AI大时代系列报告之一（基础篇）：大模型与算力共振，奇点时刻到来

AI大时代系列报告之一（基础篇）：大模型与算力共振，奇点时刻到来 通信 评级：看好 日期：2023.07.11 证券研究报告|行业深度 报告要点 大模型涌现，ChatGPT开启AI未来时刻。人工智能是引领未来的新兴战略性技术，自19世纪50年代诞生以来，相关理论和技术持续演进，近十余年得益于深度学习算法的突破、算力设备性能不断提升与海量数据的持续积累，人工智能得以大范围地从实验室研究走向产业实践。2017年Transformer架 构推出，创新提出注意力机制，有效提升了自然语言处理任务的精度和质量， 分析师周铃雅 登记编码：S0950521040002：13661650971 ：zhoulingya@wkzq.com.cn 计算效率和资源利用率亦明显改善，成为了当前自然语言领域的主流模型架 构。2022年11月，美国初创企业OpenAI推出ChatGPT聊天机器人，发布后访问量爆发式增长，发布5天用户数突破100万，2个月过亿，用户增速创历史新高。ChatGPT展示的连续对话、上下文理解、敢于质疑、用户意图思考捕捉的能力，让产业看到了人工智能的非凡力量，国内外厂商纷纷加入AI大模型军备竞赛，大模型参数规模与计算需求呈量级提升，同时积极探索大模型商业化落地应用，AI奇点时刻正加速来临。 行业表现2023/7/11 45% 33% 21% 8% -4% -16% 2022/62022/92022/122023/3 通信上证综指沪深300 算力需求指数级增长，英伟达打造AI时代引擎。算力芯片包括GPU、FPGA、 ASIC、TPU等。从1950年至今大模型参数与算力需求均呈现指数级增长，应用领域逐步从学术拓展至产业，全球企业持续增加对AI的投资，人工智能芯片搭载率有望持续增长，算力正成为新的生产力。目前GPU是AI算力的主要选择，中国人工智能芯片市场GPU占比接近90%，其并行计算能力可大幅提升计算效率，可大幅缩短AI算法的训练和推理时间，成为AI时代的算力核心。据JPR统计，2023年一季度英伟达GPU市占率达84%，是GPU市场的主导者。英伟达1999年首次提出GPU概念，2006年推出CUDA运算平台，2023年5月发布超级计算机DGXGH200，其算力规模达到1Eflops，支持万亿参数AI大模型训练，为巨型人工智能模型提供线性可扩展性。英伟达基于其GPU与CUDA等生态体系的构建，已成为AI算力关键供应商。 中文大模型追赶，办公生产力应用加速推进。AI大浪潮下，科技巨头、互联网大厂纷纷入局密集上线大模型，2023年3月百度发布文心一言，4月华为发布盘古大模型，阿里发布通义千问大模型，商汤科技公布日日新大模型体系，5月科大讯飞发布星火大模型。多家上市公司亦开始布局，助力AI大模 型产业化。AI大模型能够理解更多形式的信息，降低编程门槛，弥合数字鸿沟，为各行各业带来新的变化。微软率先发布Microsoft365Copilot，是一款基于GPT-4和MicrosoftGraph的AI办公助手，将重复工作流程自动化，为用户提供了一种全新工作方式，提升工作效率，解锁生产力。国内多家厂商也推出大模型相关应用，重塑千行百业。 相关公司：1）AI算力方向：服务器方向浪潮信息、紫光股份等；光模块方向中际旭创、天孚通信、新易盛等；2）AI应用方向：OA应用金山办公、万兴科技等。 资料来源：Wind，聚源 相关研究 《光器件：从通信基石到智能之眼》 (2022/9/4) 《通信模组：物联网信息之源，创新扩散与成本红利开启新阶段》(2022/6/7) 《电信运营商：5G数字经济平台化引领者》 (2022/3/2) 风险提示：1、AI技术迭代不及预期风险，当前模型仍需持续迭代优化，若相关公司核心技术难以突破，将影响产品研发迭代； 2、若商业化落地不及预期，政策推进力度不及预期，经济发展不及预期，产业链各方合作不及预期，将影响产业链整体进展。 内容目录 1、大模型涌现，ChatGPT引爆AI奇点5 1.1、ChatGPT加速人工智能发展奇点来临5 1.2、大模型军备竞赛，开启AI未来时刻10 2、算力质变，英伟达打造AI时代引擎17 2.1、算力需求指数级增长，加速计算深度变革17 2.2、英伟达AI时代卖水人，打造发展引擎23 3、中文模型奋起直追，办公生产力率先变革30 3.1、中文模型奋起直追，更强中文理解30 3.2、生产力工具革新，释放创造力38 4、相关公司44 5、风险提示45 图表目录 图表1：ChatGPT根据指示进行回复5 图表2：ChatGPT可以实现的功能5 图表3：ChatGPT用户访问量6 图表4：2023年6月ChatGPT受众群体地区分布情况6 图表5：各应用程序达到1亿用户所需时间7 图表6：OpenAI发展历程与股东情况8 图表7：ChatGPT模型原理9 图表8：RLHF（人类反馈强化学习技术）训练模型技术原理9 图表9：AIGC发展历程10 图表10：2023年国内外发布的主要AI大模型梳理11 图表11：OpenAI推出ChatGPTPlus订阅服务12 图表12：文本生成图像模型13 图表13：不同功能的语言模型13 图表14：Codex语言模型示例13 图表15：OpenAIAPI已在多个应用程序中应用14 图表16：GitHubCopilot价格情况14 图表17：KeeperTax价格情况15 图表18：Viable价格情况15 图表19：Duolingo的数据与算法工具示例16 图表20：第一批ChatGPTPlugins合作伙伴16 图表21：算力发展总体框架17 图表22：1950-2022年机器学习训练参数变化情况18 图表23：1950-2022年机器学习算力变化情况18 图表24：2011-2022年GitHubAI项目数量情况19 图表25：2010-2021年全球AI期刊论文发表数量19 图表26：全球算力规模发展趋势20 图表27：中国通用算力规模及预测20 图表28：中国智能算力规模及预测20 图表29：2020-2024年全球人工智能、数字化转型支出及GDP增长趋势预测21 图表30：全球人工智能服务器GPU芯片搭载率21 图表31：全球人工智能服务器ASIC芯片搭载率21 图表32：全球人工智能服务器FPGA芯片搭载率22 图表33：2022年中国人工智能芯片市场规模占比22 图表34：英伟达建立了加速计算的良性循环23 图表35：加速计算和人工智能将重塑计算机行业23 图表36：英伟达推出超级计算机DGXGH20024 图表37：英伟达Spectrum-X以太网平台24 图表38：英伟达cuLitho加速库合作客户25 图表39：用于量子电路仿真的加速库cuQuantum26 图表40：英伟达cuOpt及客户26 图表41：英伟达CV-CUDA平台26 图表42：NVIDIAParabricks医疗加速库26 图表43：英伟达推出DGXCloud27 图表44：英伟达Nemo语言模型27 图表45：英伟达Picasso视觉语言模型27 图表46：NVIDIA全新推理平台28 图表47：NVIDIAH100NVL性能情况28 图表48：NVIDIASuperPOD胖树拓扑网络结构29 图表49：交换芯片技术演进路径29 图表50：大模型的分类30 图表51：百度发布“文心一言”30 图表52：“文心一言”文学创作能力31 图表53：“文心一言”数理逻辑推理能力31 图表54：“文心一言”中文理解能力31 图表55：“文心一言”多模态生成能力31 图表56：百度人工智能全栈布局31 图表57：ERNIE3.0文心大模型架构示意图32 图表58：ERNIE3.0预训练数据集32 图表59：全面的模型尺寸，覆盖不同场景需求33 图表60：百度面向特定任务的大模型33 图表61：百度面向特定领域的大模型33 图表62：飞浆重点产品示意图34 图表63：百度文心一格AI艺术与创意辅助平台34 图表64：百度文心百中产业级搜索系统35 图表65：商汤科技推出日日新大模型体系35 图表66：商汤SenseChat2.0大语言模型能力全面升级36 图表67：商汤SenseMirage3.0文生图大模型全面升级36 图表68：华为云正式发布盘古大模型3.037 图表69：华为全栈核心技术37 图表70：微软发布Microsoft365Copilot38 图表71：Microsoft365Copilot技术原理39 图表72：Copilot版Word使用示例39 图表73：Copilot版Excel使用示例39 图表74：Copilot版PPT，将Word文档转换为幻灯片40 图表75：Copilot版PPT，为所有幻灯片生成演讲者备注40 图表76：Copilot版Outlook，自动管理和回复邮件40 图表77：Copilot版Teams，会议过程中提供会议信息41 图表78：Copilot版Teams，会议结束后总结用户错过的内容41 图表79：Copilot版BusinessChat使用示例，给予综合性答复41 图表80：MicrosoftSecurityCopilot的特点42 图表81：MicrosoftSecurityCopilot为微软各安全产品AI赋能42 图表82：MicrosoftSecurityCopilot基于GPT-4和微软安全专用模型43 图表83：MicrosoftSecurityCopilot集成了GPT-4和微软的安全能力43 图表84：赋能安全团队以机器的速度来解决问题43 图表85：MicrosoftSecurityCopilot使用案例43 图表86：相关公司业务情况44 1、大模型涌现，ChatGPT引爆AI奇点 1.1、ChatGPT加速人工智能发展奇点来临 2022年11月OpenAI发布ChatGPT聊天机器人，人工智能发展奇点加速来临。ChatGPT （ChatGenerativePre-trainedTransformer）是由美国人工智能公司OpenAI开发的用于自然语言处理的大型预训练语言模型，由人工智能技术驱动的自然语言处理工具，于2022年11月30日发布，是一款全新的聊天机器人模型，可以根据用户的对话输入，产生出与其相关的回复，能够从文本输入中理解上下文因素，并生成有意义的句子回复，能够回答问题、承认错误、质疑不正确的前提和拒绝不适当的请求。 图表1：ChatGPT根据指示进行回复 资料来源：OpenAI,五矿证券研究所 图表2：ChatGPT可以实现的功能 资料来源：通信产业网，五矿证券研究所 ChatGPT发布后，OpenAI网站访问量爆发式增长。据SimilarWeb数据显示，过去7个月，网站chat.openai.com访问量快速增长，2023年6月网站访问量达16亿次，平均访问时长约8分钟，每次访问页数4.26个。从受众群体地区来看，美国、印度、日本、巴西、哥伦比亚占比前五，分别为12.12%、7.61%、4.17%、3.32%、3.16%。 图表3：ChatGPT用户访问量 200,000 180,000 160,000 140,000 120,000 100,000 80,000 60,000 40,000 20,000 0 2022年11月2022年12月2023年1月2023年2月2023年3月2023年4月2023年5月2023年6月 总访问量（万次） 资料来源：Similarweb，五矿证券研究所 图表4：2023年6月ChatGPT受众群体地区分布情况 12.1% 7.6% 4. 3. 3. 69.6% 2%美国 印度 3%日本 2%巴西 哥伦比亚 其他 资料来源：Similarweb，五矿证券研究所 ChatGPT用户增速创历史新高，发布5天用户数突破100万，2个月过亿。2022年11月30日，OpenAI推出ChatGPT聊天机器人产品。1