AI時(shí)代的算力領(lǐng)軍人2024

本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1相關(guān)研究AR-2024/07/07封測(cè)產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)遇-2024/06/30新范式-2024/06/18GPU+DPU+CPU全面布局，AI軟硬件一體化龍頭優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先。英偉達(dá)成立于1993年，構(gòu)建以CUDA生態(tài)為核心，將底層GPU+DPU+CPU進(jìn)行整合，提供數(shù)據(jù)中心的全領(lǐng)域加速計(jì)算方案，在持續(xù)推進(jìn)的AI浪潮中，成為了軟硬件一體化的云計(jì)算解決方案領(lǐng)導(dǎo)者。公司業(yè)務(wù)布局包括數(shù)據(jù)中心、游戲、專業(yè)可視化、汽車四大板塊，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)伴隨著AI浪潮高速成長(zhǎng)，2025財(cái)年第一季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)收225.63億美元，同比增長(zhǎng)426.68%，同時(shí)公司其他幾大業(yè)務(wù)板塊業(yè)績(jī)也在穩(wěn)步提升，為公司整體營(yíng)收和利潤(rùn)帶來(lái)正向貢獻(xiàn)。2024財(cái)年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收609.22億美元，同比+125.85%，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)297.60億美元，同比+581.32%；2025財(cái)年第一季度公司業(yè)績(jī)進(jìn)一步提速，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收260.44億美元，同比+262.12%，凈利潤(rùn)為148.81億美元，同比+628.39%。AI浪潮仍處于訓(xùn)練階段，伴隨下游客戶需求增長(zhǎng)，公司業(yè)績(jī)有望持續(xù)提升。云商資本開(kāi)支不斷上修，反映出下游對(duì)AI的需求強(qiáng)勁。此前市場(chǎng)擔(dān)憂AI訓(xùn)練的需求會(huì)隨著大模型訓(xùn)練告一段落而放緩，而2024年以來(lái)北美四大云商紛紛上修全年資本開(kāi)支指引，2024年一季度四大云商合計(jì)資本開(kāi)支476億美元，同比增長(zhǎng)38.98%，反映出客戶對(duì)訓(xùn)練算力的需求仍在超預(yù)期。當(dāng)前階段來(lái)看，訓(xùn)練側(cè)的OpenAI等公司推出的大模型參數(shù)仍在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而Sora等應(yīng)用領(lǐng)域的模型推出，以及蘋果接入GPT-4o等則反映出AI應(yīng)用落地節(jié)奏的加速，有望帶來(lái)新一輪的推理側(cè)算力需求。目前來(lái)看，AI進(jìn)展仍處于早期階段，生成式人工智能的推進(jìn)將給英偉達(dá)帶來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)的下游需求。GB200等產(chǎn)品大幅加強(qiáng)了英偉達(dá)在AI算力領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。此前英偉達(dá)在算力領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大的硬件性能以及完善的軟件生態(tài)壁壘。2023年以來(lái)，AMD、Intel等芯片設(shè)計(jì)公司，以及谷歌、微軟、Meta、亞馬遜等英偉達(dá)的下游客戶紛紛增強(qiáng)加速卡領(lǐng)域的布局，例如AMD加大ROCm生態(tài)的投入，并且推出MI300X等更高性價(jià)比的產(chǎn)品，意圖搶占英偉達(dá)的市場(chǎng)份額。而英偉達(dá)的H200、Blackwell平臺(tái)以及GB200等產(chǎn)品則進(jìn)一步加強(qiáng)了英偉達(dá)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。英偉達(dá)通過(guò)H200等產(chǎn)品給客戶提供更多更具性價(jià)比的選擇的同時(shí)，又通過(guò)GB200在服務(wù)器架構(gòu)上的優(yōu)化，解決了GPU之間的互聯(lián)瓶頸，大幅提升了英偉達(dá)服務(wù)器的推理和訓(xùn)練能力，也改善了英偉達(dá)的產(chǎn)業(yè)鏈上下游話語(yǔ)權(quán)。展望未來(lái)，我們認(rèn)為英偉達(dá)在算力領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和壁壘有望被不斷鞏固。投資建議：AI浪潮正在加速，云廠商在訓(xùn)練側(cè)的需求持續(xù)提升，并且后續(xù)的推理場(chǎng)景有望帶來(lái)更大的算力市場(chǎng)空間。英偉達(dá)在AI領(lǐng)域的布局領(lǐng)先，同時(shí)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距逐步擴(kuò)大。在生成式人工智能給英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)帶來(lái)持續(xù)成長(zhǎng)動(dòng)力的同時(shí)，公司的其他三大業(yè)務(wù)板塊也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。展望未來(lái)，公司業(yè)績(jī)有望持續(xù)提升，建議積極關(guān)注。風(fēng)險(xiǎn)提示：AI行業(yè)需求波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局變化的風(fēng)險(xiǎn)；產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)；宏觀經(jīng)濟(jì)及下游需求恢復(fù)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。重點(diǎn)公司盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí)EPS（美元）FYFY2026EFYFY2024APE（倍）FYFY2026EFY2024AFY2025EFY2025E英偉達(dá)行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告21英偉達(dá)：人工智能時(shí)代AI算力領(lǐng)軍者 31.1業(yè)務(wù)持續(xù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，全面擁抱人工智能 31.2AI芯片驅(qū)動(dòng)高速增長(zhǎng)，軟硬件結(jié)合構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)壁壘 2AI開(kāi)啟大算力時(shí)代，加速卡需求井噴 72.1生成式AI帶動(dòng)加速卡需求快速增長(zhǎng) 72.2各環(huán)節(jié)廠商入局，“一超多強(qiáng)”時(shí)代開(kāi)啟 3軟硬件生態(tài)領(lǐng)先，加速卡龍頭地位穩(wěn)固 3.1加速卡全性能領(lǐng)先，GB200拉開(kāi)差距 3.2GPU+CPU+DPU全布局，從加速卡向系統(tǒng)巨頭升級(jí) 3.3軟件生態(tài)至關(guān)重要，CUDA優(yōu)勢(shì)長(zhǎng)期存在 4其他業(yè)務(wù)板塊穩(wěn)健增長(zhǎng) 214.1游戲業(yè)務(wù)：收入保持穩(wěn)定，技術(shù)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先 214.2專業(yè)可視化業(yè)務(wù)：加強(qiáng)AI導(dǎo)入，應(yīng)用場(chǎng)景廣闊 224.3汽車：擁有完整解決方案，與客戶深度合作 235投資建議 256風(fēng)險(xiǎn)提示 27插圖目錄 28表格目錄 28行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告31英偉達(dá)：人工智能時(shí)代AI算力領(lǐng)軍者NVIDIA成立于1993年，通過(guò)構(gòu)建以CUDA生態(tài)為核心，將底層GPU+DPU+CPU進(jìn)行整合，提供數(shù)據(jù)中心的全領(lǐng)域加速計(jì)算方案，并結(jié)合AI+云計(jì)算的時(shí)代背景，成為人工智能時(shí)代軟硬件一體化AI+云計(jì)算解決方案領(lǐng)導(dǎo)者。其發(fā)展歷程主要可分為以下幾個(gè)階段：（1993-1998）起步發(fā)展階段：NVIDIA在成立之初通過(guò)生產(chǎn)3D圖形芯片布局游戲和多媒體市場(chǎng)。1997年4月，公司推出全球首款128bit的3D處理器RIVA128，這是第一款支持微軟Direct3D加速的圖形芯片，也是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上唯一真正具有真正3D加速能力的2D+3DAGP顯卡，上市四個(gè)月出貨量突破100萬(wàn)片。1998年，英偉達(dá)正式與臺(tái)積電簽約建立合作伙伴關(guān)系。1999年公司推出的RIVATNT2在制程工藝升級(jí)的同時(shí)核心頻率和顯存容量皆有極大提升，并以價(jià)格優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大市場(chǎng)份額，幫助公司成為行業(yè)龍頭。（1999-2005）快速成長(zhǎng)階段：英偉達(dá)于1999年納斯達(dá)克在上市，發(fā)行價(jià)為12美元，發(fā)行數(shù)量為350萬(wàn)股。同年推出Geforce256，這是全球真正意義上第一塊GPU獨(dú)立顯卡。2000年3月，英偉達(dá)成功拿到微軟首款XBOX游戲機(jī)的圖形處理器訂單，保持圖形處理領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，游戲產(chǎn)業(yè)和英偉達(dá)顯卡技術(shù)進(jìn)步互相促進(jìn)。（2005-2016）轉(zhuǎn)型拓展階段：2006年，英偉達(dá)推出CUDA軟件平臺(tái)，展示GPU強(qiáng)大的并行處理能力，把顯卡的邊界從游戲和3D圖像處理擴(kuò)展到通用加速計(jì)算的領(lǐng)域。在此階段英偉達(dá)全面完善產(chǎn)品線，產(chǎn)品覆蓋高中低端下游各應(yīng)用市場(chǎng)，如GeForce系列顯卡針對(duì)PC游戲市場(chǎng)，Tesla和Quadro系列GPU被廣泛應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)科學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域，DRIVE高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)助力公司布局自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。（2016-至今）AI加速階段：2016年公司推出全球首款一體化深度學(xué)習(xí)超級(jí)計(jì)算機(jī)——DGX-1，搭載8塊P100加速器的超算，可強(qiáng)力支持人工智能應(yīng)用程序，正式開(kāi)啟人工智能時(shí)代。2018年，英偉達(dá)推出“Turing(圖靈)”GPU架提供支持。近年來(lái)隨著AI算力迭代升級(jí)，公司借助NVIDIAOmniverse平臺(tái)，廣泛覆蓋人工智能、加速計(jì)算、元宇宙、游戲、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，為公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展拓展更多可能。行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告4圖1：英偉達(dá)發(fā)展歷程資料來(lái)源：英偉達(dá)官網(wǎng)，民生證券研究院整理產(chǎn)品線方面，英偉達(dá)在數(shù)據(jù)中心、游戲、專業(yè)可視化、汽車四大業(yè)務(wù)板塊均有業(yè)務(wù)布局。1）數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)：公司已完成CPU+GPU+DPU三芯的硬件布局，通過(guò)底層硬件架構(gòu)和CUDA生態(tài)整合，構(gòu)建全領(lǐng)域加速計(jì)算平臺(tái)。近幾年公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)主要由數(shù)據(jù)中心貢獻(xiàn)，公司也將加快技術(shù)迭代速度，重塑AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心。2）游戲業(yè)務(wù)：公司提供用于PC的GeForceRTX和GeForceGTX顯卡、用于其他游戲機(jī)的GeForceNOW云游戲、用于在電視播放高質(zhì)量流媒體的SHIELD，并與游戲方合作提供開(kāi)發(fā)服務(wù)。截至2024年3月，公司在游戲GPU領(lǐng)域的市占率超過(guò)80%。3）專業(yè)可視化業(yè)務(wù)：NVIDIARTXGPU和EGX平臺(tái)為客戶提供涵蓋專業(yè)圖形渲染、云端XR應(yīng)用、AI數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)研究的專業(yè)可視化業(yè)務(wù)，可應(yīng)用在汽車、建筑、醫(yī)療、影視媒體等多場(chǎng)景。4）汽車業(yè)務(wù)：DRIVEOrinSoC芯片能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛功能、置信度視圖、數(shù)字儀表盤以及AI座艙提供強(qiáng)力支持，Hyperion架構(gòu)將AI計(jì)算與完整的傳感器套件集成整合，能加速自動(dòng)駕駛的開(kāi)發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證過(guò)程。軟件方面，英偉達(dá)擁有完善的底層基礎(chǔ)框架和上層應(yīng)用工具。CUDA、DOCA等底層應(yīng)用框架降低芯片產(chǎn)品的編程難度，更好實(shí)現(xiàn)全平臺(tái)融合，GeforceNow、Omniverse、AIEnterprise、Drive等應(yīng)用平臺(tái)助力公司開(kāi)拓不同商務(wù)場(chǎng)景，英偉達(dá)與不同終端客戶的深度合作可以讓英偉達(dá)及時(shí)預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向，為公司的可持續(xù)發(fā)展提供助力。行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告5圖2：英偉達(dá)軟硬件產(chǎn)品線英偉達(dá)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)可分為數(shù)據(jù)中心、游戲、專業(yè)可視化、汽車和機(jī)器人四大板塊。數(shù)據(jù)中心營(yíng)收占比較高，且近幾年公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)主要由數(shù)據(jù)中心板塊貢獻(xiàn)，而游戲和可視化業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定。數(shù)據(jù)中心FY25Q1營(yíng)收225.63億美元，占比86.63%，同比增長(zhǎng)426.68%。游戲業(yè)務(wù)FY25Q1營(yíng)收26.47億美元，占比10.16%，同比增長(zhǎng)18.17%。專業(yè)可視化業(yè)務(wù)FY25Q1營(yíng)收4.27億美元，占比1.64%，同比增長(zhǎng)44.75%。汽車和機(jī)器人業(yè)務(wù)FY25Q1營(yíng)收3.29億美元，占比1.27%，同比增長(zhǎng)11.15%。從FY22Q1到FY25Q1，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)營(yíng)收占比從36.18%提升到86.92%，上升50.74pct；游戲業(yè)務(wù)營(yíng)收占比從48.76%減少到10.16%，下降38.60pct。專業(yè)可視化業(yè)務(wù)營(yíng)收從FY22Q1的3.72億美元增加到4.27億美元，汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收從FY22Q1的1.54億美元增加到3.29億美元，隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心對(duì)公司的重要性不斷提升，該業(yè)務(wù)的營(yíng)收金額和營(yíng)收占比有望持續(xù)圖3：FY2022-FY2025Q1公司各業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入（億美圖4：FY2022-FY2025Q1公司各業(yè)務(wù)收入占比（%）數(shù)據(jù)中心游戲?qū)I(yè)可視化汽車其他數(shù)據(jù)中心游戲?qū)I(yè)可視化汽車其他數(shù)據(jù)中心游戲?qū)I(yè)可視化汽車其他300250200500250200500資料來(lái)源：Bloomberg，民生證券研究院資料來(lái)源：Bloomberg，民生證券研究院行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告6得益于人工智能和高性能計(jì)算前所未有的需求水平，英偉達(dá)2024財(cái)年總營(yíng)收達(dá)到609.22億美元，同比增長(zhǎng)125.85%，凈利潤(rùn)為297.60億美元，同比增長(zhǎng)581.32%。2024年一季度公司推出的Blackwell平臺(tái)以萬(wàn)億參數(shù)規(guī)模推動(dòng)AI計(jì)算的新時(shí)代，該季度營(yíng)收為260.44億美元，同比增長(zhǎng)262.12%，凈利潤(rùn)為億美元，同比增長(zhǎng)628.39%。展望2024年，隨著Blackwell在二季度開(kāi)始量產(chǎn)，并與客戶構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，豐富的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)會(huì)加快公司技術(shù)更新的速度，業(yè)績(jī)有望繼續(xù)增長(zhǎng)。圖5：FY2018-FY2025Q1公司總營(yíng)收及同比（億美圖6：FY2018-FY2025Q1公司凈利潤(rùn)及同比（億美總收入總收入——YoY0凈利潤(rùn)凈利潤(rùn)——YoY0資料來(lái)源：Wind，民生證券研究院資料來(lái)源：Wind，民生證券研究院受益于產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)，近年來(lái)公司毛利率不斷改善。近年來(lái)公司不斷升級(jí)芯片架構(gòu)，并布局加速計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域，帶動(dòng)毛利率穩(wěn)健提升并領(lǐng)先可比公司。2023財(cái)年公司毛利率為58.68%，同比下降7.56pcts，原因是PC需求衰退以及當(dāng)年全球經(jīng)濟(jì)下滑。2024財(cái)年公司毛利率為73.56%，同比提升14.88pcts，F(xiàn)Y2025Q1公司毛利率為75.77%，主要原因?yàn)閿?shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)發(fā)展帶動(dòng)，公司推出H100、B100等高端產(chǎn)品。圖7：FY2018-FY2025Q1英偉達(dá)與可比公司毛利率（%）—o—AMD——IntelNvidiaFY2018FY2019FY2020FY2021FY2022FY2023FY2024FY2025Q1行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告72AI開(kāi)啟大算力時(shí)代，加速卡需求井噴近年來(lái)生成式AI步入快速發(fā)展期。1950年開(kāi)始生成式AI出現(xiàn)早期萌芽，此后AIGC處于漫長(zhǎng)的沉淀積累期，決策式AI占據(jù)主流。隨著2014年生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)等深度學(xué)習(xí)算法的提出，AIGC步入快速發(fā)展期，生成內(nèi)容的豐富度和精度都有了較大的提升。英偉達(dá)CEO黃仁勛在GTC2023大會(huì)上將ChatGPT比作AI的“iPhone“時(shí)刻，AI時(shí)代加速來(lái)臨，推動(dòng)生成式AI加速發(fā)展。多模態(tài)大模型有望帶動(dòng)算力需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)。伴隨著大模型的主要交互方式從文字升級(jí)為圖片、音頻以及視頻，大模型對(duì)訓(xùn)練和推理的算力需求將進(jìn)一步提升。谷歌發(fā)布的Gemini模型開(kāi)啟了大模型的多模態(tài)時(shí)代，2024年2月16日，谷歌發(fā)布Gemini1.5，模型能力可以支持100萬(wàn)Token上下文的穩(wěn)定處理。同一時(shí)間，OpenAI發(fā)布了sora模型，在文生視頻領(lǐng)域獲得了重要突破，60秒的視頻長(zhǎng)度和對(duì)真實(shí)世界物理引擎的更優(yōu)理解，有望帶動(dòng)大模型視頻生成行業(yè)的快速發(fā)展。大模型向視頻等交互模式的升級(jí)有望帶動(dòng)訓(xùn)練側(cè)算力需求的進(jìn)一步提升，同時(shí)這些表現(xiàn)驚人的模型或?qū)⒓铀偕墒紸I在應(yīng)用側(cè)的落地，加速推理側(cè)算力需求的增長(zhǎng)。英偉達(dá)在4Q23業(yè)績(jī)交流會(huì)上表示，目前來(lái)自推理側(cè)的需求占比已經(jīng)達(dá)到40%，伴隨模型能力的進(jìn)一步提升，推理側(cè)算力需求的占比有望持續(xù)提升。圖8：AI模型發(fā)展歷程OpenAI成立于2015年，從非盈利組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)驅(qū)動(dòng)。公司在2018-2020三年時(shí)間內(nèi)連續(xù)推出了GPT-1、GPT-2和GPT-3三款產(chǎn)品，后在2022年底推出ChatGPT，面向公眾提供生成式AI服務(wù)，引起全球AI浪潮。2023年OpenAI推出萬(wàn)億參數(shù)量級(jí)的GPT-4，能力再上一個(gè)臺(tái)階。2024年2月，公司推出的Sora文生視頻模型相較此前的同類型模型有著全方位的能力提升，引發(fā)全球轟動(dòng)。公司計(jì)劃后續(xù)將推出GPT-5大模型，預(yù)計(jì)參數(shù)數(shù)量將達(dá)到10萬(wàn)億量級(jí)，有望進(jìn)一步提升全球算力需求。行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告8谷歌早在2023年2月就推出了對(duì)標(biāo)GPT的Bard大語(yǔ)言模型，此后在2023年5月發(fā)布了PaLM2模型。谷歌最重要的大模型產(chǎn)品是在2022年12月推出的Gemini1.0家族，該模型是一款具有突破性意義的多模態(tài)AI大模型，可以處理文本、代碼、圖像、音頻、視頻，Gemini有三個(gè)子模型，其中Nano被用于谷歌的Pixel8Pro智能手機(jī)中。2024年2月，谷歌發(fā)布了Gemini1.5模型。相較于此前Gemini1.0Pro版本，Gemini1.5pro將上下文處理能提從3.2萬(wàn)Tokens提升至100萬(wàn)以上，處理能力涵蓋包括1小時(shí)的視頻、11小時(shí)的音頻、超過(guò)3萬(wàn)行代碼或超過(guò)70萬(wàn)字的代碼庫(kù)。同月，谷歌又推出了Gemma開(kāi)源大模型，更加輕量化，保持免費(fèi)且允許商用。Meta是全球最重要的開(kāi)源大模型廠商，主要目的為用開(kāi)源的方式快速搭建自身的生態(tài)，從而在未來(lái)更方便地獲取數(shù)據(jù)和推廣應(yīng)用。Meta最重要的大模型產(chǎn)品是LLaMa模型家族，眾多大模型廠商在LLaMa模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行訓(xùn)練和微調(diào)，生成自己的大模型。2023年7月，公司推出LLaMa2模型，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集達(dá)到2萬(wàn)億token，涵蓋7B、13B和70B三個(gè)模型。據(jù)Meta，公司計(jì)劃在2024年7月發(fā)布LLaMa3模型，全球開(kāi)源大模型能力有望全面提升。圖9：大語(yǔ)言模型發(fā)展時(shí)間線資料來(lái)源：中國(guó)人民大學(xué)高瓴人工智能學(xué)院，民生證券研究院整理根據(jù)大模型的運(yùn)算原理，訓(xùn)練和推理所需的算力與模型參數(shù)成正比例關(guān)系，GPT5有望帶動(dòng)大模型訓(xùn)練和推理需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)。此前市場(chǎng)擔(dān)憂在大模型在參數(shù)指數(shù)級(jí)提升的情況下，模型能力提升的邊際效應(yīng)是否會(huì)減弱，甚至停止，而驗(yàn)證的方法就是看2024年將要推出的GPT5的能力是否出現(xiàn)質(zhì)變。Altman近期在采訪中表示，GPT5的能力相較于GPT4將會(huì)是一個(gè)重大進(jìn)步，并且他認(rèn)為目前的大模型能力仍然處于初級(jí)階段，在未來(lái)5-10年內(nèi)，模型的能力提升仍將保持一條陡峭的曲線。伴隨十萬(wàn)億參數(shù)量級(jí)的GPT5推出，全球最強(qiáng)的大模型能力和參數(shù)再上一個(gè)臺(tái)階，意味著用于訓(xùn)練大模型的算力需求也將隨之提升，同時(shí)H200、B100等加速卡依次推向市場(chǎng)，或?qū)?dòng)云廠商新一輪的算力軍備競(jìng)賽。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告9圖10：大模型訓(xùn)練和推理所需算力成本公式資料來(lái)源：民生證券研究院整理我們復(fù)盤了北美云廠商過(guò)去4年的Capex走勢(shì)，雖增速逐年放緩但整體保持逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，但伴隨AI的強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)，結(jié)合已發(fā)布2024年第一季度財(cái)報(bào)四家公司的指引，2024年北美云商資本開(kāi)支有望重回高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。云廠商目前已成為英偉達(dá)下游加速卡最大的需求來(lái)源，由于全球經(jīng)濟(jì)疲軟，2023年云廠商資本開(kāi)支增速有所放緩，前三季度Meta、谷歌、亞馬遜三家云廠商合計(jì)資本開(kāi)支均為負(fù)增長(zhǎng)，但受益于AI帶來(lái)加速卡的大量需求，2023年四季度開(kāi)始云廠商快速加大資本開(kāi)支，據(jù)Bloomberg，2023年四季度北美四大云廠商合計(jì)資本開(kāi)支為483.67億美元，同比增長(zhǎng)23.84%，在2023年前三個(gè)季度合計(jì)資本開(kāi)支持續(xù)同比下滑的情況下大幅轉(zhuǎn)正。2024年第一季度北美四大云廠商合計(jì)資本開(kāi)支為476億美元，同比增長(zhǎng)38.98%，展望2024年，多家云廠商分別上修全年資本開(kāi)支指引，云廠商Capex有望重回高增。2024年第一季度微軟、谷歌的Capex分別同比高增79%和91%，并指引24年后續(xù)季度Capex超過(guò)Q1，則我們預(yù)計(jì)微軟和谷歌24年Capex分別超過(guò)560億美元和480億美元，同比分別增長(zhǎng)36%和49%；Meta2024年第一季度的Capex雖然同比略有下滑5%，但公司上調(diào)全年Capex至350-400億美元（前次指引為300-370億美元因此Meta24年Capex指引中值較23年增長(zhǎng)33%；Amazon指引2024年第一季度為2024年公司資本開(kāi)支最低的一個(gè)季度，后續(xù)幾個(gè)季度仍將保持增長(zhǎng)。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告10圖11：2020-2024年第一季度北美云商資本開(kāi)支（含融資租賃億美元）mn微軟n6005004003002000目前英偉達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要有兩類，一類是芯片設(shè)計(jì)公司，包括AMD、Intel等，另一類是下游客戶，包括谷歌等北美云商，以及中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)公司。目前來(lái)看AMD等芯片設(shè)計(jì)公司的加速卡能力在算力、內(nèi)存、片間互聯(lián)能力等方面相較于云商和互聯(lián)網(wǎng)公司的產(chǎn)品具有較大的優(yōu)勢(shì)，是英偉達(dá)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。同樣處于圖形GPU賽道的龍二AMD，是目前英偉達(dá)在加速卡環(huán)節(jié)最核心的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。2023年12月，AMD正式推出MI300X和MI300A兩款芯片，憑借更強(qiáng)的算力，更大的內(nèi)存容量，以及更優(yōu)惠的價(jià)格，預(yù)計(jì)獲得下游客戶青睞。算力方面，MI300X的XCD加速模塊采用5nm工藝，共計(jì)擁有1530億個(gè)晶體管，TF32浮點(diǎn)運(yùn)算性能為653.7TFlops，F(xiàn)P16和BF16運(yùn)算性能為1307.4TFlops，F(xiàn)P8和INT8運(yùn)算性能為2614.9TFlops，均為英偉達(dá)H100的1.3倍。內(nèi)存方面，MI300X的內(nèi)存配置是英偉達(dá)H100的2.4倍，峰值存儲(chǔ)帶寬是其2.4倍，在運(yùn)行Bloom時(shí)的推理速度是H100的1.6倍，運(yùn)行Llama2時(shí)的推理速度是其1.4倍。功耗方面，MI300X的整體功耗控制在750W，相較英偉達(dá)H100更具優(yōu)勢(shì)。此外，在價(jià)格方面，LisaSu表示MI300系列芯片購(gòu)買和運(yùn)營(yíng)成本將會(huì)低于英偉Intel的推理卡Goya在2019年發(fā)布，目前公司已經(jīng)完善了訓(xùn)練卡和推理卡的布局，并開(kāi)始逐步形成銷售。2024年4月9日，英特爾推出最新AI芯片Gaudi3。與上一代產(chǎn)品相比，英特爾Gaudi3將帶來(lái)4倍的BF16AI計(jì)算能力提升，以及1.5倍的內(nèi)存帶寬提升。Gaudi3預(yù)計(jì)可大幅縮短70億和130億參數(shù)行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告11Llama2模型，以及1750億參數(shù)GPT-3模型的訓(xùn)練時(shí)間。此外，在Llama7B、70B和Falcon180B大語(yǔ)言模型（LLM）的推理吞吐量和能效方面也展現(xiàn)了出色性能。Gaudi3提供開(kāi)放的、基于社區(qū)的軟件和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，允許企業(yè)靈活地從單個(gè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到擁有數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群、超級(jí)集群和超大集群，支持大規(guī)模的推理、微調(diào)和訓(xùn)練。英特爾在Vision2024大會(huì)上宣布，公司的Gaudi3將于2024年第二季度面向OEM廠商出貨。國(guó)內(nèi)方面，昇騰加速卡處于領(lǐng)先水平。昇騰基于華為自主研發(fā)的達(dá)芬奇架構(gòu)，支持全棧全場(chǎng)景的AI計(jì)算。910B對(duì)標(biāo)英偉達(dá)A100，蓉和咨詢CEO吳梓豪預(yù)計(jì)2024年出貨量將超過(guò)40萬(wàn)片。根據(jù)集成電路IC，910C芯片目前處于芯片級(jí)測(cè)試階段，預(yù)計(jì)在今年第四季度推出樣機(jī)，對(duì)標(biāo)英偉達(dá)H200產(chǎn)品。華為也在開(kāi)發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了昇騰AI云服務(wù)。昇騰Al云服務(wù)單集群提供20OOPFlops算力，千卡訓(xùn)練30天長(zhǎng)穩(wěn)率達(dá)到90%，為業(yè)界提供穩(wěn)定可靠的AI算力。表1：AMD和Intel最新一代加速卡的性能參數(shù)對(duì)比GB9 谷歌采取自研加速卡為主，同時(shí)采購(gòu)部分英偉達(dá)加速卡的策略。谷歌研發(fā)TPU的時(shí)間始于2013年，相較于其他云廠商有近10年的時(shí)間優(yōu)勢(shì)。由于谷歌在加速卡領(lǐng)域布局早，產(chǎn)品完善度高，谷歌或?yàn)?024年北美四大云廠商中采購(gòu)英偉達(dá)加速卡最少的廠商。2023年12月，谷歌推出面向云端的AI加速卡TPUv5p，相較于TPUV4，TPUv5p提供了二倍的浮點(diǎn)運(yùn)算能力和三倍內(nèi)存帶寬提升；集群方面，TPUv5ppod由8960顆芯片組成，使用最高帶寬的芯片間連接（每芯片4,800Gbps）進(jìn)行互連；從訓(xùn)練效果來(lái)看，相較于上一代產(chǎn)品，TPUv5p訓(xùn)練大型LLM的速度提升了2.8倍。Meta自2021年以來(lái)便將企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)放在元宇宙和AI領(lǐng)域，并且修改了公司名稱。2023年，Meta宣布自研MTIAv1芯片。2024年4月，Meta發(fā)布最新版本MTIAv2加速卡，新一代MTIA加速卡在算力、內(nèi)存容量、內(nèi)存帶寬等方面更加平衡，采用臺(tái)積電5nm工藝制造，Int8稀疏算力可以達(dá)到708TOPS，HBM內(nèi)存容量達(dá)到128GB。目前Meta仍主要采購(gòu)英偉達(dá)等廠商的加速卡用于Llama等模型的訓(xùn)練，后續(xù)Meta有望采用自研加速卡對(duì)大語(yǔ)言模型進(jìn)行訓(xùn)練。微軟Azure的企業(yè)數(shù)量已經(jīng)達(dá)到25萬(wàn)家，是目前采購(gòu)英偉達(dá)加速卡最為激進(jìn)的云廠商，但考慮到采購(gòu)英偉達(dá)加速卡的高昂成本，微軟也宣布了自研加速卡的行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告12計(jì)劃。微軟的Maia100在2023年推出，專為Azure云服務(wù)設(shè)計(jì)。Maia100采用臺(tái)積電5nm工藝，單芯片擁有1050億個(gè)晶體管，F(xiàn)P8算力可以達(dá)到1600TFLOPS，同時(shí)支持FP4運(yùn)算，算力達(dá)到3200TFLOPS，是目前廠商自研加速卡中算力最強(qiáng)大的產(chǎn)品。除了微軟自身以外，OpenAI也在嘗試采用微軟的加速卡，強(qiáng)大的下游客戶支持有望為微軟自研加速卡的進(jìn)步帶來(lái)重要?jiǎng)恿?。亞馬遜同樣在自研加速卡方面加大投入，并且已經(jīng)完善了訓(xùn)練和推理的兩方面布局。2023年，亞馬遜推出了用于訓(xùn)練的Trainium2加速卡，以及用于推理的Graviton4加速卡，補(bǔ)全了亞馬遜在訓(xùn)練和推理領(lǐng)域加速卡的布局。亞馬遜的Trainium2加速卡Int8算力達(dá)到861TOPS，相較上一代產(chǎn)品性能提升4倍，在云廠商自研加速卡中表現(xiàn)優(yōu)秀。同時(shí)公司的產(chǎn)品可以在新一代EC2UltraClusters中擴(kuò)展多達(dá)10萬(wàn)顆Trainium2加速卡，與AmazonEFAPB級(jí)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，提供高達(dá)65EFlops算力，為云端大模型的訓(xùn)練和推理提供強(qiáng)大的算力保障。表2：英偉達(dá)客戶在加速卡領(lǐng)域的布局情況----5--5-4--------7--資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，Semianalysis等，民注：未標(biāo)注的數(shù)據(jù)為沒(méi)有在公開(kāi)渠道披露的信息行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告133軟硬件生態(tài)領(lǐng)先，加速卡龍頭地位穩(wěn)固英偉達(dá)具有在訓(xùn)練側(cè)和推理側(cè)完善的產(chǎn)品布局，并將加快芯片架構(gòu)更新速度，從兩年一更新加速至一年一更新。訓(xùn)練卡方面，自H系列以來(lái)，英偉達(dá)在100系列的基礎(chǔ)上，會(huì)進(jìn)一步增加200系列產(chǎn)品，從而給客戶更多的產(chǎn)品選擇和更好的性價(jià)比，例如H200加速卡在HBM代際和容量方面相較于H100均有較大提升，但價(jià)格方面提升幅度相對(duì)較少。推理卡方面，2024年英偉達(dá)的產(chǎn)品出貨以L40和L40S為主，并且推出了L20、L2等產(chǎn)品供客戶選擇。針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)，英偉達(dá)還推出了H20系列加速卡，用于中國(guó)市場(chǎng)的推廣，H20在算力方面相對(duì)較弱，但是其擁有強(qiáng)大的HBM內(nèi)存，互聯(lián)帶寬和軟件生態(tài)，并且價(jià)格相較于H100有明顯優(yōu)惠，在下游客戶中仍然具有一定的接受程度。圖12：英偉達(dá)歷代訓(xùn)練卡和推理卡一覽資料來(lái)源：芯語(yǔ)，民生證券研究院整理AMD等廠商推出的MI300等強(qiáng)有力的產(chǎn)品，對(duì)英偉達(dá)的市場(chǎng)份額產(chǎn)生了一定的爭(zhēng)奪，但英偉達(dá)很快發(fā)布了H200、BlackwellGPU等系列的產(chǎn)品，與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手又拉開(kāi)了一個(gè)身位。以AMD的MI300X為例，這顆加速卡在Int8、FP16、FP32算力方面均為H100的1.3倍，互聯(lián)帶寬方面達(dá)到了接近于NVLink4.0的896GB/s雙向互聯(lián)，F(xiàn)P64算力和HBM容量更是達(dá)到了H100的2倍以上，同時(shí)MI300X在功耗方面相較于H100也更具優(yōu)勢(shì)，價(jià)格相較英偉達(dá)的H100也有較大的讓步。一系列的本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告14堆料和價(jià)格優(yōu)惠使得下游云廠商考慮轉(zhuǎn)用一部分AMD的產(chǎn)品，微軟更是在公開(kāi)場(chǎng)合表達(dá)了對(duì)AMD加速卡的支持。英偉達(dá)推出的H200很大程度上是對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的回應(yīng)，相較于H100，H200將此前的HBM3提升為HBM3E，同時(shí)將HBM容量從上一代的80GB提升至141GB。在價(jià)格方面，H200相較于H100的漲價(jià)幅度較小，體現(xiàn)出較高的性價(jià)比，該款加速卡現(xiàn)已向全球系統(tǒng)制造商和云服務(wù)提供商供貨，將推動(dòng)AI技術(shù)的發(fā)展。英偉達(dá)的下一代BlackwellGPU系列產(chǎn)品，在算力、內(nèi)存和互聯(lián)帶寬的AI三要素領(lǐng)域與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距進(jìn)一步拉開(kāi)，鞏固了英偉達(dá)的領(lǐng)先地位。1）從算力來(lái)看，B系列加速卡使得英偉達(dá)與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手重新拉開(kāi)了差距。仍然以AMD為例，AMD的MI300X共計(jì)擁有1530億個(gè)晶體管，F(xiàn)P8和INT8運(yùn)算性能為2614.9TFlops。而此次BlackwellGPU推出了全新的FP4算力精度并達(dá)到了驚人的10PFlops，INT8算力相較H100提升了一倍以上。2）從存儲(chǔ)容量來(lái)看，BlackwellGPU單卡內(nèi)存容量高達(dá)192GB，和MI300X的內(nèi)存帶寬一致，并且升級(jí)到了HBM3E，在性價(jià)比上全面提升。3）從互聯(lián)帶寬來(lái)看，NVLink速率升級(jí)使得英偉達(dá)在片間互聯(lián)速率相較于其他廠商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯提升。900GB/s的NVLink互聯(lián)帶寬是此前市場(chǎng)上的最高水平，但差距并未明顯拉開(kāi)，AMD的InfinityFabric帶寬也可以達(dá)到896GB/s。而此次NVLink升級(jí)后，雙向互聯(lián)帶寬達(dá)到了1.8TB/s，相較市場(chǎng)上其他的廠商拉開(kāi)了一倍以上的差距。表3：B100、B200、H100、H200、MI300X參數(shù)對(duì)比 FP8/INT8算力（TFlops） 資料來(lái)源：英偉達(dá)，AMD，民生證券研究院注：表格中均為未經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)化稀疏的算力GB200DGXNVL72給英偉達(dá)算力性能帶來(lái)的提升主要來(lái)自性價(jià)比和片間互聯(lián)能力方面。從性價(jià)比來(lái)看，NVL72的集群規(guī)模增大，一方面節(jié)省了除算力芯片以外的系統(tǒng)成本，另一方通過(guò)提升產(chǎn)品性能，間接提升了下游客戶購(gòu)買的算力性價(jià)比。從片間互聯(lián)能力來(lái)看，市場(chǎng)上主流的AI服務(wù)器仍然是傳統(tǒng)的8卡服務(wù)器架構(gòu)，而伴隨Blackwell平臺(tái)推出的最多可以支持576卡互聯(lián)，片間互聯(lián)數(shù)量和帶寬的提升極大改善了英偉達(dá)平臺(tái)的推理和訓(xùn)練性能。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告15H100支持8卡900GB/s的NVLink帶寬無(wú)損互聯(lián)，而GB200支持72卡1.8TB/s的NVLink帶寬無(wú)損互聯(lián)。在傳統(tǒng)H100的8卡服務(wù)器架構(gòu)中，單臺(tái)服務(wù)器內(nèi)的八張加速卡的最大互聯(lián)帶寬為900GB/s，如果一層交換機(jī)采用NVLink交換機(jī)，則最多可以支持256卡互聯(lián)，但由于服務(wù)器連接到一層交換機(jī)的光模塊帶寬限制，256張加速卡之間的互聯(lián)帶寬實(shí)際會(huì)下降到100GB/s（按照一臺(tái)服務(wù)器插8張400G光模塊計(jì)算而在DGXNVL72架構(gòu)中，由于72張加速卡之間采用高速銅纜互聯(lián)，不受光模塊帶寬限制，可以支持72卡的1.8TB/s的NVLink帶寬無(wú)損互聯(lián)，并且未來(lái)最多可以支持8個(gè)Rack之間的576卡互聯(lián)。圖13：256卡的H100數(shù)據(jù)中心圖14：英偉達(dá)DGXNVL72參數(shù)資料來(lái)源：sysgen，民生證券研究院憑借架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，GB200NVL72的推理性能達(dá)到H100的30倍，相較其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)則更為顯著。按照每10億個(gè)參數(shù)的大模型大約需要占用4GB的顯存容量計(jì)算，當(dāng)前GPT4已經(jīng)達(dá)到萬(wàn)億參數(shù)量級(jí)，運(yùn)行時(shí)至少需要幾十張GPU同時(shí)進(jìn)行推理工作，GB200NVL72在單個(gè)Rack內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)億參數(shù)量級(jí)的大模型推理工作，大大降低了大模型在通信環(huán)節(jié)的算力資源占用，使得GB200NVL72的推理性能達(dá)到H100的30倍。圖15：GB200的推理實(shí)時(shí)吞吐量達(dá)到H100的30倍圖16：GB200NVL72、72*H100、72*x86CPU之間的吞吐量對(duì)比資料來(lái)源：英偉達(dá)，民生證券研究院本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告16英偉達(dá)在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)已完成CPU+GPU+DPU三大類芯片的硬件布局，并計(jì)劃加快原計(jì)劃的每種芯片兩年左右的迭代周期，GPU加速到以一年為周期推出。圖17：英偉達(dá)GPU+DPU+CPU產(chǎn)品路線圖為搭配高性能GPU和滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心海量的計(jì)算需求，英偉達(dá)推出GraceCPU。GraceCPU是首款面向AI基礎(chǔ)設(shè)施和高性能計(jì)算的數(shù)據(jù)中心專屬CPU，由兩個(gè)CPU芯片通過(guò)NVLink-C2C技術(shù)互聯(lián)組成。單個(gè)socket內(nèi)含144個(gè)核心并提供1TB/s的內(nèi)存帶寬，性能是當(dāng)今領(lǐng)先服務(wù)器芯片內(nèi)存帶寬和能效的兩倍。GraceCPU在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用主要有AI、數(shù)據(jù)分析、超大規(guī)模云應(yīng)用以及高性能計(jì)算(HPC)。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告17表4：GraceCPU和HopperGPU參數(shù)對(duì)比浮點(diǎn)算力在GH200GraceHopper芯片中，GPU與CPU通過(guò)NVLink-C2C互聯(lián)連接，以優(yōu)秀的內(nèi)存和帶寬大幅提升加速計(jì)算能力。其中NVLink-C2C是專門用于超級(jí)芯片的高帶寬、低延遲互連，通過(guò)每秒900GB/s或更高的互連帶寬提供高達(dá)25倍的能效，比PCIeGen5的面積效率高90倍。NVLink-C2C的搭配使外部的應(yīng)用程序能超額訂閱GH200的GPU內(nèi)存，并在該帶寬下直接使用GraceCPU內(nèi)存。因此GH200可以更快部署在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器中，并在加速計(jì)算和生成式AI方面展現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。圖18：GraceHopper超級(jí)芯片結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：英偉達(dá)官網(wǎng)，民生證券研究院整理本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告18高性能計(jì)算和生成式AI時(shí)代的到來(lái)對(duì)服務(wù)商提出更高計(jì)算能力、效率和可拓展性的需求。因此，英偉達(dá)通過(guò)自身研發(fā)及收購(gòu)Mellanox等公司實(shí)現(xiàn)交換機(jī)、網(wǎng)卡、DPU、互連等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的全覆蓋，為客戶提供基于InfiniBand和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的端到端解決方案。2020年4月47日，英偉達(dá)宣布完成對(duì)Mellanox的收購(gòu)。Mellanox是一家以色列面向服務(wù)器、存儲(chǔ)和超聚合基礎(chǔ)設(shè)施的端到端以太網(wǎng)和InfiniBand智能互聯(lián)解決方案與服務(wù)的領(lǐng)先供應(yīng)商。作為高性能互聯(lián)技術(shù)的早期創(chuàng)新者，Mellanox率先推出了InfiniBand互聯(lián)技術(shù)，該技術(shù)與其高速以太網(wǎng)產(chǎn)品均應(yīng)用于全球過(guò)半的高速超級(jí)計(jì)算機(jī)和許多領(lǐng)先的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。NVIDIA和Mellanox強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，將能夠優(yōu)化整體計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)堆棧的數(shù)據(jù)中心級(jí)工作負(fù)載，從而助力客戶實(shí)現(xiàn)更高的性能和利用率，并降低運(yùn)營(yíng)成本。目前英偉達(dá)在網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品矩陣有交換機(jī)、網(wǎng)卡、DPU和互連等。交換機(jī)包括InfiniBand和以太網(wǎng)兩大類交換機(jī)，可無(wú)縫連接主機(jī)上的GPU設(shè)備，為企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算提供卓越的網(wǎng)絡(luò)能力。Connect-X系列智能網(wǎng)卡可為云數(shù)據(jù)中心、電信運(yùn)營(yíng)商等工作負(fù)載提供硬件加速，并降低能耗成本。BlueField-3DPU為企業(yè)在加速計(jì)算和AI應(yīng)用提供安全的硬件加速設(shè)施。直連式銅纜和光互連可適應(yīng)各種數(shù)據(jù)中心的連接速度和距離，通過(guò)提供高帶寬、低延遲的連接提高計(jì)算網(wǎng)絡(luò)圖19：英偉達(dá)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線GPU的軟件生態(tài)主要包括一些開(kāi)源或?qū)Ｓ械钠脚_(tái)和工具，它們?cè)试S開(kāi)發(fā)者利用GPU進(jìn)行高效的并行計(jì)算。在GPU市場(chǎng)中，成熟的軟件生態(tài)已成為各廠商之間難以逾越的護(hù)城河。相較于不斷迭代的微架構(gòu)技術(shù)，生態(tài)所帶來(lái)的用戶粘性在長(zhǎng)本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告19期競(jìng)爭(zhēng)中顯得更為關(guān)鍵。目前英偉達(dá)的CUDA、AMD的ROCm、微軟的DirectX以及OpenCL、OpenGL、Vulkan等已成為主流的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為開(kāi)發(fā)者提供高效、便捷的GPU計(jì)算解決方案，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓寬，這些平臺(tái)將繼續(xù)發(fā)揮重CUDA是英偉達(dá)于2006年推出的一種異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員能夠通過(guò)CUDA對(duì)GPU進(jìn)行通用計(jì)算（GPGPU）的部署。在CUDA編程模型中，Host代表主機(jī)部分，主要由CPU和主機(jī)內(nèi)存組成；而Device代表設(shè)備部分，主要由GPU和顯存構(gòu)成。Host與Device之間通過(guò)PCIExpress總線進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)傳輸和通信。這種架構(gòu)使得CUDA能夠充分利用GPU的并行計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)高性能的并行計(jì)算任務(wù)。圖20：CUDA生態(tài)示意圖資料來(lái)源：搜狐，民生證券研究院CUDA在Host運(yùn)行的函數(shù)庫(kù)包括了Libraries、Runtime和Driver三大部分。其中，Libraries通常是一些成熟的高效函數(shù)庫(kù)，RuntimeAPI則簡(jiǎn)化了應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程，提供了便捷的接口和組件，讓開(kāi)發(fā)者能夠輕松地調(diào)用并自動(dòng)管理GPU資源。應(yīng)用程序可以通過(guò)調(diào)用CUDALibraries或者CUDARuntimeAPI來(lái)實(shí)現(xiàn)所需功能的控制GPU資源的能力。當(dāng)涉及到Device端的計(jì)算任務(wù)時(shí)，CUDA使用內(nèi)核函數(shù)進(jìn)行并行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，從而充分發(fā)揮GPU的性能優(yōu)勢(shì)。CUDA生態(tài)支持多種編程語(yǔ)言。目前的CUDA12.0支持C、C++、Fortran、Python等多種編程語(yǔ)言，還支持眾多第三方工具鏈。此外，英偉達(dá)在CUDA平臺(tái)上提供了CUDA-X，CUDA-X是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件加速庫(kù)集合，開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)CUDA-X快速將這些庫(kù)部署到多種設(shè)備內(nèi)的NVIDIAGPU上，包括臺(tái)式機(jī)、工作站、服務(wù)器、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備。CUDA平臺(tái)對(duì)開(kāi)發(fā)者友好程度高，其提供的一系列容器部署流程簡(jiǎn)化以及集群環(huán)境擴(kuò)展應(yīng)用程序的工具使得CUDA技術(shù)能夠適用于更廣泛的領(lǐng)域。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告20圖21：CUDA-X平臺(tái)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)期技術(shù)積累，CUDA生態(tài)圈已經(jīng)具有更高的成熟度和穩(wěn)定性。這使得開(kāi)發(fā)者能夠借助已有的資源和文檔進(jìn)行開(kāi)發(fā)和部署，減少學(xué)習(xí)曲線和風(fēng)險(xiǎn)，并為英偉達(dá)GPU的開(kāi)發(fā)、優(yōu)化和部署多種行業(yè)應(yīng)用提供了獨(dú)特的先發(fā)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。全球范圍內(nèi)，截至2020年，CUDA開(kāi)發(fā)者數(shù)量達(dá)到了200萬(wàn)，并于2023年增長(zhǎng)到400萬(wàn)，其中包括Adobe等大型企業(yè)客戶。較高的需求粘性也使得CUDA的使用者更傾向于使用熟悉的、更兼容的軟件，因此更多開(kāi)發(fā)者選擇或持續(xù)使用CUDA。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告214其他業(yè)務(wù)板塊穩(wěn)健增長(zhǎng)英偉達(dá)的游戲顯卡產(chǎn)品主要有GeForceRTX30系列和GeForceRTX40系GEFORCERTX40系列GPU由更高效的NVIDIAAdaLovelace架構(gòu)提供動(dòng)力支持。公司主推的GeForceRTX4090D擁有24GB的G6X顯存，搭配的新型SM多單元流處理器可將性能功耗比最高提升至2倍。第四代TensorCore與DLSS3結(jié)合將圖像渲染性能提升至4倍，第三代RTCore將光線追蹤性能提升至2倍。綜上，該顯卡在性能、效率和AI驅(qū)動(dòng)的圖形效果方面均比上代實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。GEFORCERTX30系列采用第2代NVIDIAAmpere架構(gòu)，配置有第2代RTCore、第3代TensorCore和SM多單元流處理器，為游戲用戶帶來(lái)逼真的光線追蹤效果和先進(jìn)的AI性能，NVIDIAReflex的搭配降低系統(tǒng)延遲，將帶來(lái)超凡的游戲體驗(yàn)。圖22：GEFORCERTX40系列的規(guī)格圖23：GEFORCERTX30系列的規(guī)格FY1Q25英偉達(dá)游戲業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收26.47億美元，同比增長(zhǎng)18.17%，環(huán)比下降7.61%。在2024年第一季度，英偉達(dá)推出適用于Windows的全新AI性能優(yōu)化和集成，可在AIPC和工作上提供最佳性能。公司還宣布“星球大戰(zhàn)：亡命之徒（StarWarsOutlaws）”和“黑神話：悟空（BlackMythWukong）”等采用RTX技術(shù)的重磅游戲。行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告22圖24：英偉達(dá)游戲業(yè)務(wù)收入、同比增速及占比（億美元，%）英偉達(dá)通過(guò)RTX服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心工作站和虛擬GPU等系列產(chǎn)品將AI與專業(yè)可視化技術(shù)結(jié)合，為客戶提供涵蓋專業(yè)圖形渲染、云端XR應(yīng)用、AI數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)研究等專業(yè)視覺(jué)解決方案，并可應(yīng)用在建筑、醫(yī)療、影視媒體等多種應(yīng)用場(chǎng)景。公司新推出的RTX2000AdaGPU搭配第三代RTCore和第四代TensorCore，在提升光線追蹤性能的同時(shí)為AI加速工具的導(dǎo)入提供接口。16GB現(xiàn)存可為關(guān)鍵任務(wù)提供更高的計(jì)算精度與可靠性。該芯片可助力客戶在建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、內(nèi)容設(shè)計(jì)、醫(yī)療數(shù)據(jù)處理等場(chǎng)景提高效率，提升用戶體驗(yàn)。圖25：英偉達(dá)加速視覺(jué)計(jì)算平臺(tái)圖26：RTX2000AdaGPU產(chǎn)品的規(guī)格FY1Q25英偉達(dá)專業(yè)可視化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收4.27億美元，同比增長(zhǎng)44.75%，環(huán)比下降7.61%，同比回歸正增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在2024年第一季度，公司推出NVIDIARTX500和1000GPU加強(qiáng)AI應(yīng)用，并通過(guò)NVIDIAOmniverseCloudAPI來(lái)支持工業(yè)數(shù)字孿生軟件工具，如擴(kuò)大與西門子的合作伙伴關(guān)系，以及Apple行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告23VisionPro的新框架。圖27：英偉達(dá)專業(yè)可視化業(yè)務(wù)收入、同比增速及占比（億美元，%）4180%130%80%30%-20%-70%英偉達(dá)可提供完整的自動(dòng)駕駛汽車硬件，軟件和基礎(chǔ)設(shè)施。其中自動(dòng)駕駛DRIVE平臺(tái)提供從汽車系統(tǒng)到數(shù)據(jù)中心的端到端解決方案，其架構(gòu)包含傳感器、DRIVEAGX計(jì)算平臺(tái)、以及實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的自動(dòng)駕駛和智能駕艙功能所需的軟件工具。在數(shù)據(jù)中心層面，英偉達(dá)提供必要的硬件和軟件支持包括用于感知的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NVIDIADGX，以及用于生成數(shù)據(jù)集和驗(yàn)證自動(dòng)駕駛堆棧的DRIVESim。圖28：英偉達(dá)端到端自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)發(fā)平臺(tái)在DRIVE平臺(tái)中，NVIDIADRIVEOrin系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）起到核心計(jì)算行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告24模擬作用。該芯片可提供每秒254萬(wàn)億次的運(yùn)算性能，并能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛功能、置信度視圖、數(shù)字儀表盤以及AI座艙提供強(qiáng)力支持。借助Orin芯片的構(gòu)建和擴(kuò)展功能，開(kāi)發(fā)者利用一次投資便可從L2+級(jí)系統(tǒng)順利升級(jí)至L5級(jí)全自動(dòng)駕駛汽車DRIVEThor作為新一代車載計(jì)算平臺(tái)，是公司在智能駕駛領(lǐng)域的主推產(chǎn)品。該平臺(tái)在單個(gè)安全可靠的系統(tǒng)中整合高級(jí)駕駛員輔助功能和車載信息娛樂(lè)功能。借助全新的CPU和GPU技術(shù)，計(jì)算系統(tǒng)可在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)提供高達(dá)2000萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算性能。Thor平臺(tái)計(jì)劃于2025年量產(chǎn)，會(huì)為公司帶來(lái)汽車業(yè)務(wù)新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。圖29：NVIDIADRIVEOrin系統(tǒng)級(jí)芯片圖30：NVIDIADRIVEThor平臺(tái)FY1Q25英偉達(dá)汽車業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收3.29億美元，環(huán)比增長(zhǎng)17.08%，同比增長(zhǎng)11.15%，增長(zhǎng)勢(shì)頭明顯。在2024年第一季度，公司與比亞迪、小鵬汽車、廣汽等車企合作，為全新的移動(dòng)出行提供最佳解決方案。美國(guó)和中國(guó)的電動(dòng)汽車制造商也在研究將Orin芯片應(yīng)用于歐洲市場(chǎng)的車型。圖31：英偉達(dá)汽車業(yè)務(wù)收入、同比增速及占比（億美元，%） 0行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告255投資建議AI浪潮不僅沒(méi)有放緩，反而在持續(xù)加速。生成式AI出現(xiàn)后，人工智能獲得快速發(fā)展，以ChatGPT為分水嶺，此后AI大模型的成長(zhǎng)節(jié)奏顯著提速。2023年的GPT4、LLaMA、Gemini等重要模型出現(xiàn)，大模型的能力已經(jīng)有了質(zhì)變，此前市場(chǎng)所擔(dān)憂的是2024年以后，算力的需求是否會(huì)伴隨著各家廠商大模型的逐步成型而放緩，然而我們從云廠商的資本開(kāi)支來(lái)看，下游客戶對(duì)算力的需求不僅沒(méi)有放緩，反而在持續(xù)加速。我們認(rèn)為這背后有兩大原因：1）首先大模型產(chǎn)業(yè)傾向于成為“贏者通吃”的行業(yè)，持續(xù)擴(kuò)大的模型參數(shù)和訓(xùn)練樣本量使得云和大模型廠商不得不持續(xù)加大算力投入；2）其次展望未來(lái)，目前算力需求的核心下游仍然是訓(xùn)練，伴隨著后續(xù)AI應(yīng)用的落地，推理側(cè)的算力需求有望帶來(lái)加速卡更大的市場(chǎng)空間。我們認(rèn)為，算力的強(qiáng)勁需求或許并不會(huì)在大模型訓(xùn)練告一段落以后就開(kāi)始放緩，反而可能伴隨大模型發(fā)展加速，以及應(yīng)用側(cè)的落地而進(jìn)一步提速。需要重視英偉達(dá)在AI算力領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)提升。根據(jù)半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)TechInsights數(shù)據(jù)，2023年全球數(shù)據(jù)中心GPU總出貨量達(dá)到了385萬(wàn)顆，英偉達(dá)的市場(chǎng)份額為98%，并通過(guò)CUDA生態(tài)構(gòu)建了強(qiáng)大的軟件生態(tài)壁壘。盡管在2023年以來(lái)，AMD、Intel等芯片設(shè)計(jì)公司，以及谷歌、微軟、Meta、亞馬遜等英偉達(dá)的下游客戶也在增強(qiáng)AI加速卡領(lǐng)域的布局，但我們看到的現(xiàn)象是，英偉達(dá)的產(chǎn)品節(jié)奏迭代速度在加快，一方面通過(guò)H200、B200等系列的加速卡給客戶提供了更多更高性價(jià)比的選擇，拉開(kāi)了和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的性能差距，另一方面通過(guò)GB200NVL36/72的Rack架構(gòu)，從兩個(gè)維度提升了英偉達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)力：1）GB200NVL72的推理性能達(dá)到H100的30倍，大幅提升了英偉達(dá)的產(chǎn)品在推理領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有望使得英偉達(dá)在推理領(lǐng)域的份額持續(xù)提升；2）GB200Rack形態(tài)的服務(wù)器增強(qiáng)了英偉達(dá)在服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計(jì)話語(yǔ)權(quán)，在硬件領(lǐng)域進(jìn)一步提升了公司的壁壘。我們看到，與上一代的GH200不同，GB200從推出以后就受到了下游客戶的推崇，各大云廠商均下單了大量服務(wù)器，反映出英偉達(dá)在該產(chǎn)品定義中的前瞻性。伴隨著AI下游需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及PC等市場(chǎng)逐步復(fù)蘇，公司業(yè)績(jī)有望持續(xù)增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)來(lái)看，F(xiàn)Y1Q24英偉達(dá)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收225.63億元，同比增長(zhǎng)426.68%，從當(dāng)前下游客戶的需求來(lái)看，后續(xù)該板塊業(yè)務(wù)有望維持高速增長(zhǎng)。其他業(yè)務(wù)來(lái)看，游戲業(yè)務(wù)FY1Q24營(yíng)收26.47億美元，同比增長(zhǎng)18.17%；專業(yè)可視化業(yè)務(wù)FY1Q24營(yíng)收4.27億美元，同比增長(zhǎng)44.75%；汽車和機(jī)器人業(yè)務(wù)FY1Q24營(yíng)收3.29億美元，同比增長(zhǎng)11.15%，均有不同程度的同比增長(zhǎng)。公司下游PC等市場(chǎng)有望持續(xù)復(fù)蘇，據(jù)IDC預(yù)計(jì)，2024年中國(guó)PC出貨量同比增長(zhǎng)3.8%，重回增長(zhǎng)節(jié)奏。英偉達(dá)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，充分受益于AI浪潮，其他業(yè)務(wù)板塊業(yè)績(jī)穩(wěn)步增長(zhǎng)。我們看好英偉達(dá)在AI領(lǐng)域的前瞻布局和市場(chǎng)地位，建議積極關(guān)注。行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告26表5：行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注個(gè)股 行業(yè)深度研究/電子本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告276風(fēng)險(xiǎn)提示1）AI行業(yè)需求波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。目前英偉達(dá)主要的收入來(lái)源來(lái)自AI帶來(lái)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入，當(dāng)前云廠商仍處于AI快速投入的階段，下游需求十分旺盛。如果生成式人工智能大模型的參數(shù)量增速開(kāi)始放緩，或云廠商大模型的訓(xùn)練告一段落，則可能放緩加速卡的下游需求。目前來(lái)看，AI應(yīng)用仍處于早期階段，推理側(cè)需求量較難判斷，如果AI訓(xùn)練對(duì)算力的需求放緩，而推理側(cè)需求沒(méi)有及時(shí)起量，則加速卡下游需求可能出現(xiàn)一段時(shí)間的空窗期，從而對(duì)英偉達(dá)業(yè)績(jī)產(chǎn)生不利影響。2）行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局變化的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前英偉達(dá)在AI加速卡領(lǐng)域處于顯著領(lǐng)先的地位，擁有絕大多數(shù)的市占率，而目前來(lái)看，芯片設(shè)計(jì)公司如AMD、Intel等紛紛加強(qiáng)在加速卡領(lǐng)域的投入，英偉達(dá)的下游云廠商客戶也在持續(xù)研發(fā)AI芯片，英偉達(dá)在加速卡領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局從此前的一家獨(dú)大逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄰?qiáng)競(jìng)爭(zhēng)，可能對(duì)公司的市占率產(chǎn)生一定的不利影響。另一方面，英偉達(dá)在AI訓(xùn)練領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)強(qiáng)大，而進(jìn)入到AI推理領(lǐng)域，公司