【前瞻系列】DPU是实现算力卸载的重要载体,行业有望迎来黄金发展期,产业链再梳理(附股)

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前言:中国移动在其2024算力网络大会上正式发布大云磐石DPU,有乡亲希望我能梳理下,安排。

特别说明:

有看官对我各种系列觉得好奇,想问问我是如何分类的。这里统一回复下:

对于任何的题材实际都要经历四个阶段,分别是:萌芽、成长、爆发和衰退。我不同的系列实际对应的就是不同的阶段。

萌芽阶段:依赖于专业深度和人脉广度,可以通过我的置顶文章找到路径。
成长阶段:依赖于资金厚度和政策力度,也就是「前瞻系列」的由来。
爆发阶段:依赖于市场氛围和专业深度,这就是「风口系列」的由来。
衰退阶段:潮起就有潮落,这阶段或许还比较火,我会尽我所能给大家做「吹哨人」。
同时,为了方便诸位对于热门题材的评估跟踪,我这里借鉴这几年私募界比较流行的题材活跃度指数进行了综合评级,具体见文末相关个股部分的介绍。

本篇目录
1.认识算力网络
2.算力时代的芯片
3.行业现状
4.行业前景
5.产业链
6.相关上市公司
7.独家核心提示
PS:重点内容加粗显示,方便加快阅读。

一,来龙去脉
中国移动在其2024算力网络大会上正式发布大云磐石DPU,该芯片带宽为400Gbps,将国产DPU芯片最高传输速率提升一倍,该产品后续将广泛应用于中国移动数据中心建设,涵盖通用计算、智能计算等业务场景。民生证券指出,ChatGPT等AI技术发展大趋势下,算力需求凸显,DPU有望迎来黄金发展期,全球、国内DPU产业市场规模呈现逐年增长的趋势,核心企业有望受益于行业发展趋势。

二,产业背景

1.算力提升与数据增幅呈现剪刀差,DPU 需求凸显

算力提升与数据增幅呈现剪刀差,DPU 可有效减少算力损耗。在当前数据增幅大幅提升的大背景下,CPU 性能的增速减缓,成本大幅增加,算力供给与需求形成剪刀差,CPU 性能提升的难题亟待解决,以 DPU 为代表的异构计算具备将部分通用功能场景化、平台化的特点,实现算法加速并减少 CPU 功耗,有助于运营商、云计算厂商和互联网厂商对数据中心的升级改造,减少高达 30%的数据中心算力税。

2.以降本增效为目标,DPU 直击行业痛点

DPU 要解决的核心问题是基础设施的“降本增效”,即将“CPU 处理效率低下、GPU 处理不了”的负载卸载到专用 DPU,提升整个计算系统的效率,降低整体系统的总体拥有成本(TCO)。

功能方面,DPU 具备集成基础业务、网络数据加速、零信任保护、算存分离等多种功能。可有效解决当前 CPU 算力无法完全作用到应用程序,数据处理速度慢,授信导致的数据泄露,存储方案兼容性差等诸多问题。

DPU 助力实现“算存分离”,BlueField SNAP 技术方案通过在服务器系统的数据入口处引入计算资源,在 DPU 上独立实现面对应用需求的存储方案,帮助存储厂商在数据中心中低成本地灵活部署、升级高级存储协议,而完全不需要对现有软件栈进行任何更改。

三,认识DPU

DPU(数据处理芯片 Data Process Unit)被认为是继 CPU 和 GPU 之后的 “第三颗主力芯片”。DPU(Data Processing Unit)是新近发展起来的一种专用处理器。2020 年 NVIDIA 公司发布的 DPU 产品战略中将其定位为数据中心继CPU 和 GPU 之后的“第三颗主力芯片”。随着芯片业制造工艺的不断精进,以及数字化技术如 AI 的发展,芯片行业不断推陈出新。DPU 作为新型芯片的一种,它的出现是异构计算的一个阶段性标志。

DPU 是以数据处理为核心的专用数据处理单元,是对传统计算资源的网络、安全和存储的卸载平台。传统数据中心以 CPU 为主要数据处理单元,通常庞大的基础架构的运行已占据相当一部分 CPU 核,给数据处理任务带来非常大的挑战。

四,行业现状

1.算力时代的必然产物

当 CPU 处理能力的增速(一度由摩尔定律定义)逐渐赶不上网络带宽、数据交换的规模增速时,算力的架构就会逼近,而2020 年以来市场突破点的基础已经较明确的成型,所以算力方面,随时会爆发机会。DPU芯片的出现就是在这个背景下诞生的。

2.DPU 带动异构算力互联,应用市场涵盖高新技术产业多领域

异构算力互联即为 GPU、FPGA、ASIC 或其它加速卡与 CPU 之间的数据连接。DPU 产业在电信、互联网、智能驾驶、AI 服务器及其他行业应用需求不断增长。

四,行业前景

1.海外厂商暂时领先,国产厂商蓄势待发

DPU 行业市场集中度较高。根据头豹研究院数据,2020 年国内 DPU市场中,国际三大厂商英伟达博通Intel 的份额分别达到 55%、36%、9%。国内厂商中,华为,阿里百度腾讯也在近几年针对自身服务器进行自研与外购 DPU,针对的主要功能在于数据,存储与安全方面。

2.DPU 适用于多种场景。

目前面向下游应用的处理主要包括网络安全、人工智能(AI)、边缘计算(智能驾驶、工业互联网)等,应用面广、需求明确,意味着瓶颈在于产品研发而非市场客户。技术护城河让先发位置或有芯片设计制造优势的企业能够享受行业红利。

3.国产创新企业机会优。

DPU 的制程挑战略低,适合新入局者;需要结合上层应用需求,给到垂直行业企业更多业务机会;科技巨头可能会更倾向于通过收购、生态等方式参与。同时,我国在数据中心规模、增速和用户数量相较于国外有优势。因此认为国产创新企业投资机会更佳。

4.全球、国内市场均有望保持高增,行业高景气度有望延续

全球 DPU 产业发展趋势:得益于智能网卡方案的逐步成熟,叠加全球通用服务器出货量的稳定增长、L3 以上级别智能驾驶汽车的技术落地、工业控制领域的需求增加、边缘计算技术和物联网技术的迅速发展,全球 DPU 产业市场规模呈现逐年增长的趋势,并随着 IntelNVIDIA 等厂商的 DPU 大规模量产,预计 DPU市场将迎来快速增长。根据赛迪顾问数据,2020 年全球 DPU 产业市场规模达30.5 亿美元,预计到 2025 年全球 DPU 产业市场规模将超过 245.3 亿美元,期间 CAGR 高达 51.73%。

五,产业链

DPU 技术方案与主流厂商:当前业界 DPU 的实现技术方案主要分为两种— —FPGA 和 ASIC/SoC(systemofchip,系统级芯片)。国外主流厂商有 Fungible、 Mellanox(2020 年 4 月被英伟达收购)、英伟达、英特尔等。

上游:EDA、IP 核、制造、封测;中游:云厂商、芯片厂商;下游:云厂商、电信领域。

1.EDA——DPU 研发之基

EDA 是集成电路上游的设计基础工具,对 DPU 研发与生产中的生产效率、产品技术水平有重要影响。 EDA 在 DPU 芯片设计环节对提高成功率和降低费用至关重要。在芯片设计方面,设计人员需使用 EDA 工具来设计几十万到数十亿晶体管的复杂集成电路,以减少偏差、提高成功率和降低费用。

全球 EDA 市场规模从2012 年的 65.36 亿美元持续增长至 2021 年的 132.75 亿美元,年复合增速为8.2%。 2016-2020 年,我国 EDA 市场规模由 57.4 亿元增长至 93.1 亿元,期间 CAGR 为 12.85%。 国内 EDA 市场长期由国际三大厂商占据,未来有望迎来突破。在政策支持、人才涌现、企业大力投入研发的背景下,国产 EDA 企业已经崭露头角,国内 EDA 企业龙头华大九天在面板电路 EDA 工具领域的技术已经达到了国际领先水平,在模拟电路 EDA 工具领域实现了全流程覆盖,在数字电路 EDA 工具领域实现的点工具的突破,2021年,其在国内 EDA 市场市占率已经达到 6%,超过 Ansys 和 Keysight。概伦电子也初步打入市场,占据国内市场 1.9%的份额。

2.IP 核——DPU 大厦的钢筋与混凝土

IP 核是 DPU 研发生产中必不可少的一部分,IP(Intellectual Property)核是芯片设计环节中逐步分离出来的、经过验证的、可重复使用的设计模块,其作用是在芯片设计环节中降低冗余设计成本,降低错误发生的风险,提高芯片设计效率。供需合力孕育 IP 核产业,未来需求打开新增通道,从市场总体来看,IP 市场规模稳步提升,市场增速上行。

3. DPU 制造中的能工巧匠

DPU 厂商多为 Fabless 模式,需要寻找代工厂来进行芯片的制造,封装,测试等过程。追寻摩尔定律能让消费者享受更便宜的算力,晶圆代工是推动摩尔定律最重要的环节。

4.数据中心—DPU 当前的核心应用场景

数据中心作为数据产生、汇聚、融合、传输的重要场所,是承载算力的物理实体,是传统产业数字化转型的催化剂,是数字产业快速发展的动力引擎,是我国新基建的核心组成部分。提供有利于服务器提高性能,降低成本的解决方案的 DPU 厂商将在成本日益提升的服务器芯片市场中得到厂商更多的青睐。

5.互联网行业:数据中心下游客户之一,大型企业为 DPU 潜在用户

不同规模、不同类型互联网企业对 IDC 的需求存在很大差异。大型互联网企业偏好定制型交付模式,而中小型企业多采用服务器租赁或 TKF 模式。大型互联网企业对 IDC 需求规模较大,多采用定制型的交付模式,与 IDC 运营商签订长期合约;而中小型互联网客户 IDC 需求规模较小,多以服务器租赁和 TKF 模式(一站式服务)与 IDC 运营商达成合作,签订的合约期限较短,有些运营商会根据客户体量采用差异化结算方式。中小型互联网企业对价格的敏感性尤其高,对 IDC运营商来说,这部分客户是经济下行时最容易退租、风险最高且最难保证盈利的群体。

6.云计算:数据中心的需求来源,DPU 当前最核心的场景

云计算市场是数据中心核心的需求来源,也是对 DPU 行业最先应用的场景。数据中心云计算用户主要分为公有云、私有云和独立第三方云计算厂商。公有云厂商代表为阿里云和腾讯云。阿里云对外助力企业数字化转型,对内承载庞大业务体系 IT 资源需求,对 IDC 的需求量庞大且多元。华为云业务以私有云为强项,产品强调私密性、安全性,近年来大力建设自有数据中心。优刻得(UCloud)是中立第三方公有云厂商,IDC 采购以零售型为主。

六,相关上市及公司

为方便大家对我每天整理的题材、概念涉及的个股进行收集、归纳、整理,即日起,我按照发布时间将每天涉及的板块个股做合集清单,方便大家翻阅,见下图

特别说明:以下仅为部分个股,个股业务匹配度有差异,故表现有强弱、先后区分,故需进一步阅读对应的第三方独立「个股报告」进行筛选,但因版权方要求,「个股报告」仅在「内部报告」栏目提供。

PS:关于图片显示不完整
1)个股大家可以自己收集,关键还是看逻辑,我也只是收集整理,并不涉及判断好坏
2)图片较大,全部上传,清晰度不够
3)「高匹配度个股核心内容解读」涉及商业利益,不适合在公众平台发布

七,独家核心提示
「前瞻系列」,自然是有些超前的,超前并不等于没有表现,但至少说明目前还没有被市场充分挖掘,而其中最容易出现的就是个股行情带动板块行情,所以在个股的把握上更为重要,这时候特别要关注「公司业务匹配度」的情况,也就是「高匹配度个股核心内容解读」中的内容,只有关联度高才能有持续表现。

以上是我自己研究的方向和思路,也就是和大家一起分享下。

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$中兴通讯(SZ000063)$ $航锦科技(SZ000818)$

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04-30 07:48

dpu 左江?