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[科技] ChatGPT: 谁是国产英伟达

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helen003 发表于 2023-6-18 21:37:15 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
1、核心观点
► 全球科技巨头,GPU王者——英伟达。英伟达是全球GPU龙头，2016年至今股价大幅增长近60倍，AI开启全新增长周期。2015年至今，英伟达持续深耕AI领域，并发布了多款AI硬件产品。公司GPU产品功能分为用于计算和网络的GPGPU与用于图形处理（Graphics）的GPU；平台化布局，打造4条产品线覆盖下游主流应用，分别是数据中心、游戏、专业可视化、自动驾驶，其中数据中心和游戏是公司主要业务，英伟达旗下产品包括云、边、端全面布局。我们复盘了近10年内英伟达股价走势，认为英伟达正在开启新一轮成长周期，我们认为此次AI浪潮不同于元宇宙阶段，大模型已经产生相关落地应用，相关大模型的火热势必对算力产生超高需求，英伟达作为全球算力龙头深度受益。
► 为什么是英伟达: 英伟达作为全球AI算力龙头，以CUDA架构开启软硬件生态，形成护城河。 CUDA的本质是“软件定义硬件”，实现“软件调用硬件”，可以简单理解，CUDA是英伟达实现软硬件适配的一种“类编译器”，将软件的代码转换成硬件汇编代码，CUDA是英伟达实现软硬件生态的护城河。此外，CUDA核越多，计算性能越强，而GPU的CUDA核数是CPU的上百倍，因此GPU比CPU更适合于并行计算。此外，英伟达今年发布多款AI产品，助力全球AI生态，例如加速库、GraceCPU、DGX超级计算机、全新AI服务平台，AIfoundations 云服务，我们判断英伟达正以AI产品开启第二波成长曲线。
► AI硬件自主可控势在必行: 如果说产品是AI赋能、企业开启第二轮业绩增长曲线的“流量入口”，那么算力即是大厂开启算力争夺战的“入场券”。我国目前已有较多应用，大模型短期百家争鸣，“自研大模型热”仍将持续，国内大模型自研进度明显加速，势必对算力提出更高要求。近年来，美国连续发动对我国高科技行业制裁，执意对我国高科技企业进行制裁，因此自主可控势在必行，我国政策端持续发力，加速推动国产自主可控进程，我国短期发布多条政策助力AI发展，工作方向主要瞄准推动国产AI芯片突破等。此外，我国产业端积极响应，智能算力建设正处于持续提速阶段。我们再次重申观点，短期算卡为王，长期自主可控！
► 投资建议: 关注三条投资主线：1)AI芯片厂商，相关受益标的为:寒武纪、海光信息、景嘉微、龙芯中科等；2)AI服务器厂商，相关受益标的为: 中科曙光、神州数码、拓维信息、工业富联、浪潮信息等；3)AI云厂商，相关受益标的为:首都在线、鸿博股份、青云科技、优刻得、光环新网、新炬网络等。
► 风险提示: 核心技术水平升级不及预期的风险、AI伦理风险、政策推进不及预期的风险、中美贸易摩擦升级的风险。
2、为什么是英伟达
► 英伟达(NVIDIA)是全球GPU巨头。英伟达成立于1993年，总部位于美国加利福尼亚州。公司专注于GPU的研发与制造。2016年至今股价大幅增长近60倍，AI开启全新增长周期。近20年，英伟达业绩收入大幅增长15倍，业绩持续爆发式增长，我们认为这是英伟达股价持续增高的根本原因。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第1张图片

► 30年王者之路，AI硬件巨头崛起。竞争激烈，勇于破冰(1993年-1998年)；成功上市，高速发展（1999年-2005年）；CUDA问世，强调生态(2006年-2009年)；多领域发展，产品多样(2010年-2014年)；深耕AI领域，算力赋能千行百业(2015年-至今)。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第2张图片

ChatGPT: 谁是国产英伟达 第3张图片

►公司GPU产品功能分为1）用于计算和网络（Compute & Networking）的GPGPU；2）用于图形处理（Graphics）的GPU。
►GPGPU（GeneralPurpose GPU）：通用计算图形处理器。在架构设计中去掉了GPU为图形处理设计的加速硬件单元，保留了SIMT架构和通用计算单元。可以将GPU的并行计算能力应用于科学计算、数据分析、机器学习等领域，提高计算速度和效率。
►GPU（GraphicsProcessing Unit）：完成图像运算工作的微处理器。作为一个单独的模块，即独立显卡核心或者主板集成显卡核心。主要用于提供高性能的图形渲染能力。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第4张图片

►业务: 打造多元产品矩阵，数据中心与游戏为核心: 数据中心：2023财年收入150.1亿美元，占比56%。；游戏：2023财年收入90.7亿美元，占比34%。产品包括GeForceRTX和GeForce GTX图形处理器，云游戏GeForceNOW。专业可视化：2023财年收入15.4亿美元，占比6%。应用于许多领先的3D设计和内容创建，如全宇宙、虚拟现实和增强现实技术。自动驾驶：2023财年收入9.0亿美元，占比3%。包括AV、人工智能驾驶舱、电动汽车计算平台和信息娱乐平台解决方案。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第5张图片

►数据中心GPU：全球高端GPU领导者，经数十代产品迭代，技术指标全面升级。从2011年英伟达推出TeslaM2090数据中心GPU，到2022年H100、L40等型号产品，多项核心技术指标大幅提升。其中，CUDA作为GPU内部主要的计算单元，从512个升级到超14000个；芯片工艺尺寸也从40nm降至4nm；单精度浮点算力从1332GFLOPS增至超50TFLOPS。GPU产品性能整体大幅跃升。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第6张图片

►游戏业务：长期布局多规格产品，重磅推出ACE游戏开发版。游戏业务是英伟达第二大产品线，每一代新品推出带来显著的性能提升。CUDA核心数从512个增长到超16000个，目前芯片尺寸最低达到5nm。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第7张图片

►产品形态多元化，实现云、边、端全面布局。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第8张图片

►复盘英伟达十年成长曲线。
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►2021年，游戏与数据中心双轮驱动，元宇宙超级巨星出世: 2021年，英伟达数据中心板块与游戏板块持续高速增长，同时2021年，元宇宙概念兴起，，相关GPU硬件是构成未来元宇宙的硬件核心底座，因此英伟达作为全球GPU龙头深度受益。
►同年，英伟达发布以Omniverse为主线发展的发展战略:英伟达CEO黄仁勋在Computex2021时，描绘了英伟达元宇宙业务策略。并于在2021年11月发布了OmniverseAvatar。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第10张图片

►22Q4-至今，全球AI算力王者归来: 2022年11月份OpenAI发布ChatGPT，以ChatGPT为代表的大模型持续引爆市场。
►AI芯片业务大超预期：根据公司2024财年发布会，公司AI 芯片所在数据中心业务收入达 42.8 亿美元(环比+18%，同比+14%)，创历史新高,二季度营收预期约110 亿美元，同比增近 33%；毛利率超64%。
►英伟达持续发布全新产品，助力全球算力: 英伟达今年陆续发布AI Foundations，DGX超级计算机，全新RTX4070，以及DGX GH200 AI超级计算机等全新AI产品。我们认为此次AI浪潮不同于元宇宙阶段，大模型已经产生相关落地应用，相关大模型的火热势必对算力产生超高需求，英伟达作为全球算力龙头深度受益。
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►英伟达2019Q4-至今复盘。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第12张图片

►GPU适用于处理大数据集，CUDA核是本质原因。CPU做的专注线性计算，GPU做的是并行计算(数据之间没有直接关系)，而本质的原因是CUDA核的不同，CUDA核越多，计算性能越强，而GPU的CUDA核数是CPU的上百倍，如AMDEPYC 7003系列7763核心数为64个，而英伟达A10040GB核心数为6912个。
►CUDA的本质是“软件定义硬件”，实现“软件调用硬件”。CUDA是英伟达实现软硬件适配的一种“类编译器”，将软件的代码转换成硬件汇编代码，CUDA是英伟达实现软硬件生态的护城河。
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►CUDA是英伟达GPU产品线核心技术，构建高竞争壁垒。CUDA是NVIDIA 专为图形处理单元 (GPU) 上的通用计算开发的并行计算平台和编程模型。我们认为其拓宽了高算力模型的应用前沿，为公司构建起生态链的护城河。
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►英伟达今年发布多款AI产品，助力全球AI生态。1）基础软件：推出全新加速库；2）芯片方面：推出数据中心GraceCPU，具备高能效、高运行速度等优势；3）服务器：推出DGX超级计算机；4）全新AI服务平台（DGX云与生成式AI服务）。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第15张图片

►2023年5月30日COMPUTEX主题演讲，英伟达展示多款新系统、软件及服务，让生成式AI触手可及。如DGXGH200 AI超级计算机，模块化参考架构NVIDIA MGX，NVIDIASpectrum-X网络平台等。
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►英伟达提供算力的方式: AI芯片、AI服务器、AI云。
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3、AI硬件自主可控势在必行
►英伟达已经成功的从一家图形处理器公司转型为引爆人工智能的综合性硬件公司。英伟达的技术在AI领域被广泛应用于智能驾驶、深度学习、金融服务、医疗保健、游戏开发和建筑工程等各个领域。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第18张图片

►再三强调，大模型背景下算力势必迎来爆发: 算力是训练大模型的底层动力源泉，一个优秀的算力底座在大模型(AI算法)的训练和推理具备效率优势。
►大模型参数呈现指数规模，引爆海量算力需求: 根据智东西数据，过去五年，大模型发展呈现指数级别，部分大模型已达万亿级别，因此对算力需求也随之攀升。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第19张图片

►微软已将大模型能力赋能自身产品: 例如个人计算New Bing，Xbox等、应用软件Office365 Copilot、Dynamics 365 Copilot等一系列办公软件与工业软件中，势必成为解放生产力的双手，如果说产品是AI赋能、企业开启第二轮业绩增长曲线的“流量入口”，那么算力即是大厂开启算力争夺战的“入场券”。
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►AI大战全面升级，更加突出算力的重要性: 以微软和谷歌为代表，全球科技巨头已经进入AI”争夺战”的重要时间点，以大模型赋能自身产品开启新一轮成长周期，而大模型短期呈现高需求的模式势必对底层算力提出更严峻的需求。
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►AI赋能千行百业，下游应用领域不断扩大。我们认为国内AI产品赋能已有雏形，目前“AI+”的应用方面，在教育、办公软件、金融、电商和互联网传媒等行业已有一些企业推出产品和落地解决方案，而大模型应用领域的增多，势必对算力提出更高需求。
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►美国连续发动对我国高科技行业制裁，自主可控势在必行。2022年8月，拜登正式签署《芯片与科学法案》，其中提到禁止接受联邦奖励资金的企业，在中国扩建或新建先进半导体的新产能；同年10月，美国政府进一步紧缩半导体产品对华出口的政策，主要包括限制英伟达、AMD等公司向中国出售高算力人工智能芯片。
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►美国限制高端芯片流入中国，严重干扰国内大模型发展生态。u美国政府禁止英伟达、AMD向中国出口用于人工智能的顶级计算芯片。根据钛媒体，2022年9月，美国商务部宣布限制英伟达（NVIDIA）和AMD等美国公司向中国出口先进计算机图像处理器（GPU），该禁令主要限制了英伟达的A100、H100高端芯片以及AMD的MI250出口中国，目的是瞄准国内先进计算进行遏制，影响国内人工智能领域发展。
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►英伟达应对制裁，提出特供版A800芯片。A800是A100的下位替代版。A800在带宽性能方面劣于A100。在一定程度上，这种削弱会导致在AI大模型训练上消耗更长的时间。
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►政策端持续发力，加速推动国产自主可控进程。政府聚焦人工智能产业，发布多条政策助力AI发展。2023年5月30日，北京市发布《北京市加快建设具有全球影响力的人工智能创新策源地实施方案（2023-2025年）》和《北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施》。
►工作方向主要瞄准：突破基础理论，引领关键核心技术创新，强化可信人工智能技术；推动国产AI芯片突破，研发通用高算力训练芯片、低功耗边缘端芯片和创新架构；加强自主开源深度学习框架研发，实现软硬件深度协同；提升算力供给能力，建设公共算力中心，实施算力伙伴计划。
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►加快推动人工智能高质量发展、创新应用场景。2023年5月31日，深圳市政府发布《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（2023—2024年）》。
►工作方向主要瞄准：建设城市级智能算力平台，打造大湾区智能算力枢纽，建设企业级智能算力平台；加强科技研发攻关，支持创新产品研发；规划建设产业集聚区，大力培育企业梯队，依托鹏城云脑搭建城市级人工智能生态孵化平台，为中小企业提供低成本智能算力资源。
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►产业端积极响应，智能算力建设持续提速。2023年年4月17日国家超算互联网联合体成立，算力建设持续提速。
►“超算”向“智算”跨越，“AI+”时代步入“+AI”时代。区别于超算中心，智算中心立足于赋能产业，可为大规模AI算法和模型研究形成条件支撑，主要支持人工智能与传统行业的融合应用。由于利用超算系统完成人工智能计算任务的成本高、效率低，我们认为从通用算力建设过渡到专用算力是大势所趋。
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►智算算力增速超通用算力，26城抢建智算中心。根据人民网，目前国家在8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群，协调区域平衡化发展。根据智东西数据，截止2022年2月，全国共有至少26个城市在推动或刚完成当地智算中心建设，其中合肥、庆阳、大连、沈阳、深圳、长沙等至少6个城市已经宣布开工建设。
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ChatGPT: 谁是国产英伟达 第30张图片

►ChatGPT用户数量暴增，同样侧面证明了AI产业革命下，对于算力基础的高度需求。根据SimilarWeb的数据，2023年2月，ChatGPT访问数量为10亿次/每月，而2023年4月，ChatGPT的访问量增加至17.56亿次/每月。
►短期算卡为王，长期自主可控: 重申强调，算力在大模型的背景下势必迎来爆发，而算卡作为算力的心脏其重要性不言而喻。长期来看，美国连续发动对我国高科技行业制裁，其目的是阻碍我国高科技及AI的科技发展，因此发展自主可控算力芯片势在必行。
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►我国AI芯片方面仍处于“垄断局面”，高端 AI芯片仍需自主可控，我国相关企业已初具竞争实力: 根据 IDC 数据，2021 年，中国加速卡数量出货超过 80 万片，其中 Nvidia占据超过 80%市场份额。此外还包括AMD、百度、寒武纪、燧原科技、新华三、华为、Intel和赛灵思等。
►发展国产AI芯片势在必行：我国AI芯片已经呈现百柯争流的情况，国产化AI芯片势在必行，相关厂商积极加速推进AI芯片布局，促进AI芯片市场发展。
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►人工智能应用场景下的加速计算服务器是中国服务器的核心驱动力: AI服务器作为AI芯片的载体景气度上行，大模型的出现带动AI服务器呈现加速状态。
►AI服务器作为算力载体为数字经济时代提供广阔动力源泉:AI服务器更专精于海量数据处理和运算方面。我们认为其可以为人工智能、深度学习、神经网络、大模型等场景提供广阔的动力源泉，并广泛应用于医学、材料、金融、科技等千行百业。
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►AI云需求快速增长，云算力革命开启。在企业对大模型训练、人工智能应用部署等AI能力需求持续上行的态势下，AI云产品受到市场的青睐。AI云需求高增也意味着未来掌握智算卡的企业将继续占领市场高地，我们坚持认为拥有算力的企业在下一阶段进行应用和平台化竞争的过程中具有先发优势。
ChatGPT: 谁是国产英伟达 第34张图片

4、投资建议
►再次强调我们的观点，短期算卡为王，长期自主可控。拥有算卡的厂商有望开启新一轮成长曲线，而长期自主可控为大势所趋，积极的推荐以下三条投资主线:
►1)AI芯片厂商，相关受益标的为:寒武纪、海光信息、景嘉微、龙芯中科等；
►2)AI服务器厂商，相关受益标的为: 中科曙光、神州数码、拓维信息、工业富联、浪潮信息等；
►3)AI云厂商，相关受益标的为:首都在线、鸿博股份、青云科技、优刻得、光环新网、新炬网络等。
4.2 风险提示
核心技术水平升级不及预期的风险、AI伦理风险、政策推进不及预期的风险、中美贸易摩擦升级的风险。
注：文中报告节选自华西证券研究所已公开发布研究报告，具体报告内容及相关风险提示等详见完整版报告。
分析师：刘泽晶
分析师执业编号：S1120520020002
证券研究报告：《【华西计算机】ChatGPT: 谁是国产英伟达》
报告发布日期：2022年6月6日


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