AI 芯片：一場燒錢的瘋狂競賽

眾所周知，企業，尤其是超大規模企業和云計算構建商，都希望可以利用生成式人工智能，目前他們正在花費巨資購買人工智能加速器和相關芯片，以創建人工智能訓練和推理集群。

不過，你想要試著算一算到底花了多少錢卻很困難。因為很難劃清人工智能芯片與構成系統的周邊設備之間的界限。估算人工智能市場規模的部分問題在于，沒有人真正知道服務器在制造和銷售之后會發生什么，以及它被用來做什么。舉例來說，你怎么知道一臺裝載了 GPU 的機器到底做了多少 AI 工作或 HPC 工作？

早在 12 月份假期結束時，筆者就深入研究了 IDC 的 GenAI 支出預測，該預測非常吸引人，因為它將 GenAI 工作負載與其他類型的 AI 區分開來，并討論了構建 GenAI 系統所需的硬件、軟件和服務支出。當然，筆者也提到了 AMD 首席執行官蘇姿豐在 2022 年和 2023 年就各類數據中心人工智能加速器（包括 GPU 和所有其他芯片）提出的最初和修訂后的總目標市場。

要提醒大家的是，蘇姿豐表示，數據中心 AI 加速器的目標市場總額在 2023 年約為 300 億美元，到 2027 年底將以約 50% 的復合年增長率增長到 1500 億美元以上。但一年后，隨著 12 月 "Antares "Instinct MI300 系列 GPU 的發布，GenAI 熱潮驟然升溫，蘇姿豐表示，AMD 預計 2023 年數據中心 AI 加速器的市場規模為 450 億美元，到 2027 年將以超過 70% 的復合年增長率增長，達到 4000 億美元以上。

這還僅僅是加速器，而不是服務器、交換機、存儲和軟件。New Street Research 的 Pierre Ferragu 團隊在科技領域做了很多工作，他們在推特上發布了一份關于 4000 億美元數據中心加速器 TAM 可能如何細分的報告。

這是一個非常大的數字，它假定在 TAM 預測期結束時，人工智能服務器、存儲和交換機的銷售額約為 1 萬億美元。

從 2024 年開始，筆者從富國銀行股票研究公司（Wells Fargo Equity Research）董事總經理兼技術分析師亞倫-瑞克斯（Aaron Rakers）那里獲得了 GPU 的銷售預測，并在電子表格中找到了一些樂趣。該模型涵蓋了從 2015 年到 2022 年的數據中心 GPU 銷售情況，并對 2023 年（預測時數據中心 GPU 銷售尚未結束）和 2027 年進行了預測。富國銀行的預測模型也早于 AMD 最近幾個月做出的修訂預測，AMD 稱 2024 年 GPU 銷售收入將達到 40 億美元。

無論如何，富國銀行的模型顯示，2023 年 GPU 的銷售額為 373 億美元，全年出貨量為 549 萬臺。出貨量幾乎翻了一番，其中包括各種 GPU，而不僅僅是高端 GPU。GPU 收入增長了 3.7 倍。根據預測，2024 年的數據中心 GPU 出貨量將達到 685 萬塊，同比增長 24.9%，收入將達到 487 億美元，同比增長 28%。根據預測，2027 年的 GPU 出貨量將達到 1351 萬個，數據中心 GPU 銷售額將達到 953 億美元。在這個模型中，英偉達在 2023 年的收入市場份額為 98%，到 2027 年才下降到 87%。

最近，Gartner 和 IDC 都發布了一些關于人工智能半導體銷售的統計和預測，我們不妨對它們進行一下了解，以便嘗試估計一下人工智能芯片市場的現狀，以及若干年后可能出現的情況。

從 Gartner 開始。將近一年前，Gartner 發布了一份關于 2022 年人工智能半導體銷售額的市場研究報告，并對 2023 年和 2027 年的銷售額進行了預測；幾周前，Gartner 又發布了一份修訂版預測報告，對 2023 年的銷售額進行了預測，并對 2024 年和 2028 年的銷售額進行了預測。第二份報告的市場研究還包含一些統計數據，這里將其添加到下表中。

Gartner 公司副總裁兼分析師 Alan Priestly 表示，到 2026 年，所有售出的個人電腦芯片都將是人工智能個人電腦芯片，因為所有筆記本電腦和臺式機 CPU 都將包含某種神經網絡處理器。

用于加速服務器的 AI 芯片是關注的重點，這些芯片的收入（假設不包括其所附帶的 HBM、GDDR 或 DDR 內存的價值）在 2023 年為 140 億美元，預計在 2024 年將增長 50%，達到 210 億美元。但在 2024 年至 2028 年期間，服務器用人工智能加速器的復合年增長率預計僅為 12% 左右，銷售額將達到 328 億美元。Priestly 表示，像 TPU 以及亞馬遜網絡服務的 Trainium 和 Inferentia 芯片（僅舉兩例）這樣的定制 AI 加速器在 2023 年只推動了 4 億美元的收入，到 2028 年也只能推動 42 億美元的收入。

如果人工智能芯片的價值占計算引擎價值的一半，而計算引擎的價值占系統成本的一半，那么這些相對較小的數字加起來，就可以從數據中心的人工智能系統中獲得相當大的收入。

現在，讓我們來看看 IDC 是如何看待人工智能半導體和人工智能服務器市場的。該公司幾周前發布了這張有趣的圖表。

在這張圖表中，IDC 將 CPU、GPU、FPGA、定制 ASIC、模擬設備、內存和其他用于數據中心和邊緣環境的芯片的所有收入匯總在一起。然后，再剔除計算、存儲、交換機和其他設備的收入，因為這些設備適用于人工智能訓練和人工智能推理系統。這不是所有系統的價值，而是系統中所有芯片的價值；因此不包括機箱、電源、冷卻、主板、立卡、機架、系統軟件等。如圖所示，該圖表包含 2022 年的實際數據，并仍在估算 2023 年至 2027 年的數據。

在 IDC 的這份分析中，半導體的人工智能部分從 2022 年的 421 億美元增長到 2023 年的預計 691 億美元，2022 年到 2023 年的增長率為 64.1%。IDC 認為，今年的人工智能芯片收入（這并不僅僅指 XPU 的銷售額，而是指數據中心和邊緣的人工智能系統中的所有芯片內容）將增長 70%，達到 1,175 億美元。如果計算 2022 年至 2027 年的數字，IDC 預計數據中心和 AI 系統中的 AI 芯片內容的總收入將以 28.9% 的年復合增長率增長，到 2027 年達到 1933 億美元。

該圖表的博文發表于 5 月底，是基于 2 月份的一份報告。在那篇文章中，IDC 添加了一些服務器收入的數字，將人工智能服務器與用于其他工作負載的服務器區分開來。

IDC 預計，2023 年全球服務器銷量將下降 19.4%，僅略低于 1200 萬臺，但由于人工智能服務器的平均售價非常高，人工智能服務器的收入（基于去年對 2022 年人工智能服務器收入 98 億美元的估計）增長了 3.2 倍，達到 313 億美元，占市場份額的 23%。IDC 預計，到 2027 年，AI 服務器將帶動 491 億美元的銷售額。IDC 沒有透露其對 2027 年服務器收入的最新預測，但正如這里所顯示的那樣，截至 2023 年底，這一數字為 1891.4 億美元。

順便提一下，在 IDC 劃分服務器市場時，使用 CPU 上的原生矩陣或矢量引擎在 CPU 上進行人工智能運算的機器不被視為加速型，無論如何，筆者認為對 2027 年人工智能服務器收入的預測過低，或者對 2027 年整體服務器收入的預測過高，或者兩者兼而有之。到 2027 年，具有某種加速功能的人工智能服務器的收入占比或將略低于一半，而且筆者假設數據中心將出現大量的加速和生成式人工智能。