20230303_民生证券_计算机行业证券研究报告：ChatGPT推高算力需求DPU支撑算力效率提升_48页.pdf

本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 1 ChatGPT DPU 2023 03 03 DPU DPU Data Process Unit CPU GPU L3 DPU DPU DPU DPU 2020 DPU 30.5 2025 DPU 245.3 51.73%2020 DPU 3.9 2025 DPU 565.9 170.6%DPU DPU DPU 2020 DPU Intel 55%36%9%DPU DPU EDA IP EDA IP IP DPU DPU ChatGPT AI DPU DPU DPU AI DPU EPS PE 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 000977 43.15 1.37 1.58 1.84 31 27 23 603019 34.18 0.79 1.05 1.39 43 33 25 000066 13.74 0.19 0.25 0.34 72 55 40 688256-U 91.50-2.06-2.79-1.78/-300474 78.01 0.97 0.63 0.93 80 124 84-Wind;2023 3 2 wind Table_Author S0100521110003 021-80508288 lvwei_ S0100518120001 010-85127654 1.-2023/02/28 2.20230226 ChatGPT-2023/02/26 3.IT-2023/02/25 4.ChatGPT-2023/02/23 5.-2023/02/23 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 2 1 DPU“”.3 1.1 DPU.3 1.2 DPU.4 1.3 FPGA.6 1.4 DPU DPU.7 1.5 DPU.9 2 DPU.10 2.1 BlueField.11 2.2 DPU NebulaX D1055AS 2021.12 2.3 Paratus 2.0.14 2.4 RDMA DPU.14 2.5 Chiplet.15 2.6 DPU.15 3 2025 DPU 260 CAGR 54%.17 4 DPU.20 4.1 DPU.20 4.2.20 4.3 DPU EDA IP.21 4.4 DPU.28 4.5.29 5.43 6.44.45.45 YWDWxOrMnOpOoQpMtOrOpOaQaObRtRnNnPmPeRnNmPfQmMmP9PpOtOwMpOrRNZsPrM/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 3 1 DPU 1.1 DPU DPU CPU CPU DPU CPU 30%1 CPU 30 DPU DPU Data Process Unit CPU GPU DPU Data Processing Unit 2020 NVIDIA DPU CPU GPU AI DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 4 2 DPU Nvidia DPU CPU CPU 2013 2020 DPU Amazon AWS 2013 Nitro Nitro Hypervisor CPU I/O PCIe 30%CPU 2016-2017 X-Dragon MOC MOC X-Dragon SOC I/O 2019 Fungible F1 DPU DPU 2020 10 Mellanox Smart NIC DPU DPU 2020 DPU CPU GPU 1.2 DPU DPU CPU GPU DPU TCO CPU Smart NIC DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 5 5G CPU CPU CPU CPU Smart NIC CPU IP TCP DPU DPU I/O CPU 1 DPU DPU I/O CPU SmartNIC DPU,DPU CPU 1.DPU DPU CPU DPU CPU CPU 2.DPU DPU Red Hat(PaaS)0penShift DPU VxLan IPSec DPU 25Gb/s Open Shift DPU 1/3 CPU 25Gb/s 100Gb/s DPU 100Gb/s DPU 10 3.DPU(Zero Trust)DPU DPU DPU DPU DPU DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 6 4.DPU BlueField SNAP DPU(DAS)(Scale-up)(Scale-out)(Hyperconverged)DPU DPU DPU 1.3 FPGA Smart NIC DPU CPU ASIC FPGA FPGA ASIC SoC FPGA FPGA ASIC SoC FPGA ASIC ASIC NIC NIC PCIe DPU Smart NIC NIC NIC CPU DPU Smart NIC ASIC FPGA SoC 1 ASIC ASIC NIC NVIDIA ConnectX-5 ASIC 2 FPGA NIC NVIDIA Innova-2 Flex FPGA 3 SOC Mellanox Blue Field DPU DPU Smart NIC /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 7 3 Nvidia 4 ASIC FPGA SoC DPU Nvidia 1.4 DPU DPU DPU 1.DPU CPU CPU DPU-DPU DPU DPU DPU DPU DPU DPU 30%AWS“Data 性价比 可编程性 适应性ASIC FPGA SoC：NIC+Processor/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 8 center Tax”DPU DPU 5 DPU 2.CPU CPU DPU CPU CPU GPU CPU DPU API(DAS)(Scale-up)(Scale-out)(Hyperconverged)DPU DPU DPU“”3.CPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 9 3nm 128 256 HPC+InfiniBand RoCE Ethernet RDMA GPU GPU 1.5 DPU GPU FPGA ASIC CPU CPU PCIe CXL Gen-Z DPU DPU AI 1 DPU 2 DPU 3 DPU 4 AI“”AI DPU,AI DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 10 2 DPU DPU 2020 DPU Intel 55%36%9%6 2020 DPU Nvidia,Intel,Xilinx Marvell,Broadcom,Pensando,Fungible,Amazon,Microsoft 2-5 DPU DPU 2 DPU NVIDIA BlueField-2(DPU)2020 BlueField-3(DPU)2021 BlueField-4(DPU 2023 Intel FPGA IPU C5020 x(IPU)2020 Xilinx AlveoU25 2020 Marvell OCTEON10 2021 Broadcom Stingray 2018 Pensando Capri P4 SDN-Fungible F1 2020 Amazon Nitro-Microsoft CatapultV3 2017 Smart N IC X-Dragon Smart NIC(MOC)2017 55%9%36%NVIDIA Intel Broadcom/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 11 7 Nvidia BuleField Nvidia 2.1 BlueField BlueField 2 8 64 bit ARM A72 CPU 2VLIM ConnectX6Dx 100Gbps 200Gbps Blue Field RDMA/RoCE DPU Direct DPU 125 CPU BlueField2X 2021 5 7nm Ampere GPU Tensor AI DOCA SDK Ampere GPU BlueField2 DPU EGXAI BlueField 3 2022 BlueField4 2023 600 75/400TOPS 400Gbps BlueField2 600 GPU Mellanox Arm/AMD x86CPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 12 8 Blue field 2 DPU Nvidia 3 Bluefield DPU BlueField 1 BlueField 2 BlueField 2X 16 Arm A72 CPU 8 Arm A72 CPU 8 Arm A72 CPU Connect X5 100Gbps Ethernet InfiniBand Connect X6 Dx 25/50/100Gps,200Gps Ethernet InfiniBand Connect X-6 Dx 25/50/100Gps,200Gps Ethernet InfiniBand Al GPU Direct RDMA GPU Direct RDMA Ampere GPU 2 VLIW 2 VLIW PCle PCle Gen4.0 100Gbps PCle Gen4.0 100Gbps PCle Gen4.0 DDR4 DDR4 DIMM DDR4 DIMM 2.2 DPU NebulaX D1055AS 2021 2021-2022 2021 3 ICT DPU DPU NebulaX D1055AS 2021 7 DPU NebulaX D1055AS CPU IaaS PCIe /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 13 9 NebulaX D1055AS CPU+Linux DPU OS OVS EBS-Client OpenStack Agent K8S Kubelet IaaS/PaaS DPU OS DPU DPU 4 DPU I/O SR-IOV 1K VF 2K virtio virtio-net virtio-blk 1.0 1.1 vDPA Hypervisor dirty page bitmap 50Mpps OVS QoS 4 QoS/PCIe NVMe Virtio-blk HOST iSCSI initiator NVMeoF/TCP NVMeoF/RDMA,Ceph RBD 50 IOPS RDMA NBL-CC PFC/ECN NBL-SRP Lossy RoCEv2 Verbs API HOST DPU OS IPMI OpenStack agent K8S Kubelet IaaS/PaaS /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 14 2.3 Paratus 2.0 2020 DPU DPU Paratus 1.0 DPU ARM SoC 10Gbps/25Gbps RJ45 Paratus 2.0 DPU 2022 10 ARM SoC+FPGA Paratus 1.0 FPGA 10G/25G 100G DPU Paratus 2.0 VirtIO OVS Storage Initiator NVMe Storage Target Paratus 2.0 RDMA Paratus 2.0 BMC Paratus 2.0 2.4 RDMA DPU 2021 5 2022 5 31 RDMA(DPU)xFusion50 xFusion50 RDMA DPU xFusion50 RDMA AI xFusion50 HyperDirect GPU Direct RDMA GPU CPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 15/vSwitch VPC NVMe-oF TCP/RDMA CPU VirtIO 2.5 Chiplet 2015 5G OTT 5G/6G DPU DPU Chiplet()NP-SoC ARM NP RISC-V ASIC 400Gbps DPU Chiplet Chiplet Die Die-To-Die Chiplet SoC Die-To-Die 2.6 DPU 2018 KPU DPU HADOS DPU 5G DPU 2019 DPU K1 DPU K2 2022 DPU K2 Pro 2021 9 DPU 1.2 DPU DPU DPU DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 16 DPU DPU DPU DPU HADOS /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 17 3 2025 DPU 260 CAGR 54%AWS DPU 2013 AWS Nitro Hypervisor+30%CPU CPU 30%30%DPU CPU DPU CPU 5 16-20 21 16-20 5540.7 3913.2 16-20 10%21-25 10%21-25 1011.2 1101.3 1211.4 1332.5 1465.8 CPU CPU CPU 30%36%1 30%DPU CPU 30%DPU 2 3-5 21-25 10%21-25 25%16-20 3913.2 3 DPU=+*CPU*2025 DPU 264 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 18 2020 DPU 30.5 2025 264 CAGR 54.0%1 DPU DPU DPU DPU DPU CPU DPU CPU 7000-8000 1000 DPU CPU DPU 5000 700/16-20 5540.7=+*DPU 2025 DPU 234 2020 DPU 30.5 2025 234 CAGR 50.3%5 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E(910.2 1001.2 1101.3 1211.4 1332.5 1465.8 YoY 10%10%10%10%10%CPU 30%32%34%36%36%30%30%30%30%30%3913.2 0 25%25%25%25%0 93.9 99.8 105.7 105.7 DPU 199.6 223.4 249.6 264 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E(1212.9 1334.2 1467.6 1614.4 1775.8 1953.4 YoY 10%10%10%10%10%DPU 1 1 1 1 1 1 DPU 1000 700 700 700 700 700 700 5540.7 0 25%25%25%25%97 97 97 97 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 19 DPU 199.7 210 221.3 233.7 10 1 2022E-2025E DPU 11 2 2022E-2025E DPU 199.6223.4249.62640.050.0100.0150.0200.0250.0300.02022E 2023E 2024E 2025E 1 2022E-2025E DPU 199.7210221.3233.70.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.02022E 2023E 2024E 2025E 2 2022E-2025E DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 20 4 DPU 4.1 DPU DPU DPU FPGA ASIC/SoC systemofchip Fungible Mellanox 2020 4 DPU EDA IP 12 DPU IPO 4.2 DPU:L3 DPU Intel NVIDIA DPU DPU 2020 DPU 30.5 2025 DPU 245.3 CAGR 51.73%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 21 13 DPU DPU IoT DPU DPU 2020 DPU 3.9 2025 DPU 565.9 CAGR 170.6%14 DPU 4.3 DPU EDA IP 0501001502002503002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E01002003004005006002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 22 4.3.1 DPU-EDA DPU EDA DPU EDA ESDAlliance 21ic 2021 EDA 132.75 EDA EDA 15 EDA IPO 21.ic EDA EDA EDA EDA 2012 65.36 2021 132.75 8.2%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 23 16 2012-2021 EDA EDA EDA EDA 2016-2020 EDA 57.4 93.1 CAGR 12.85%17 2016-2021 EDA EDA Cadence Synopsys EDA EDA 2021 77.7%EDA EDA 0%5%10%15%20%0204060801001201402012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 EDA 0%5%10%15%20%25%30%0204060801001202016 2017 2018 2019 2020 2021 EDA /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 24 EDA EDA EDA 2021 EDA 6%Ansys Keysight 1.9%18 EDA IPO 19 2021 EDA EDA DPU EDA 1 EDA Cadence31%Synopsys29%EDA16%6%ANSYS5%Keysight3%2%8%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 25 2 6 EDA EDA EDA EDA RTL(STA)EDA(TCAD)(PDK)EDA(SI/PI)EDA PCB CPLD FPGA IPO 4.3.2 DPU-IP DPU IP DPU DPU AI PCIe CPU IP IP IP DPU IP IP Intellectual Property IP IP IP IDM IP IDM IP ARM 40%IP IP+IP IPnest 2021 IP 54.5 2018 6.0%2021 19.4%IBS IP 2027 101 IBS 20182027 CAGR 9%IP 10%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 26 IP IP 28nm IP 87 7nm IP 178 IP IP SoC IP 20 IP IP 2018 46 2027 101 9.13 IP 2027 62.55 2018 26.20 10.15 IP 2027 13.32 2018 7.25 6.99 IP 2027 11.24 2018 5.42 8.44 21 IP /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 27 SOC,EDA 22 SoC CSDN EDA EDA 2018-2020 EDA 62.2 72.3 EDA 6.67 9.83 010020030040050060065nm 40nm 28nm 22nm 16nm 10nm 7nm 5nm/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 28 23 2018-2020 EDA 4.4 DPU DPU Fabless 21ic 1965 Intel 18-24 18-24 24 CSDN 62.265.372.36.678.29.83010203040506070802018 2019 2020全球市场规模（亿美元）中国市场规模（亿美元）/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 29 25 IBS 26 4.5 4.5.1 DPU 2021 2021-2023 21342504308239504746627284491142015557214950500010000150002000025000 5 5 15 30701502803604501000020040060080010001200 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 30 DPU Counterpoint 2022 17%1117 IDC 32%50%-83%DPU 2015-2021 27 Counterpoint 2.5kW 2021 520 30%2.5kW 420 80%85086093095011171%8%2%18%0%5%10%15%20%0200400600800100012002018 2019 2020 2021 2022E%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 31 28 2017-2022E 2021 679 2020 9.8%2022 746 29 2017-2022E 2021 1500 30.69%1662663154015206708316723730942054001002003004005006007008002017 2018 2019 2020 2021 2022E总机架数量（万架）大型规模以上机架数量（万架）465.5513.3566.6618.7679.3746.59%9%10%10%11%01002003004005006007008002017 2018 2019 2020 2021 2022E%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 32 30 2017-2022E 2015 2021 Sentech Broadband Infraco IDC IDC IDC IDC IDC 31 512.8680.1878.31167.51500.21900.70%5%10%15%20%25%30%35%02004006008001000120014001600180020002017 2018 2019 2020 2021 2022E%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 33 IDC IDC IDC 4+3+X IDC IDC IDC IDC IDC DNS CDN IDC IDC IDC IDC IDC 5G IDC IDC IDC IDC IDC 5G IDC IDC /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 34 32 4.5.2 DPU IDC TKF IDC IDC IDC TKF IDC IDC 33 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 35 DPU DPU DPU IDC DPU 7 200km 400km 1000km IDC DPU DPU IDC IDC DPU DPU DPU DPU 4.5.3 DPU DPU DPU DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 36 34 IT 2021 2025 4.5.4 DPU DPU IT IDC UCloud IDC /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 37 35 2021 Gartner 2021 IaaS PaaS SaaS 3,307 32.5%2021 3,229 2020 54.4%70.8%2,181 28.7%1,048 36 307 369483642916199362491624869301710861222123115220.00%10.00%20.00%30.00%40.00%010002000300040002017 2018 2019 2020 2021IaaS PaaS SaaS /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 38 37 38 2021 IaaS PaaS 39 2021 IaaS 4.5.5 DPU 42752564581410480.00%10.00%20.00%30.00%40.00%0500100015002017 2018 2019 2020 2021 265437689127721810.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%050010001500200025002017 2018 2019 2020 2021规模 增速,34.30%,14%,11.20%,10%,8.40%,22.10%/本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 39 2022 AI IDC 2021 AI 156 39.1%AI 22.5%AI 2021 AI HPE 20.9%13.0%9.2%43.1%5.8%IBM 4.1%AI AI HabanaGaudi2 2 AMD CPU FPGAAI GPU 4nm 800 AI E TOP500 161 32.2%HPE 96 19.2%Atos 50 42 36 10%8.4%7.2%HPE 13 Cray E Frontier 2023 2EFlops Atos BullSequanaXH3000 E 10E AI CPU AMD TOP500 CPU 388 77.6%93 AMD TOP500 168/154 8 AMD CPU GPU GPU DPU DPU DPU /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 40 CPU+OneAPI CUDA 40 2014-2020 41 2014-2020 IDC 2020 x86 343.9 8.1%-10%0%10%20%30%40%010020030040050060070080090010002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020-5%0%5%10%15%20%02004006008001000120014002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 41 5G x86 2021-2025 8%42 x86 GPGPU 40%50%2024 785 GPGPU GPGPU 2019 2024 CAGR 45.11%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%01002003004005006002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E2022E2023E2024E2025E x86 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 42 43 2019-2024 01002003004005006007008009002019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 43 5 ChatGPT AI DPU DPU DPU DPU AI /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 44 6 1 2 DPU 3 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 45 1 CPU 30.3 2 DPU.4 3.7 4 ASIC FPGA SoC DPU.7 5 DPU.8 6 2020 DPU.10 7 Nvidia BuleField.11 8 Blue field 2 DPU.12 9 NebulaX D1055AS.13 10 1 2022E-2025E DPU.19 11 2 2022E-2025E DPU.19 12 DPU.20 13 DPU.21 14 DPU.21 15 EDA.22 16 2012-2021 EDA.23 17 2016-2021 EDA.23 18 EDA.24 19 2021 EDA.24 20 IP.26 21 IP.26 22 SoC.27 23 2018-2020 EDA.28 24.28 25.29 26.29 27.30 28 2017-2022E.31 29 2017-2022E.31 30 2017-2022E.32 31.32 32.34 33.34 34.36 35.37 36.37 37.38 38.38 39 2021 IaaS.38 40 2014-2020.40 41 2014-2020.40 42 x86.41 43 2019-2024.42.1 1 DPU.5 2 DPU.10 3 Bluefield DPU.12 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 46 4 DPU.13 5.18 6 EDA.25 7.35 /本公司具 备证券 投资咨 询业务 资格，请务必 阅读最 后一页 免责声 明 证券研究 报告 47。12 A 300 500 15%5%15%-5%5%5%5%-5%5%5%8 1 5F 200120 28 A 18 100005 6001 32 05 518026 前沿报告库是中国新经济产业咨询报告共享平台。行业范围涵盖新一代信息技术、5G、物联网、新能源、新材料、新消费、大健康、大数据、智能制造等新兴领域。为企事业单位、科研院所、投融资机构等提供研究和决策参考。扫一扫免费获取海量报告