 升,传 统 风 冷 需 要 向 液 冷 过 渡。根 据 S&P G l o b a l 数 据,当 T D P 达 2 0 0-3 0 0 W时,散 热 系 统 需 要 特 殊 的 气 流 管 理、更 大 的 散 热 片 以 及 更 高 的 风 扇 体 积 和 转 速;当 T D P 达 3 5 0-4 0 0 W 时,风 冷 服 务 器 散 热 逐 渐 接 近 极 限,导 热 系 数 更 高 的 液 冷 将 成 为 必 然 选 择。N V I D I A 新 一 代 B 1 0 0 功 耗 可 能 超 过1 0 0 0 W,意 味 A I 算 力 所 需 机 柜 功 率 更 高,根 据 2 0 2 1-2 0 2 2 年 度 中 国 数 据 中 心 基 础 设 施 产 品 市 场 总 报 告 和 立 鼎 产 业 研 究 网 数 据,我 国 约 9 0%以 上 的 机 柜 功 率 密 度 在 1 5 k W 以 下,但 未 来 主 流 机 柜 功 率 预 计 会2 5 k W-5 0 k W/柜,甚 至 更 高。而 液 冷 技 术 以 其 低 P U E(冷 板 式 液 冷 P U E 1.2、浸 没 式 液 冷 技 术 P U E 1.1,节能 2 0%-3 0%以 上)、满 足 高 密 度 部 署(降 低 占 地 和 建 设 成 本)、服 务 器 运 行 更 加 安 全 可 靠(C P U 温 度 低 至 6 5 以 下)、全 年 全 地 域 适 用 等 优 势,有 望 解 决 能 耗 和 散 热 发 展 瓶 颈。行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 8图 5:水 的 比 热 更 大,液 冷 能 有 效 散 热 图 6:当 机 柜 密 度 大 于 2 0 k w 时 需 要 采 用 液 冷 散 热资 料 来 源:维 谛 技 术 数 据 中 心 液 冷 解 决 方 案 白 皮书,山 西 证 券 研 究 所资 料 来 源:维 谛 技 术 数 据 中 心 液 冷 解 决 方 案 白 皮书,山 西 证 券 研 究 所驱 动 液 冷 规 模 应 用 关 键 是 T C O(全 生 命 周 期 成 本),当 下 冷 板 式 液 冷 综 合 O P E X 已 经 较 风 冷 具 备 优 势。根 据 S u p e r m i c r o 数 据,以 H 1 0 0 为 例,冷 板 液 冷 建 设 费 用 较 风 冷 方 案 高 约 3 万 美 元;由 于 不 需 要 风 扇,液 冷条 件 下 G P U 服 务 器 功 耗 将 从 7 k W 降 低 至 6.3 k W,则 液 冷、风 冷 单 机 柜 芯 片 功 耗 分 别 为 5 0.4 k W 和 5 6 k W,而 液 冷 P U E 可 由 风 冷 状 态 下 的 1.5 将 至 1.1,对 应 液 冷、风 冷 单 机 柜 总 功 耗 分 别 为 5 5.4 4 k W 和 8 4 k W;假 设电 价 为 0.1 2 美 元/k W,则 数 据 中 心 运 营 3 年 后,液 冷 方 案 将 节 省 超 6 万 美 元。图 7:采 用 芯 片 级 冷 板 液 冷 方 案 整 体 T C O 较 风 冷 具 备 明 显 优 势资 料 来 源:S u p e r m i c r o,山 西 证 券 研 究 所行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 9政 府 对 P U E 的 监 管 要 求 不 断 提 高,我 国 仍 有 较 大 下 降 空 间。新 型 数 据 中 心 发 展 三 年 行 动 计 划(2 0 2 1-2 0 2 3 年)提 出,到 2 0 2 3 年 底,新 建 大 型 及 以 上 数 据 中 心 P U E 降 低 到 1.3 以 下,严 寒 寒 冷 地 区 力争 降 低 到 1.2 5 以 内。2 0 2 2 年“东 数 西 算”一 体 化 大 数 据 中 心 建 设,明 确 要 求 集 群 内 的 数 据 中 心 P U E 在 东 部地 区 要 低 于 1.2 5,在 西 部 地 区 要 低 于 1.2,先 进 示 范 工 程 降 低 到 1.1 5。目 前 我 国 大 部 分 数 据 中 心 能 耗 较 高,根 据 华 为 2 0 2 4 年 数 据 中 心 能 源 十 大 趋 势 白 皮 书,截 至 2 0 2 2 年 底,全 国 数 据 中 心 6 5 0 万 架 存 量 中,P U E 1.5的 占 比 超 5 0%,仍 有 较 大 下 降 空 间。液 冷 是 降 低 P U E 的 有 效 方 式。根 据 绿 色 节 能 液 冷 数 据 中 心 白 皮 书 及 赛 迪 顾 问,2 0 1 9 年 中 国 数 据 中心 制 冷 耗 电 占 比 约 4 3%,位 居 第 二,仅 次 于 I T 设 备 自 身 能 耗 占 比(约 为 4 5%);而 液 冷 可 以 取 代 大 部 分 空调 系 统(压 缩 机)、风 扇 等 高 能 耗 设 备,实 现 节 能 2 0%-3 0%以 上,以 某 液 冷 数 据 中 心 为 例,液 冷 设 备 取 代 空调 设 备,耗 能 占 比 仅 为 9%。根 据 绿 色 数 据 中 心 白 皮 书 2 0 1 9,采 用 传 统 风 冷 的 数 据 中 心 P U E 平 均 在 1.6左 右,而 冷 板 式 液 冷 和 浸 没 式 液 冷 分 别 能 将 P U E 降 低 到 1.3、1.2 以 下。图 8:数 据 中 心 能 耗 分 布 图 9:某 液 冷 数 据 中 心 能 耗 分 布资 料 来 源:绿 色 节 能 液 冷 数 据 中 心 白 皮 书,赛 迪顾 问,山 西 证 券 研 究 所资 料 来 源:绿 色 节 能 液 冷 数 据 中 心 白 皮 书,赛 迪顾 问,山 西 证 券 研 究 所行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 1 0表 1:风 冷、液 冷 对 比对比维度 对比指标 风冷 冷板式液冷 浸没式液冷节能性P U E(平均)1.6 1.3 以下 1.2 以下数据中心总能耗单节点均摊 1 0.6 7 0.5 8成本 数据中心总成本单节点均摊(量产后)1 0.9 6 0.7 4节地功率密度(k W/机柜)1 0 4 0 2 0 0主机房占地面积比例 1 1/4 1/2 0C P U 可靠性 核温()8 5 6 5 6 5机房环境 温度、湿度、洁净度、腐蚀性 气体(硫化物、盐雾)要求高 要求高 要求低资 料 来 源:绿 色 数 据 中 心 白 皮 书 2 0 1 9,曙 光 数 创 招 股 说 明 书,中 国 电 子 技 术 标 准 化 研 究 院,山 西 证 券 研 究 所液 冷 是 数 据 中 心 基 础 设 施 投 资 重 要 组 成 部 分,拉 动 数 据 中 心 热 管 理 市 场 高 速 增 长。根 据 S e m i A n a l y s i s数 据,从 2 0 2 3 年 到 2 0 2 6 年,全 球 数 据 中 心 资 本 支 出(不 包 括 服 务 器 和 网 络 等 I T 设 备)将 从 4 9 0 亿 美 元 增长 至 1 6 7 0 亿 美 元,3 年 C A G R 达 5 0.5%,其 中,电 力 系 统 投 资 占 比 4 0-4 5%,对 应 2 0 2 6 年 市 场 规 模 6 7 0-7 5 0亿 美 元,包 括 变 压 器、中 压 开 关 设 备、发 电 机、不 间 断 电 源(U P S)、开 关 设 备 和 配 电;热 管 理 系 统 投 资 占比 3 0%,对 应 2 0 2 6 年 市 场 规 模 5 0 0 亿 美 元,包 括 机 房 空 调 机 组、机 房 空 气 处 理 器、冷 水 机 组 和 冷 却 塔、冷却 剂 分 配 装 置(C D U)等。图 1 0:制 冷 散 热 设 备 是 数 据 中 心 基 础 设 施 投 资 占 比 较 大 的 部 分资 料 来 源:S e m i a n a l y s i s,山 西 证 券 研 究 所行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 1 1数 据 中 心 基 础 设 施 领 域 中,热 管 理 市 场 具 备 快 速 增 长 的 潜 力。据 D e l l O r o G r o u p 2 0 2 4 年 2 月 的 预 期 测算 数 据,预 计 2 0 2 8 年 数 据 中 心 热 管 理 市 场 规 模(风 冷+液 冷)将 达 1 2 0 亿 美 元,其 中 液 冷 规 模 将 达 3 5 亿 美 元,占 热 管 理 总 计 支 出 的 近 1/3,对 比 目 前 占 比 仅 不 到 1/1 0,具 备 广 阔 的 市 场 空 间。1.3 英伟 达、华为、运 营商 等引 领液 冷产 业快 速发 展英 伟 达 开 启 液 冷 A I 算 力 时 代。2 0 2 4 年 3 月 1 9 日,英 伟 达 在 G T C 大 会 发 布 了 B l a c k w e l l 架 构 的 B 2 0 0芯 片,它 由 两 个 紧 密 耦 合 的 芯 片 组 成,通 过 1 0 T B/s N V-H B I 连 接,包 含 2 0 8 0 亿 晶 体 管,配 备 1 9 2 G B H B M 3 E,存 储 带 宽 8 T B/s,在 液 冷 配 置 下,芯 片 在 满 负 荷 运 作 时 的 热 输 出 可 以 达 到 1 2 0 0 W,A I 算 力 可 达2 0 p e t a F L O P S(F P 4);G B 2 0 0 超 级 芯 片 由 2 个 B 2 0 0 G P U 与 G r a c e C P U 通 过 9 0 0 G B/s 的 超 低 功 耗 N V L i n k 芯 片 间 互 连 组 成,在 标 准 的 1 7 5 0 亿 参 数 G P T-3 基 准 测 试 中,G B 2 0 0 的 性 能 是 H 1 0 0 的 7 倍,提 供 的 训 练 算 力 是 H 1 0 0 的4 倍,总 功 耗 可 能 达 2 7 0 0 W;D G X B 2 0 0 配 备 8 个 与 第 五 代 N V L i n k 互 连 的 B l a c k w e l l G P U,训 练 性 能 是 前 几 代 产 品 的 3 倍,推理 性 能 是 前 几 代 产 品 的 1 5 倍,可 以 处 理 各 种 工 作 负 载,包 括 大 型 语 言 模 型、推 荐 系 统 和 聊 天 机 器 人;“新 一 代 计 算 单 元”G B 2 0 0 N V L 7 2 采 用 了 液 冷 机 架 级 解 决 方 案,使 成 本 和 能 耗 降 低 2 5 倍,以 机 架 级设 计 连 接 3 6 个 G r a c e C P U 和 7 2 个 B l a c k w e l l G P U,拥 有 7 2 个 G P U N V L i n k 域,可 充 当 单 个 大 型 G P U,实 时万 亿 参 数 L L M 推 理 速 度 提 高 3 0 倍。表 2:英 伟 达 B 2 0 0、H 1 0 0、A 1 0 0(8 0 G B)对 比B 2 0 0 H 1 0 0 A 1 0 0(8 0 G B)M e m o r y C l o c k 8 G b p s H B M 3 E 5.2 3 G b p s H B M 3 3.2 G b p s H B M 2 eM e m o r y B u s W i d t h 2 x 4 0 9 6-b i t 5 1 2 0-b i t 5 1 2 0-b i tM e m o r y B a n d w i d t h 8 T B/s e c 3.3 5 T B/s e c 2 T B/s e cV R A M1 9 2 G B(2 x 9 6 G B)8 0 G B 8 0 G BF P 3 2 V e c t o r/6 7 T F L O P S 1 9.5 T F L O P SF P 6 4 V e c t o r/3 4 T F L O P S 9.7 T F L O P SF P 4 T e n s o r 9 P F L O P S N/A N/AI N T 8/F P 8 T e n s o r 4 5 0 0 T(F L)O P S 1 9 8 0 T O P S 6 2 4 T O P SF P 1 6 T e n s o r 2 2 5 0 T F L O P S 9 9 0 T F L O P S 3 1 2 T F L O P ST F 3 2 T e n s o r 1 1 0 0 T F L O P S 4 9 5 T F L O P S 1 5 6 T F L O P SF P 6 4 T e n s o r 4 0 T F L O P S 6 7 T F L O P S 1 9.5 T F L O P SI n t e r c o n n e c tN V L i n k 5(1 8 0 0 G B/s e c)N V L i n k 4(9 0 0 G B/s e c)N V L i n k 3(6 0 0 G B/s e c)行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 1 2B 2 0 0 H 1 0 0 A 1 0 0(8 0 G B)T r a n s i s t o r C o u n t 2 0 8 B(2 x 1 0 4 B)8 0 B 5 4.2 BT D P 1 0 0 0 W 7 0 0 W 4 0 0 WM a n u f a c t u r i n g P r o c e s s T S M C 4 N P T S M C 4 N T S M C 7 NI n t e r f a c e S X M S X M 5 S X M 4A r c h i t e c t u r e B l a c k w e l l H o p p e r A m p e r e资 料 来 源:半 导 体 行 业 观 察,山 西 证 券 研 究 所表 3:英 伟 达 G B 2 0 0 N V L 7 2 与 G B 2 0 0 参 数G B 2 0 0 N V L 7 2 G B 2 0 0 G r a c e B l a c k w e l l S u p e r c h i pC o n f i g u r a t i o n 3 6 G r a c e C P U:7 2 B l a c k w e l l G P U s 1 G r a c e C P U:2 B l a c k w e l l G P UF P 4 T e n s o r C o r e 1,4 4 0 P F L O P S 4 0 P F L O P SF P 8/F P 6 T e n s o r C o r e 7 2 0 P F L O P S 2 0 P F L O P SI N T 8 T e n s o r C o r e 7 2 0 P O P S 2 0 P O P SF P 1 6/B F 1 6 T e n s o r C o r e 3 6 0 P F L O P S 1 0 P F L O P ST F 3 2 T e n s o r C o r e 1 8 0 P F L O P S 5 P F L O P SF P 6 4 T e n s o r C o r e 3,2 4 0 T F L O P S 9 0 T F L O P SG P U M e m o r y|B a n d w i d t h U p t o 1 3.5 T B H B M 3 e|5 7 6 T B/s U p t o 3 8 4 G B H B M 3 e|1 6 T B/sN V L i n k B a n d w i d t h 1 3 0 T B/s 3.6 T B/sC P U C o r e C o u n t 2,5 9 2 A r m N e o v e r s e V 2 c o r e s 7 2 A r m N e o v e r s e V 2 c o r e sC P U M e m o r y|B a n d w i d t hU p t o 1 7 T B L P D D R 5 X|U p t o 1 8.4T B/sU p t o 4 8 0 G B L P D D R 5 X|U p t o 5 1 2G B/s资 料 来 源:N V I D I A,山 西 证 券 研 究 所华 为 昇 腾 9 1 0 系 列 液 冷 版 本 性 能 提 升 明 显,已 实 现 A I 计 算 中 心 全 栈 液 冷 交 付。华 为 第 四 届 全 联 接 大 会上 发 布 了 A t l a s 9 0 0 超 级 计 算 机,由 数 千 颗 昇 腾 9 1 0 A I 处 理 器 构 成,总 算 力 达 到 2 5 6 P 1 0 2 4 P F L O P S F P 1 6,采 用 了 混 合 液 冷 方 案,实 现 了 超 过 9 5%的 液 冷 占 比,并 具 备 极 致 的 数 据 中 心 能 源 效 率,大 幅 度 降 低 能 耗 和碳 排 放。根 据 华 为 公 布 的 a t l a s 8 0 0 训 练 服 务 器 风 冷 和 液 冷 配 置 对 比,液 冷 版 本 A I 算 力 下 限 较 风 冷 版 本 提 升1 0 0%。此 外,华 为 已 实 现 了 A I 计 算 中 心 全 栈 式 液 冷 预 制 模 块 化 交 付,单 柜 支 持 4 3 K W,用 电 节 省 6 0%,A I 集 群 P U E 1.1 5。表 4:华 为 A t l a s 8 0 0 训 练 服 务 器 风 冷、液 冷 对 比组件规格液冷 风冷形态 4 U 训练服务器A I 处理器支持 8 路昇腾 9 1 0 A I 处理器,芯片支持直出 1 0 0 G R o C E 网络接口。每一路 A I 处理器提供 3 条 H C C S 互连链路,提供最大 9 0 G B/s 带宽能力。行 业 研 究/行 业 深 度 分 析请务必阅读最 后一页股票评级说明和 免责声明 1 3每 个 N P U 载 板由 4 路 A I 处 理器 组成,通过 H C C S 组 成一 个 4 P F u l l m e s h 互 联,4 路 A I 处 理器 间互 联带宽达到双向共 6 0 G B/s。A I 算力 1.7 6 P F L O P S F P 1 6 2.2 4 P F L O P S F P 1 6 0.8 8 P F L O P S F P 1 6 2.2 4 P F L O P S F P 1 6C P U 处理器 支持 4

注意事项

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