本文来自微信公众号“半导体产业纵横”。
有多少钱会花在AI芯片上？
众所周知，企业，尤其是超大规模企业和云计算构建商，都希望可以利用生成式人工智能，目前他们正在花费巨资购买人工智能加速器和相关芯片，以创建人工智能训练和推理集群。
不过，你想要试着算一算到底花了多少钱却很困难。因为很难划清人工智能芯片与构成系统的周边设备之间的界限。估算人工智能市场规模的部分问题在于，没有人真正知道服务器在制造和销售之后会发生什么，以及它被用来做什么。举例来说，你怎么知道一台装载了GPU的机器到底做了多少AI工作或HPC工作？
早在12月份假期结束时，笔者就深入研究了IDC的GenAI支出预测，该预测非常吸引人，因为它将GenAI工作负载与其他类型的AI区分开来，并讨论了构建GenAI系统所需的硬件、软件和服务支出。当然，笔者也提到了AMD首席执行官苏姿丰在2022年和2023年就各类数据中心人工智能加速器（包括GPU和所有其他芯片）提出的最初和修订后的总目标市场。
要提醒大家的是，苏姿丰表示，数据中心AI加速器的目标市场总额在2023年约为300亿美元，到2027年底将以约50%的复合年增长率增长到1500亿美元以上。但一年后，随着12月"Antares"Instinct MI300系列GPU的发布，GenAI热潮骤然升温，苏姿丰表示，AMD预计2023年数据中心AI加速器的市场规模为450亿美元，到2027年将以超过70%的复合年增长率增长，达到4000亿美元以上。
这还仅仅是加速器，而不是服务器、交换机、存储和软件。New Street Research的Pierre Ferragu团队在科技领域做了很多工作，他们在推特上发布了一份关于4000亿美元数据中心加速器TAM可能如何细分的报告。
这是一个非常大的数字，它假定在TAM预测期结束时，人工智能服务器、存储和交换机的销售额约为1万亿美元。
从2024年开始，笔者从富国银行股票研究公司（Wells Fargo Equity Research）董事总经理兼技术分析师亚伦-瑞克斯（Aaron Rakers）那里获得了GPU的销售预测，并在电子表格中找到了一些乐趣。该模型涵盖了从2015年到2022年的数据中心GPU销售情况，并对2023年（预测时数据中心GPU销售尚未结束）和2027年进行了预测。富国银行的预测模型也早于AMD最近几个月做出的修订预测，AMD称2024年GPU销售收入将达到40亿美元。
无论如何，富国银行的模型显示，2023年GPU的销售额为373亿美元，全年出货量为549万台。出货量几乎翻了一番，其中包括各种GPU，而不仅仅是高端GPU。GPU收入增长了3.7倍。根据预测，2024年的数据中心GPU出货量将达到685万块，同比增长24.9%，收入将达到487亿美元，同比增长28%。根据预测，2027年的GPU出货量将达到1351万个，数据中心GPU销售额将达到953亿美元。在这个模型中，英伟达在2023年的收入市场份额为98%，到2027年才下降到87%。
最近，Gartner和IDC都发布了一些关于人工智能半导体销售的统计和预测，我们不妨对它们进行一下了解，以便尝试估计一下人工智能芯片市场的现状，以及若干年后可能出现的情况。
从Gartner开始。将近一年前，Gartner发布了一份关于2022年人工智能半导体销售额的市场研究报告，并对2023年和2027年的销售额进行了预测；几周前，Gartner又发布了一份修订版预测报告，对2023年的销售额进行了预测，并对2024年和2028年的销售额进行了预测。第二份报告的市场研究还包含一些统计数据，这里将其添加到下表中。
Gartner公司副总裁兼分析师Alan Priestly表示，到2026年，所有售出的个人电脑芯片都将是人工智能个人电脑芯片，因为所有笔记本电脑和台式机CPU都将包含某种神经网络处理器。
用于加速服务器的AI芯片是关注的重点，这些芯片的收入（假设不包括其所附带的HBM、GDDR或DDR内存的价值）在2023年为140亿美元，预计在2024年将增长50%，达到210亿美元。但在2024年至2028年期间，服务器用人工智能加速器的复合年增长率预计仅为12%左右，销售额将达到328亿美元。Priestly表示，像TPU以及亚马逊网络服务的Trainium和Inferentia芯片（仅举两例）这样的定制AI加速器在2023年只推动了4亿美元的收入，到2028年也只能推动42亿美元的收入。
如果人工智能芯片的价值占计算引擎价值的一半，而计算引擎的价值占系统成本的一半，那么这些相对较小的数字加起来，就可以从数据中心的人工智能系统中获得相当大的收入。
现在，让我们来看看IDC是如何看待人工智能半导体和人工智能服务器市场的。该公司几周前发布了这张有趣的图表。
在这张图表中，IDC将CPU、GPU、FPGA、定制ASIC、模拟设备、内存和其他用于数据中心和边缘环境的芯片的所有收入汇总在一起。然后，再剔除计算、存储、交换机和其他设备的收入，因为这些设备适用于人工智能训练和人工智能推理系统。这不是所有系统的价值，而是系统中所有芯片的价值；因此不包括机箱、电源、冷却、主板、立卡、机架、系统软件等。如图所示，该图表包含2022年的实际数据，并仍在估算2023年至2027年的数据。
在IDC的这份分析中，半导体的人工智能部分从2022年的421亿美元增长到2023年的预计691亿美元，2022年到2023年的增长率为64.1%。IDC认为，今年的人工智能芯片收入（这并不仅仅指XPU的销售额，而是指数据中心和边缘的人工智能系统中的所有芯片内容）将增长70%，达到1,175亿美元。如果计算2022年至2027年的数字，IDC预计数据中心和AI系统中的AI芯片内容的总收入将以28.9%的年复合增长率增长，到2027年达到1933亿美元。
该图表的博文发表于5月底，是基于2月份的一份报告。在那篇文章中，IDC添加了一些服务器收入的数字，将人工智能服务器与用于其他工作负载的服务器区分开来。
IDC预计，2023年全球服务器销量将下降19.4%，仅略低于1200万台，但由于人工智能服务器的平均售价非常高，人工智能服务器的收入（基于去年对2022年人工智能服务器收入98亿美元的估计）增长了3.2倍，达到313亿美元，占市场份额的23%。IDC预计，到2027年，AI服务器将带动491亿美元的销售额。IDC没有透露其对2027年服务器收入的最新预测，但正如这里所显示的那样，截至2023年底，这一数字为1891.4亿美元。
顺便提一下，在IDC划分服务器市场时，使用CPU上的原生矩阵或矢量引擎在CPU上进行人工智能运算的机器不被视为加速型，无论如何，笔者认为对2027年人工智能服务器收入的预测过低，或者对2027年整体服务器收入的预测过高，或者两者兼而有之。到2027年，具有某种加速功能的人工智能服务器的收入占比或将略低于一半，而且笔者假设数据中心将出现大量的加速和生成式人工智能。
