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AI基础设施

信息技术2023-09-15莫舒棋头豹研究院机构上传
AI基础设施

AI基础设施行业分类 AI基础设施行业的分类标准较多,如按提供方式可分为公有云、私有云和边缘计算。其中公有云提供商如 AWS、Azure、阿里云等向多个客户提供服务。私有云由单个企业或组织在其数据中心内建设和管理。边缘计算则将AI处理能力推向物联网和边缘设备。按服务类型可分为硬件服务和软件服务,其中硬件服务提供高性能计算 和存储设备,如GPU和TPU。软件服务则包括深度学习框架、算法库和开发工具等。根据不同行业和应用需求, AI基础设施可用于图像识别、自然语言处理、智能驾驶、智能制造等领域。 按提供方式分类 公有云AI基础设施由大型云服务提供商如AWS、 Azure、阿里云和腾讯云等构建和管理,向多个客户提供服务。公有云可根据客户需要灵活地调整计算资源,避免了资源浪费和过度投入,也可以多个客户共享同一组硬件和软件资源,此外,公有云提供商还可以在多个地理位置设置数据中心,使得用户可以快速接入全球范围内的服务。 公有云 私有云是指由单个企业或组织在自己的数据中心内建设和管理的AI基础设施。其典型内容包括:首先,私有云能够提供更高的数据安全性和隐私保护,因为数据和资源完全在企业内部控制。其次,私有云可以根据企业自身需求进行定制和调整,以适应特定的业务和流程。此外,虽然相较于公有云,私有云需要更大的资本投入和维护成本,但同时也带来更多的灵活性和控制权,企业可以全面管理和控制其AI基础设施。因此,私有云适用于对数据隐私要求较高的行业,并为企业提供了高度定制化的AI解决方案。 私有云 AI基础设施分类 边缘计算是一种AI基础设施,它将AI处理能力推向物联网和边缘设备。其典型内容包括:首先,边缘计算的实时性使得AI计算和分析能够更接近数据源,从而降低传输延迟,使得边缘设备可以更快地做出反应和决策。其次,边缘计算支持离线处理,即使在断网或有限网络连接条件下,也能对数据进行处理,保证了应用的可靠性和稳定性。此外,边缘设备通常具有有限的计算资源,因此边缘计算AI基础设施需要具备高效节能的特点,以确保在有限的功耗下实现高效的AI计算和处理。因此,边缘计算在物联网和边缘设备应用中扮演着重要的角色,为实时、可靠和高效的AI应用提供支持。 边缘计算 [2] 1:https://mp.weixin.… 2:中国联通研究院 [3] AI基础设施行业特征 中国AI基础设施行业呈现持续快速发展的特征。中国AI基础设施市场规模持续扩大,年复合增长率超过 20%。主要驱动因素包括科技创新、政府支持和企业投资。公有云服务商如阿里云和腾讯云不断拓展其AI基础设 施服务,满足不断增长的市场需求。与此同时,私有云AI基础设施也得到企业青睐,尤其在涉及数据安全和隐私 行业痛点 AI基础设施整体成本较高,需升级实现降本增效 随着大模型和AI应用的兴起,AI原生时代正迅速来临,对AI基础设施提出了新的要求:全栈融合、端到端优化和极致的资源效能。然而,企业在构建AI基础设施时面临两大问题:花费大量时间构建非最优性能的 拼凑式基础设施,以及承受昂贵的核心部分(如芯片、框架、模型)的研发成本。为解决这些问题,很多企业着手整合已有技术和资源,如百度智能云发布了全栈自研的AI基础设施“百度AI大底座”,旨在为企 业提供自主可控、自我进化的端到端解决方案,实现快速、低成本的AI能力应用。 芯片仍为AI基础设施发展的制约关键点 中国AI芯片产业目前仍处于早期发展阶段,其产业的发展影响AI基础设施行业的整体发展速度 中国的AI芯片产业目前仍处于早期发展阶段,尤其在商业化方面尚不成熟,市场需求尚未迎来爆发。产业 中的主要关注点在于将AI芯片与各自的产业结合,以升级和优化现有产业。其产业与国际水平之间存在巨大差距,不仅体现在硬件方面,也包括软件和生态等领域。通用计算芯片市场由美国公司如Intel、Nvidia 垄断,技术和专利壁垒高,但华为、巴龙、昇腾、鲲鹏等芯片有望突破。全球芯片企业、互联网巨头、初创企业将成市场主要玩家。美国拥有超大规模数据中心,排名第一;中国在AI算力领域领跑,排名第二。 全球计算平台被亚马逊、谷歌、阿里、腾讯、华为等垄断,但小公司靠价格优势仍有生存空间。浪潮信息 是全球领先的IT基础架构提供商,寒武纪掌握通用型智能芯片核心技术。 AI基础设施未来发展趋势 未来5-10年内,AI基础设施行业将继续在技术提升阶段不断迭代和创新 AI基础设施在未来5-10年内将持续处于技术提升阶段,并呈现周期性的发展现象。这一行业特征主要表现在快速技术迭代、周期性发展、持续的挑战与突破、跨领域融合以及技术生态共建等方面。随着人工智能 技术在各个领域的广泛应用,AI基础设施需要不断适应新技术的需求,同时面对技术的挑战和创新。政府的政策支持和产业投资将进一步推动AI基础设施的发展,构建一个健康的技术生态系统,促使行业朝着更 高的水平不断前进。虽然会遇到周期性的技术瓶颈,但随着技术突破和合作的推动,AI基础设施行业有望 持续发展,为人工智能技术的创新和应用提供强有力的支持。 [3] 1:https://mp.weixin.… 2:中国信息杂志 AI基础设施发展历程 中国AI基础设施行业经历了起步阶段、快速发展阶段、崛起阶段以及深度应用阶段等多个发展阶段。目前,该行业正处于深度应用阶段,基础设施已经逐步从可用性基础发展到更便利、定制化、智能化的应用层面,促进 了AI技术在各领域广泛应用和产业升级。未来,预计中国AI基础设施行业将继续处于技术提升阶段,不断迎接新的技术挑战和突破,同时通过合作与创新推动行业的持续发展,为人工智能技术的创新和应用提供更加强大的支 持,助力实现智能化时代的全面发展。 萌芽期 2000~2010 在本阶段,中国AI基础设施行业处于起步阶段,起初主要集中在科研机构和少数大型企业内部。由于 当时AI技术尚未普及,基础设施规模有限,硬件和软件资源受限,发展相对缓慢。 起步阶段的中国AI基础设施行业影响有限,技术相对独立,应用范围有限,依赖传统计算,缺乏资金和政策支持。然而,这一阶段为行业后续的快速发展奠定了基础,为行业的演变和成熟打下了重要基 石。 启动期 2010~2015 随着移动互联网和大数据技术的普及,中国AI基础设施行业迎来了快速发展阶段。大数据的出现使得 AI应用有了更多的数据支撑,云计算技术的成熟降低了基础设施建设和运维成本,促进了AI基础设施 的扩大规模和普及。 在此阶段,越来越多的企业开始加大对AI基础设施的投资,推动了行业的快速发展。互联网巨头和创 业公司纷纷加入AI基础设施行业,推动了市场的竞争和创新,以及云计算兴起、大数据驱动、多样化应用、技术集成和企业投资增加等发展为AI基础设施行业的后续崛起和成熟奠定了坚实基础。 高速发展期 2015~2020 在此阶段,中国AI基础设施行业经历了爆发式增长。大量互联网巨头和创业公司加大了对AI技术的研 发和应用投入,大幅扩展了AI基础设施市场规模。云计算服务商如阿里云、腾讯云等推出了丰富的AI基础设施解决方案,为企业和开发者提供便捷的AI服务。 崛起阶段的中国AI基础设施行业呈现出蓬勃发展、产业生态形成、云计算服务商竞争激烈、应用场景多元化和政策支持与投资增加等特征。这一阶段的发展为AI基础设施行业的进一步壮大和多元化发展 奠定了坚实基础。行业逐渐成为中国数字经济的重要支撑和推动力量。 震荡期 当前,中国AI基础设施行业正处于深度应用阶段。AI技术在各行各业得到广泛应用,对高性能计算、大规模存储、高效算法库等基础设施需求不断增长。同时,边缘计算AI基础设施也得到了重视,为物 联网和边缘设备的智能化提供支持。公有云和私有云在AI基础设施市场上形成双轮驱动的格局。 2020-2023年的AI基础设施行业有望继续保持快速发展态势。随着人工智能技术的不断进步和应用场 景的拓展,AI基础设施将在各行各业得到广泛应用,为中国数字经济的发展做出更大的贡献。政府的政策支持和企业的持续投资将为行业的繁荣提供强大动力。同时,安全和隐私问题将成为需要重点关 注和解决的挑战。 AI基础设施行业产业链上游的重要构成包括芯片制造商、服务器制造商和通信设备供应商,这些企业 提供的硬件设备是构建AI基础设施的核心要素。 在AI基础设施行业上游,中国市场具有较高的集中度。以AI芯片FPGA为例,该领域在中国的本土化 程度相对有限。中国市场主要由赛灵思(Xilinx,已被AMD收购)和英特尔这两大厂商主导,其市场份额超过70%。而本土厂商如安路科技、紫光国微、复旦微电等,总计市场份额约为15%。 上游市场供应较为充足,能满足AI基础设施建设的需求。在芯片领域,全球AI芯片市场规模持续扩大。2022年全球AI芯片市场规模达到了约300亿美元,预计在2025年将增长至约895亿美元,复合年 增长率达28.8%。在服务器制造领域,全球市场规模也在增长。2022年全球服务器市场规模约为1,169.2亿美元,预计在2025年将增长至约1,347亿美元,复合年增长率为6.5%。而通信设备供应市 场也随着5G技术的推进而持续扩大。 中 产业链中游 品牌端 云计算服务商、数据中心运营商、AI基础设施提供商 中游厂商 阿里云计算有限公司 腾讯云计算(北京)有限责任公司 华为云计算技术有限公司 查看全部 产业链中游说明 AI基础设施行业产业链中游的重要构成包括云计算服务商、数据服务商和AI基础设施硬件提供商。在AI基础设施行业中游,中国市场集中度较高。特别是在云计算服务商领域,中国的阿里云和腾讯云两 家企业占据了主导地位。截至2022年第四季度,阿里云在中国公有云市场份额约为40.6%,华为云为11.0%,腾讯云为11.0%,中国电信为8.7%,四家企业合计占据了近七成的市场份额。这两家企业在 中国云计算服务市场的竞争格局较为明显,对市场的主导地位具有稳固控制力。 AI基础设施行业中游的盈利能力较强。以云计算服务商为例,云计算服务商通过提供云计算服务,以 按需付费的方式实现盈利,2022年全球公共云服务市场规模约为5,458亿美元。同时,AI基础设施提供商通过销售AI开发框架和算法库等工具,为用户提供一次性购买和订阅服务,实现盈利。2022年中 国AI基础设施市场规模约为1,117.8亿元,预计到2027年将增长至6,008.1亿元。此外,随着不同类型企业参与和产品多样性增加,中国AI基础设施的资本市场有望继续扩展广度与深度。在2015年至 2022年之间,中国AI基础设施领域共发生超200起融资事件。在不同领域中,算力资源赛道呈现以AI 芯片和智能服务器为核心,辅以高性能计算中心的格局。数据资源领域的融资重点主要集中在定制数据资源服务和数据集产品方面。同时,综合型融资事件则聚焦于AI芯片、高性能计算平台、AI模型生 产平台以及数据资源服务等方向。根据融资轮次的分布,人工智能基础层资本市场表现出多轮次发展 产业链下游 渠道端及终端客户 AI应用开发商、企业用户和个人用户。 渠道端 深圳市腾讯计算机系统有限公司 北京百度网讯科技有限公司 AI基础设施行业规模 2022年中国AI基础设施行业的市场规模为1,117.8亿元,与上年同期相比增长了35.62%,2018-2022年AI基础设施行业市场整体呈现较快速度上升态势,预估未来五年内保持稳定增长趋势,其中2023年将达到1,513.2 亿元,2027年将达到6,008亿元,2023-2027年年复合增长率为39.98%。 中国AI基础设施行业市场规模的增加是由于强大的市场需求推动和技术不断突破所带来的。需求方面,AI企 业寻求突破业务增长瓶颈的需求,是推动人工智能基础设施发展的动力之一。随着人工智能技术的不断发展和应用推广,越来越多的企业和个人开始意识到AI在各个行业的潜在价值,并希望通过AI基础设施来实现