本文來(lái)自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫”。
有多少錢會(huì)花在AI芯片上？
眾所周知，企業(yè)，尤其是超大規(guī)模企業(yè)和云計(jì)算構(gòu)建商，都希望可以利用生成式人工智能，目前他們正在花費(fèi)巨資購(gòu)買人工智能加速器和相關(guān)芯片，以創(chuàng)建人工智能訓(xùn)練和推理集群。
不過(guò)，你想要試著算一算到底花了多少錢卻很困難。因?yàn)楹茈y劃清人工智能芯片與構(gòu)成系統(tǒng)的周邊設(shè)備之間的界限。估算人工智能市場(chǎng)規(guī)模的部分問(wèn)題在于，沒(méi)有人真正知道服務(wù)器在制造和銷售之后會(huì)發(fā)生什么，以及它被用來(lái)做什么。舉例來(lái)說(shuō)，你怎么知道一臺(tái)裝載了GPU的機(jī)器到底做了多少AI工作或HPC工作？
早在12月份假期結(jié)束時(shí)，筆者就深入研究了IDC的GenAI支出預(yù)測(cè)，該預(yù)測(cè)非常吸引人，因?yàn)樗鼘enAI工作負(fù)載與其他類型的AI區(qū)分開來(lái)，并討論了構(gòu)建GenAI系統(tǒng)所需的硬件、軟件和服務(wù)支出。當(dāng)然，筆者也提到了AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐在2022年和2023年就各類數(shù)據(jù)中心人工智能加速器（包括GPU和所有其他芯片）提出的最初和修訂后的總目標(biāo)市場(chǎng)。
要提醒大家的是，蘇姿豐表示，數(shù)據(jù)中心AI加速器的目標(biāo)市場(chǎng)總額在2023年約為300億美元，到2027年底將以約50%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)到1500億美元以上。但一年后，隨著12月"Antares"Instinct MI300系列GPU的發(fā)布，GenAI熱潮驟然升溫，蘇姿豐表示，AMD預(yù)計(jì)2023年數(shù)據(jù)中心AI加速器的市場(chǎng)規(guī)模為450億美元，到2027年將以超過(guò)70%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，達(dá)到4000億美元以上。
這還僅僅是加速器，而不是服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)和軟件。New Street Research的Pierre Ferragu團(tuán)隊(duì)在科技領(lǐng)域做了很多工作，他們?cè)谕铺厣习l(fā)布了一份關(guān)于4000億美元數(shù)據(jù)中心加速器TAM可能如何細(xì)分的報(bào)告。
這是一個(gè)非常大的數(shù)字，它假定在TAM預(yù)測(cè)期結(jié)束時(shí)，人工智能服務(wù)器、存儲(chǔ)和交換機(jī)的銷售額約為1萬(wàn)億美元。
從2024年開始，筆者從富國(guó)銀行股票研究公司（Wells Fargo Equity Research）董事總經(jīng)理兼技術(shù)分析師亞倫-瑞克斯（Aaron Rakers）那里獲得了GPU的銷售預(yù)測(cè)，并在電子表格中找到了一些樂(lè)趣。該模型涵蓋了從2015年到2022年的數(shù)據(jù)中心GPU銷售情況，并對(duì)2023年（預(yù)測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)中心GPU銷售尚未結(jié)束）和2027年進(jìn)行了預(yù)測(cè)。富國(guó)銀行的預(yù)測(cè)模型也早于AMD最近幾個(gè)月做出的修訂預(yù)測(cè)，AMD稱2024年GPU銷售收入將達(dá)到40億美元。
無(wú)論如何，富國(guó)銀行的模型顯示，2023年GPU的銷售額為373億美元，全年出貨量為549萬(wàn)臺(tái)。出貨量幾乎翻了一番，其中包括各種GPU，而不僅僅是高端GPU。GPU收入增長(zhǎng)了3.7倍。根據(jù)預(yù)測(cè)，2024年的數(shù)據(jù)中心GPU出貨量將達(dá)到685萬(wàn)塊，同比增長(zhǎng)24.9%，收入將達(dá)到487億美元，同比增長(zhǎng)28%。根據(jù)預(yù)測(cè)，2027年的GPU出貨量將達(dá)到1351萬(wàn)個(gè)，數(shù)據(jù)中心GPU銷售額將達(dá)到953億美元。在這個(gè)模型中，英偉達(dá)在2023年的收入市場(chǎng)份額為98%，到2027年才下降到87%。
最近，Gartner和IDC都發(fā)布了一些關(guān)于人工智能半導(dǎo)體銷售的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，我們不妨對(duì)它們進(jìn)行一下了解，以便嘗試估計(jì)一下人工智能芯片市場(chǎng)的現(xiàn)狀，以及若干年后可能出現(xiàn)的情況。
從Gartner開始。將近一年前，Gartner發(fā)布了一份關(guān)于2022年人工智能半導(dǎo)體銷售額的市場(chǎng)研究報(bào)告，并對(duì)2023年和2027年的銷售額進(jìn)行了預(yù)測(cè)；幾周前，Gartner又發(fā)布了一份修訂版預(yù)測(cè)報(bào)告，對(duì)2023年的銷售額進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并對(duì)2024年和2028年的銷售額進(jìn)行了預(yù)測(cè)。第二份報(bào)告的市場(chǎng)研究還包含一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這里將其添加到下表中。
Gartner公司副總裁兼分析師Alan Priestly表示，到2026年，所有售出的個(gè)人電腦芯片都將是人工智能個(gè)人電腦芯片，因?yàn)樗泄P記本電腦和臺(tái)式機(jī)CPU都將包含某種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器。
用于加速服務(wù)器的AI芯片是關(guān)注的重點(diǎn)，這些芯片的收入（假設(shè)不包括其所附帶的HBM、GDDR或DDR內(nèi)存的價(jià)值）在2023年為140億美元，預(yù)計(jì)在2024年將增長(zhǎng)50%，達(dá)到210億美元。但在2024年至2028年期間，服務(wù)器用人工智能加速器的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)僅為12%左右，銷售額將達(dá)到328億美元。Priestly表示，像TPU以及亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的Trainium和Inferentia芯片（僅舉兩例）這樣的定制AI加速器在2023年只推動(dòng)了4億美元的收入，到2028年也只能推動(dòng)42億美元的收入。
如果人工智能芯片的價(jià)值占計(jì)算引擎價(jià)值的一半，而計(jì)算引擎的價(jià)值占系統(tǒng)成本的一半，那么這些相對(duì)較小的數(shù)字加起來(lái)，就可以從數(shù)據(jù)中心的人工智能系統(tǒng)中獲得相當(dāng)大的收入。
現(xiàn)在，讓我們來(lái)看看IDC是如何看待人工智能半導(dǎo)體和人工智能服務(wù)器市場(chǎng)的。該公司幾周前發(fā)布了這張有趣的圖表。
在這張圖表中，IDC將CPU、GPU、FPGA、定制ASIC、模擬設(shè)備、內(nèi)存和其他用于數(shù)據(jù)中心和邊緣環(huán)境的芯片的所有收入?yún)R總在一起。然后，再剔除計(jì)算、存儲(chǔ)、交換機(jī)和其他設(shè)備的收入，因?yàn)檫@些設(shè)備適用于人工智能訓(xùn)練和人工智能推理系統(tǒng)。這不是所有系統(tǒng)的價(jià)值，而是系統(tǒng)中所有芯片的價(jià)值；因此不包括機(jī)箱、電源、冷卻、主板、立卡、機(jī)架、系統(tǒng)軟件等。如圖所示，該圖表包含2022年的實(shí)際數(shù)據(jù)，并仍在估算2023年至2027年的數(shù)據(jù)。
在IDC的這份分析中，半導(dǎo)體的人工智能部分從2022年的421億美元增長(zhǎng)到2023年的預(yù)計(jì)691億美元，2022年到2023年的增長(zhǎng)率為64.1%。IDC認(rèn)為，今年的人工智能芯片收入（這并不僅僅指XPU的銷售額，而是指數(shù)據(jù)中心和邊緣的人工智能系統(tǒng)中的所有芯片內(nèi)容）將增長(zhǎng)70%，達(dá)到1,175億美元。如果計(jì)算2022年至2027年的數(shù)字，IDC預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心和AI系統(tǒng)中的AI芯片內(nèi)容的總收入將以28.9%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2027年達(dá)到1933億美元。
該圖表的博文發(fā)表于5月底，是基于2月份的一份報(bào)告。在那篇文章中，IDC添加了一些服務(wù)器收入的數(shù)字，將人工智能服務(wù)器與用于其他工作負(fù)載的服務(wù)器區(qū)分開來(lái)。
IDC預(yù)計(jì)，2023年全球服務(wù)器銷量將下降19.4%，僅略低于1200萬(wàn)臺(tái)，但由于人工智能服務(wù)器的平均售價(jià)非常高，人工智能服務(wù)器的收入（基于去年對(duì)2022年人工智能服務(wù)器收入98億美元的估計(jì)）增長(zhǎng)了3.2倍，達(dá)到313億美元，占市場(chǎng)份額的23%。IDC預(yù)計(jì)，到2027年，AI服務(wù)器將帶動(dòng)491億美元的銷售額。IDC沒(méi)有透露其對(duì)2027年服務(wù)器收入的最新預(yù)測(cè)，但正如這里所顯示的那樣，截至2023年底，這一數(shù)字為1891.4億美元。
順便提一下，在IDC劃分服務(wù)器市場(chǎng)時(shí)，使用CPU上的原生矩陣或矢量引擎在CPU上進(jìn)行人工智能運(yùn)算的機(jī)器不被視為加速型，無(wú)論如何，筆者認(rèn)為對(duì)2027年人工智能服務(wù)器收入的預(yù)測(cè)過(guò)低，或者對(duì)2027年整體服務(wù)器收入的預(yù)測(cè)過(guò)高，或者兩者兼而有之。到2027年，具有某種加速功能的人工智能服務(wù)器的收入占比或?qū)⒙缘陀谝话?，而且筆者假設(shè)數(shù)據(jù)中心將出現(xiàn)大量的加速和生成式人工智能。
