ai는 cpu 수요 성장을 주도하며 국내 주류 제조업체는 성장 여지가 크다
2024-10-01
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널리 논의되는 ai 컴퓨팅 파워 기반에서 클라우드의 "cpu+gpu 및 기타 가속기 카드"이든 장치 측의 "cpu+gpu+npu"이든 cpu는 필수 불가결합니다.
cpu 또는 중앙 처리 장치는 제어 장치, 산술 논리 장치(alu) 및 레지스터로 구성되는 경우가 많습니다. 이는 명령 읽기, 디코딩 및 실행을 담당하며 r&d 기술 및 생태학적 구성에 대한 요구 사항이 높습니다. 컴퓨터 성능 및 운영 효율성에 대한 요구 사항은 중요한 영향을 미칩니다.
컴퓨터의 컴퓨팅 및 제어 센터로서 ai 발전의 물결에 따라 중국의 컴퓨터 cpu 산업은 '고속 차선'에 진입했습니다. 지능형 컴퓨팅 센터의 건설로 서버 수요가 증가하고 aipc 업그레이드도 수요를 주도하고 있습니다. 성장.
gpu에 비해 국내 cpu의 개발은 더욱 성숙해졌습니다. 투바오연구소 자료에 따르면 2022년 중국 cpu 국산화율은 30~40%에 이를 것으로 예상된다. 동시에 중국의 cpu 국산화율은 여전히 높아지고 있다. 최근 사업자 중심 조달에서 국내 생산 cpu 비중은 70%에 가깝다.
ai의 폭발로 인해 cpu 수요가 증가했습니다.
대형 모델의 급속한 발전으로 지능형 컴퓨팅 성능에 대한 수요가 폭발적으로 증가했으며, ai 서버 출하량이 증가하면서 클라우드 cpu에 대한 수요가 증가했습니다. 서버의 핵심 구성요소인 cpu의 성능과 전력 소비는 서버의 전반적인 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
techinsights 데이터에 따르면 2028년까지 글로벌 서버 시장은 연평균 성장률 18%로 2,730억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. ai 애플리케이션용으로 설계된 서버는 연평균 성장률 49%로 시장 점유율의 59%를 차지할 것입니다. %. 중국 시장의 경우, idc는 중국의 ai 서버 시장이 2023년에 전년 대비 82.5% 성장한 91억 달러에 이를 것으로 예측하고 있으며, 2027년에는 연평균 복합 성장률이 134억 달러에 달할 것으로 예상합니다. 21.8%.
pc 시장에서는 2024년을 aipc 원년으로 인식하고 aipc가 새로운 교체 물결을 몰고 올 것으로 예상된다. 업계에서는 현재 aipc의 발전이 초기 윈도우 시스템 개발과 유사하다고 보고 있으며, 앞으로도 초기 윈도우 시스템의 성공을 재현할 것으로 예상된다.
캐널리스는 2023년 글로벌 pc 출하량이 전년 대비 12.4% 감소한 2억4천900만대에 이를 것으로 내다봤다. 2024년 pc 출하량은 전년 대비 7.6% 증가한 2억6천700만대에 이를 것으로 예상된다. 2024년에는 약 2,000만 대에 달하고, 2027년에는 컴퓨터의 60%에 ai 처리 기능이 탑재되어 2027년에는 출하량이 1억 7,500만 대를 넘어설 것입니다.
ai 서버와 aipc를 중심으로 cpu 수요도 빠르게 늘어날 전망이다. 투바오연구소 자료에 따르면 중국 컴퓨터 cpu 시장 규모는 2019년부터 2021년까지 평균 6.91%의 성장률로 꾸준하고 빠르게 성장해 2027년에는 5109억4900만 위안에 이를 것으로 예상된다.
대형 모델에서 시작된 ai 물결은 cpu에 대한 수요를 증가시킬 뿐만 아니라 cpu 기능에 대한 요구 사항도 더 높아집니다.
"많은 ai 애플리케이션은 실제로 다양한 xpu 처리 장치를 사용하여 계산할 수 있습니다. cpu 프로그래밍은 더 유연하고 연산자 가속은 일반 컴파일러를 통해 처리할 수 있습니다. npu보다 더 다양하고 유연합니다." xixin technology jie는 china business news에 "예를 들어 armv9 cpu에는 벡터 확장 명령 가속이 포함되어 있어 장치 측에서 대규모 언어 모델을 실행하는 데 더 도움이 될 수 있습니다. 최신 iphone 16 시리즈는 매트릭스 연산 명령 가속을 포함하여 cpu도 업그레이드했습니다. , cpu 기반 apple intelligence 애플리케이션을 더 잘 지원하기 위해."
zhou jie는 앞으로도 이 핵심 기술이 cpu 제품에서 지속적으로 혁신을 이루고 더욱 강력한 벡터 및 행렬 처리 기능을 제공하며 gpu와 npu의 이기종 처리 기능을 결합하여 증가하는 대규모 언어 모델 요구 사항을 보다 효율적으로 충족할 것이라고 말했습니다. 다중 모드 대규모 언어 모델 및 기타 최종 ai 컴퓨팅 성능 요구 사항.
명령어 세트 아키텍처를 둘러싼 전쟁
칩 아키텍처는 마이크로프로세서 또는 기타 집적 회로를 설계하고 구축하기 위한 기초이며 칩의 조직 구조, 기능 단위, 데이터 흐름 및 명령어 세트와 같은 주요 특성을 정의합니다. 명령어 세트 아키텍처는 칩 아키텍처의 최상위 디자인으로, 컴퓨터 하드웨어에서 실행할 수 있는 모든 명령어 세트를 정의하며 컴퓨터 시스템 설계의 핵심 부분이며 상위 계층 소프트웨어에 중요한 영향을 미칩니다. 그리고 하위 계층 하드웨어.
다양한 설계 원칙에 따라 명령어 세트 아키텍처는 주로 cisc(complex instruction set computing)와 risc(reduced instruction set computing)의 두 가지 진영으로 나뉘며, 여기에서 x86, arm, risc-v와 같은 명령어 세트 아키텍처가 파생됩니다.
x86은 intel에서 출시되었으며 cisc 설계로 풍부한 명령어 세트를 갖추고 있으며 여러 주소 지정 모드와 복잡한 작업을 지원합니다. 현재 x86 아키텍처 명령어 세트를 탑재한 프로세서는 주로 pc와 서버에 사용되고 있다. 인텔은 특허 라이선싱을 엄격히 통제하기 때문에 x86 시장은 기본적으로 인텔이 독점하고 있다.
서버 시장에서는 x86이 cpu의 주류 아키텍처입니다. idc 데이터에 따르면 2023년 x86 아키텍처 서버 시장 점유율은 88%, 중국의 x86 서버 시장 출하량은 362만대로 2024년에는 5.7% 성장할 것으로 예상된다.
arm 아키텍처는 risc 설계를 기반으로 하며 arm 코어 마이크로 아키텍처 ip는 다양한 선택이 가능하며 설계가 간소화되고 안정적이며 저전력 소비 분야에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. arm의 비즈니스 모델은 칩을 직접 설계하고 제조하는 것이 아니라 프로세서 코어 아키텍처에 대한 라이선싱에 중점을 둡니다. 따라서 arm은 중립적 지위를 통해 라이선싱을 통해 생태계를 널리 홍보할 수 있습니다. arm 아키텍처는 현재 모바일 단말 칩(휴대전화, 태블릿 등), 셋톱박스, 영상감시 등으로 대표되는 모바일 지능 분야에서 널리 활용되고 있는 것으로 알려졌다.
전반적으로 현재 클라우드 서버는 대부분 x86 아키텍처를 사용하고 있으며, 엣지 측은 arm 아키텍처를 사용하고 있습니다. 그러나 최근 몇 년간 환경도 변화하고 있으며 점차 arm 아키텍처가 서버 분야에도 침투하고 있습니다. "이제 전 세계의 많은 인터넷 제조업체가 arm 아키텍처를 사용하여 amazon, google, microsoft 등과 같은 자체 서버 칩을 설계하기 시작했습니다. zhou jie는 china business news에 말했습니다. 게다가 aipc에는 npu가 탑재되어 있어 arm 아키텍처가 더 많은 장점을 가질 수도 있습니다. arm ceo 르네 하스(rene haas)는 computex 2024에서 arm이 5년 내에 windows pc 시장의 50% 이상을 점유할 것으로 기대한다고 밝혔습니다.
개방형 축소 명령어 세트 아키텍처 risc-v도 최근 몇 년 동안 증가하기 시작했습니다. risc-v는 완전한 오픈 소스이며 느슨한 bsd 프로토콜을 채택하고 있어 기업은 이를 완전히 무료로 사용할 수 있으며, 동시에 차별화된 개발을 지원하기 위해 공개적으로 공유하지 않고도 자체 명령어 세트를 추가할 수 있습니다. 아키텍처는 간단하고 짧으며 간결하며 다양한 부분을 모듈식으로 함께 구성하여 통합 아키텍처를 통해 다양한 애플리케이션 시나리오를 충족할 수 있습니다. 현재 많은 국내 스타트업들이 칩 설계에 risc-v를 활용하기 시작한 것으로 파악된다. shd 그룹은 risc-v 기반 soc 매출이 2021년부터 2030년까지 연평균 성장률 47%로 2030년에는 920억 달러에 이를 것으로 예상하고 있습니다.
"risc-v 아키텍처는 현재 iot 장치와 같은 일부 고정 시나리오에서 더 많이 사용되지만 pc 및 서버 분야와 같은 일반 생태학을 지원하려면 더 많은 리소스 투자와 r&d 지원이 필요합니다."라고 zhou jie는 china business news에 말했습니다.
또한 일부 회사에서는 자체 명령어 세트를 개발했습니다. loongson zhongke(688047.sh)는 mips 아키텍처를 기반으로 완전히 독립적인 재산권을 갖춘 loong arch 아키텍처를 독립적으로 개발했다고 2023년 발표했습니다. sunway는 alpha 아키텍처를 기반으로 sw64 아키텍처를 개발했습니다.
"생태학은 매우 중요한 문제입니다. x86 생태학은 의심할 여지 없이 가장 성숙하고 arm 아키텍처 생태학은 점점 더 성숙해지고 있습니다." zhou jie는 "x86 및 arm 아키텍처 생태학에 비해 자체 생태계는 개발된 아키텍처에는 일정한 이점이 있습니다. 보다 보편적인 생태계를 지원해야 한다면 전체 산업 체인에 많은 투자가 필요합니다. 최적화.”
6개 주요 주류 제조업체 비교
시장구조를 보면 현재 일반 cpu 시장은 intel과 amd가 주도하고 있다.
cpu 시장 추적 기관인 머큐리 리서치(mercury research)의 보고서에 따르면, 2024년 2분기 pc 시장 점유율은 인텔이 78.9%, 서버 cpu 시장에서는 amd가 21.1%, 인텔은 75.9%를 차지했다. 시장 점유율은 21.1%로 amd가 24.1%를 차지했다.
국내 시장에서 국내 cpu 제조업체는 세 가지 주요 학교로 나뉩니다. 하나는 위에서 언급한 loongson 및 sunway와 같은 자체 개발 학교이고, 다른 하나는 china great wall(000066.sz)의 자회사인 feiteng과 같은 arm입니다. huawei hisilicon은 모두 arm 아키텍처를 사용하고 세 번째는 shanghai zhaoxin과 haiguang information(688041.sh)이 모두 x86 아키텍처를 사용합니다.
xinchuang이 지속적으로 발전함에 따라 국내 cpu의 성장 여지가 더 커질 수 있습니다. canalys 데이터에 따르면 중국 정부와 교육부에서 구매한 pc는 2023년에 272만 대에 달해 전국 출하량의 6%를 차지할 것으로 나타났습니다. 2024년 3월, 중앙정부조달네트워크는 컴퓨터 구매 시 cpu와 운영체제의 안전성 및 신뢰성 평가 요구사항이 조달 요구사항에 포함되어야 한다는 발표를 발표했습니다. 카날리스는 위 6개 회사가 모두 공지사항의 국산 cpu 조건을 충족하는 브랜드라고 믿고 있다.
zhou jie는 "업계에서는 칩 제품의 경쟁력에 큰 영향을 미치는 첨단 제조 공정 및 업스트림 eda 도구 개발을 촉진하기 위해 열심히 노력하고 있습니다."라고 zhou jie는 "현재 국내 산업 현황을 기준으로 볼 때 큰 규모는 아닙니다. 핵심은 칩을 설계한 후 어떻게 생산할지, 개발자와 최종 사용자가 더 잘 사용할 수 있도록 좋은 생태계를 구축하는 방법입니다. 이는 특히 중요하며 회사의 핵심 역량을 반영합니다.
(이 기사는 중국경제신문에서 발췌한 것입니다)
