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GPU市场分析:增长趋势和未来展望

芝能汽车  · 公众号  · 汽车  · 2024-10-27 10:57

正文

芝能智芯出品


人工智能(AI)在多个行业的广泛应用,AI数据中心的需求急剧增长,推动这一趋势的关键技术之一是GPU加速器,尤其是AMD与Nvidia的Instinct和A100/H100等系列产品。


AI加速器市场看似不断扩展,实际的市场增长预测显示,未来几年增速将有所放缓。这种放缓趋势背后隐藏着复杂的市场和技术因素。




Part 1

AI加速器市场

的高速增长与放缓


根据AMD首席执行官Lisa Su的最新预测,全球在AI数据中心加速器上的支出预计将在2023年到2028年间达到7000亿至9000亿美元。


这个数字本身虽然巨大,但较之前的预测已显示出增长放缓的趋势。与2023年6月的预期相比,2024年10月的预测复合年增长率(CAGR)从70%下调至60%。


未来几年AI加速器市场仍会继续扩张,但其增速将逐渐减缓,可能预示着行业进入成熟期。



● GPU加速器主导市场


GPU加速器主导着AI数据中心市场,尤其是由Nvidia和AMD推动的高性能GPU,如Nvidia的A100、H100系列以及AMD的Instinct MI300系列。


这些加速器的优势在于其处理复杂计算任务的能力,特别是在机器学习和深度学习领域。FPGA(现场可编程门阵列)虽然曾一度被认为是AI加速的重要技术,但在现阶段市场份额有限。



然而,随着越来越多的企业研发自主的AI加速器(如谷歌的TPU和AWS的Inferentia),AI加速器市场的竞争格局变得更加多样化。特别是在云计算领域,定制化硬件逐渐成为一种趋势。


● 数据中心AI加速器TAM的变化


AMD的最新预测显示,到2028年,数据中心AI加速器的终端收入可能达到5000亿美元,这一数字较之前的预测有所调整,复合年增长率从70%降至60%。


这种增长率的调整并不意味着市场需求减弱,而是反映了市场进入稳步扩展阶段后,爆发性增长逐渐消退。


AI加速器的TAM(可寻址市场总额)不仅涵盖GPU,还包括FPGA和其他定制加速器的增长。


Su & Co的预测模型虽然显示到2028年终端收入达到5000亿美元,但实际的市场增速仍可能受制于全球经济环境、技术创新速度以及企业对AI加速器的需求变化。


Nvidia和AMD作为AI加速领域的龙头企业,其产品如Nvidia的H100和AMD的Instinct MI300系列都具备出色的AI处理性能,适用于深度学习和机器学习等计算密集型任务。


然而,谷歌、亚马逊和微软等科技巨头自主研发的AI加速器逐渐蚕食市场份额,尤其是在云计算和特定应用场景中,这些企业的自研硬件加速器因其高度定制化和成本效益受到青睐。


以谷歌的TPU为例,其针对特定AI任务进行了专门优化,能够提供比通用GPU更高的计算效率和能耗比。而AWS的Inferentia则专注于推理任务,降低了云服务中大规模推理计算的成本。


这些定制加速器的崛起为市场带来了更多的选择,同时也促使GPU厂商不断提升技术,以保持竞争优势。


AI加速器市场的持续扩展不仅依赖于硬件性能的提升,还需要架构上的创新。例如,AMD和Nvidia的最新一代GPU不仅在计算能力上有所突破,还通过改进内存架构、增加处理单元、提升能效比等方面进行优化,以适应AI工作负载的多样化需求。


AI加速器可能会在异构计算架构上继续演进,即将CPU、GPU、FPGA和其他加速器整合到一个统一的计算平台中。这种架构可以更高效地处理复杂的AI任务,尤其是在推理和训练任务中。


此外,量子计算和神经拟态计算等前沿技术的逐步商业化也可能为AI加速领域带来革命性变化。



Part 2

技术创新与市场竞争


AI加速器市场增速放缓的一个重要原因是需求的动态变化。尽管AI技术在多个领域得到了广泛应用,如自动驾驶、语音识别和医疗影像分析等,但企业对AI加速器的投资并非线性增长。


部分企业在初期对AI加速器进行大规模投资后,可能在后期减少了新增设备的采购。


企业更加关注如何优化现有的AI基础设施,而非一味追求硬件更新。这种现象特别体现在云计算领域,云服务提供商通过优化现有AI加速器集群的使用效率来满足用户需求,而非不断扩展硬件规模。


GPU在处理AI任务时表现出色,但其高能耗和散热问题仍是限制其大规模应用的关键因素之一。尤其是在超大规模数据中心中,GPU加速器的能耗成为了运营成本的重要组成部分。


为了解决这一问题,行业内的技术创新方向开始转向低功耗、高能效的加速器解决方案。AI加速器的研发重点可能会集中在如何通过改进架构、优化功耗管理等方式降低能耗,同时提升计算性能。


这一趋势不仅会推动AI加速器的进一步发展,还将为AI数据中心的可持续性提供技术支持。


2023年至2028年间,全球在AI数据中心加速器上的支出将达到7000亿至9000亿美元,而整个AI系统的支出则可能接近2万亿美元。这一庞大的市场规模不仅会影响半导体行业,还将对全球经济产生深远影响。


AI在各个行业的渗透率不断提高,这可能会导致部分传统行业的工作岗位被取代。例如,自动化技术的普及使得制造业、物流业等领域的劳动力需求减少。


然而,AI技术的快速发展也创造了新的就业机会,尤其是在数据科学、AI算法开发和AI硬件设计等领域。


从经济角度看,AI加速器的应用将推动各行业的数字化转型,提升生产效率并降低运营成本。尤其是在金融、医疗、制造和零售等领域,AI的应用已经显现出巨大的经济效益。


此外,AI加速器市场的扩展还将带动半导体产业链上下游企业的增长,进一步推动全球科技产业的发展。



小结


AI加速器市场的增速预测有所放缓,但其长期发展前景依然广阔。AMD和Nvidia作为市场的主要推动者,将继续通过技术创新保持竞争力,自研AI加速器的崛起、多样化需求的涌现以及新兴技术的应用,都会对AI加速器市场的未来产生深远影响。