华为:科大讯飞联合华为推出的星火一体机基于华为鲲鹏CPU(中央处理器)+昇腾GPU(图形处理器),另外联合华为存储和网络提供整机柜方案,FP16(半精度浮点数格式)算力2.5 petaFLOPS(1 petaFLOPS为每秒运行一千万亿次浮点运算)。在大模型训练中最为流行的英伟达DGX A100,其单节点包含8块GPU,可以输出5 PetaFLOPS的FP16算力。
英伟达:GH200架构采用CPU+GPU异构计算方式,采用NVLink-C2C互连,Grace CPU将数据传输到Hopper GPU的速度比传统CPU快15倍,LPDDR5内存为512GB,增加了显卡80GB的HBM3内存。GH200架构中增加的CPU用于查询嵌入表、向量储存,可增加对编程代码的理解和运用。
AMD:AMD 推出的MI300是业内首款CPU+GPU异构计算的存算一体芯片 Instinct MI300亦采用CPU+GPU异构计算形式,同时集成CDNA3架构的GPU单元、Zen4架构的24个CPU核心、大容量的Infinity Cache无限缓存,还有8192-bit位宽、128GB容量的HBM3高带宽内存,是业内首款CPU+GPU+内存结合到单一集成设计中的数据中心芯片。
异构计算行业是指利用不同类型的计算资源(如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、可编程逻辑器件(FPGA)等)进行任务处理和计算的领域。通过将不同类型的计算资源组合起来,可以实现更高效、更灵活的计算能力。
异构计算行业可以分为以下几个分类:
1. GPU计算:利用图形处理器(GPU)进行计算,适用于需要大规模并行计算的任务,如深度学习、科学计算等。
2. FPGA计算:利用可编程逻辑器件(FPGA)进行计算,适用于需要高度定制化和低功耗的任务,如物联网设备、加密算法等。
3. CPU-GPU协同计算:将中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)结合起来进行计算,充分发挥两者的优势,适用于需要综合计算能力的任务,如游戏开发、科学模拟等。
异构计算行业的优点包括:
1. 高效能:异构计算可以充分发挥不同计算资源的优势,提高计算效率和性能。
2. 灵活性:异构计算可以根据不同任务的需求,灵活选择合适的计算资源进行计算,提供定制化的计算能力。
3. 节能环保:异构计算可以通过合理利用不同计算资源,降低能耗和碳排放,提高能源利用效率。
异构计算行业的缺点包括:
1. 开发难度:由于异构计算涉及多种计算资源和编程模型,开发和优化异构计算应用的难度较大。
2. 兼容性:不同类型的计算资源之间存在兼容性问题,需要针对不同计算资源进行适配和优化。
3. 成本高昂:异构计算所需的硬件设备和软件工具通常较为昂贵,对于一些小型企业或个人用户来说,成本可能较高。
数据来源:智研瞻产业研究院
该行业的发展历程如下:
1. 初期阶段:异构计算的概念最早出现在20世纪90年代末和21世纪初,当时主要是指将中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)结合起来进行计算。这一阶段主要集中在科学计算和图形渲染等领域,如NVIDIA的CUDA平台和AMD的Stream技术。
2. 加速器兴起阶段:随着计算需求的增加和对计算效率的要求,其他类型的加速器开始进入异构计算的领域,如可编程逻辑器件(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。这一阶段主要集中在数据中心和云计算领域,如英特尔的Xeon Phi加速器和Google的Tensor Processing Unit(TPU)。
3. AI加速阶段:近年来,人工智能(AI)的快速发展推动了异构计算行业的进一步发展。针对深度学习等AI任务,GPU和ASIC等加速器得到了广泛应用,如NVIDIA的Tensor Core GPU和Google的TPU。
4. 综合计算趋势:随着计算任务的多样化和复杂化,综合计算成为异构计算的新趋势。综合计算将不同类型的计算资源结合起来,提供更灵活和高效的计算能力。例如,AMD推出了将CPU和GPU集成在一颗芯片上的APU(Accelerated Processing Unit)。
(1) 上游主要包括计算硬件和芯片设计厂商,如NVIDIA、AMD、英特尔等。他们负责研发和生产各种类型的计算加速器和处理器。
(2) 中游主要包括计算平台和解决方案提供商,如云计算服务提供商、数据中心运营商等。他们提供基于异构计算的计算平台和解决方案,满足各种计算需求。
(3) 下游主要包括应用开发商和终端用户,如科学研究机构、企业等。他们利用异构计算平台和解决方案进行应用开发和计算任务处理,满足各种需求。
数据来源:智研瞻产业研究院
据调查统计,2017年异构计算行业市场规模为约120.10亿元,增长率为39.9%。2018年异构计算行业市场规模为约176.88亿元,增长率为38.2%。2019年异构计算行业市场规模为约234.94亿元,增长率为30.7%。2020年异构计算行业市场规模为约296.16亿元,增长率为25.9%。2021年异构计算行业市场规模为约362.35亿元,增长率为22.8%。
2018-2023年中国异构计算的行业市场数据分析
统计数据显示,2018年中国异构计算行业市场规模176.88亿元左右,2023年H1中国异构计算行业市场规为216.01亿元左右。2018-2023年H1中国异构计算行业市规模数据分别为:
图表:2018年-2023年H1中国异构计算行业的市场数据分析表
数据来源:智研瞻产业研究院
2023-2029年中国异构计算行业的市场规模发展趋势分析
预测, 2029年中国异构计算行业市场规模为988.52亿元。2023-2029年中国异构计算行业的市场规模发展趋势分析如下:
图表:2023-2029年中国异构计算行业的市场规模发展趋势数据表
数据来源:智研瞻产业研究院
我国异构计算行业的经营现状分析如下:
1. 市场规模扩大:随着人工智能、大数据等技术的快速发展,异构计算市场需求不断增加。根据市场研究机构的数据,我国异构计算市场规模逐年扩大,并预计在未来几年内将保持较高增长率。
2. 技术创新:我国在异构计算领域的技术创新取得了一定的成果。多家国内企业在GPU计算、FPGA计算等方面进行了研发,并取得了一些突破。例如,中国科学院计算技术研究所开发的“天河”系列超级计算机采用了GPU加速技术,在国际上具有一定影响力。
3. 产业链完善:我国异构计算行业的产业链逐渐完善。从计算硬件和芯片设计、计算平台和解决方案提供商,到应用开发和终端用户,各个环节的企业逐渐形成了合理的分工和合作关系。
5. 国际竞争:虽然我国异构计算行业取得了一些成绩,但与国际先进水平相比,仍存在一定差距。国外企业在技术研发、产品创新等方面具有较强竞争力,对我国异构计算行业形成一定的挑战。
异构计算产业链增量:
异构计算主要带来PCB方面的增量
相关标的:FCBGA封装基板:兴森科技
封装基板上游ABF材料:生益科技、华正新材
封装基板填充材料:联瑞新材
高难度PCB:胜宏科技(英伟达)、中富电路(华为)、奥士康(AMD)