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1、2022年AMD研究报告一、数字智能经济驱动算力需求指数级增长，异构计算优势突显数字智能经济驱动算力需求指数级增长智能经济驱动算力需求指数级增长。伴随智能汽车、人工智能、机器学习催生的大量数据需求，算力缺口持续显现。以无人驾驶的单车为例， L4/5 级无人驾驶汽车算力需求相较于L2级增长可达5000倍以上。IDC的数据显示，全球数据量在过去10年年均复合增长率接近50%，并进一步预测每 四个月对于算力的需求就会翻一倍。 但摩尔定律放缓使得通用CPU性能增长的边际成本迅速上升。数据表明现在CPU的性能年化增长（面积归一化之后）仅有3%左右，但计算需求却 是爆发性增长，CPU的性能增长率与数据量增
2、长率出现了显著的“剪刀差”现象。异构计算促进高效算力释放异构计算将CPU不擅长的计算卸载下来，交给专用芯片以实现“提质增效”，是业界目前解决算力瓶颈主流方案之一。英伟达认为，CPU、 GPU、DPU 是未来计算的三大支柱。通用CPU偏向于控制为中心结构，面向逻辑控制；GPU以数据为中心的结构，面向大量并行计算；DPU也 是以数据为中心，是面向强IO。 CPU和GPU的区别在于，GPU是在CPU之外提供图形（和深度学习等）场景的加速，而DPU则是在CPU之外提供网络数据场景的加速。我们认 为， CPU基础层负载给“异构计算”提供了一个广阔的发展空间，CPU、GPU和DPU将优势互补，建立起一个更
3、加高效的算力平台。CPU发展历程CPU是计算机的运算和控制核心。自 1971 年以来，全球 CPU 产业先后历经计算性能提升、多媒体及个人应用拓展、多元化发展，现已迈入多核 技术与集成化发展阶段。 按照采用的指令集，CPU可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两大类。x86架构是复杂指令集的代表，而ARM架构、MIPS架构 和Alpha架构等是精简指令集的代表。 按照应用领域，CPU 可分为通用微处理器（MPU）、微控制器（MCU）和专用处理器。CPU市场空间：近450亿美元，服务器是主要增长点全球微处理器出货量与市场规模稳定增长。据IC insights数据，2021年全球微
4、处理器出货量达24.9亿台、市场规模达1029亿美元，预计到2022年 全球微处理器出货量达26亿台、市场规模增长回落至7%左右。 伴随下游应用拓展，全球微处理器平均单台售价呈持续增长趋势。2021年微处理器平均单价达到41.33美元/台，同比增速3.31%，预计至2022年 平均销售价格达42.46美元/台，下游应用场景需求增多刺激微处理器价格呈上升趋势。在微处理器市场中CPU占比最大，贡献规模438亿美元。分产品来看，据IC insights统计，2020年CPU产品的市场规模为438亿美元，占比50%， 对微处理器市场贡献最大。 PC 出货量总体趋于稳定， PC CPU 市场稳定。据 I
5、DC 统计，由于智能手机的迅速普及对桌面电脑产生了一定的替代效应，2015-2018年，全球 桌面电脑的出货量从2.76亿台降至2.59亿台，呈现缓慢下降态势。到 2019 年，全球桌面出货量为2.67亿台，同比增长3.1%，出现小幅回升。 2020-2021年，在“宅经济”等因素的驱动下，全球桌面出货量回升显著，2021年高达3.49亿台，同比增长15.1%。CPU市场格局：双寡头垄断据Mercury Research统计，全球X86 CPU市场中，2022年Q1英特尔占比72.3%，领先优势明显。近年来，AMD处于持续追赶状态，市占率从 2020Q1的14.8%提升至2022Q1的27.7
6、%，与Intel的差距不断缩小。除Intel、AMD以外，其他CPU厂商的市占率相对较低，行业呈现双寡头垄断 格局。GPU发展历程GPU最初是为了更好的做图形处理而专门设计的微处理器，是显卡最核心的部件。进入大数据时代，由于GPU并行计算的特性，GPU被用于图形处 理之外的其他领域，如人工智能、挖矿等，GPGPU概念（通用 GPU，指利用处理图形任务的 GPU 来处理原本由中央处理器处理的通用计算任务） 开始出现。GPU和CPU的区别与CPU相比，GPU擅长并行计算。CPU是以低延迟为导向的计算单元，通常由专为串行处理而优化的几个核心组成，而 GPU 是以吞吐量为导向 的计算单元，由数以千计的
7、更小、更高效的核心组成，专为并行多任务设计。 CPU 中大部分的晶体管用于构建控制电路和缓存，只有少部分的晶体管完成实际的运算工作，功能模块很多，擅长分支预测等复杂操作。GPU的 流处理器（承担简单计算任务）和显存控制器占据了绝大部分晶体管，而控制器相对简单，擅长对大量数据进行简单操作，拥有远胜于 CPU 的强 大浮点计算能力，从而更擅长并行计算，比如图像处理计算，物理仿真，深度学习等。GPU市场空间：120亿美元市场快速成长， AI 数据中心将成重要驱动力依据T4的统计数据，2020年全球GPU市场规模价值200亿美元，预计2021年将增长15%，从2015年到2025年平均每年增长13%，
8、从80亿美元扩 大到350亿美元。 而依据Allied Market Research预测，2019年全球GPU市场规模为197.5亿美元，预计到2027年将达到2008.5亿美元，2020年至2027年的复合 年增长率为33.6%，对比来看AlliedMarketResearch对GPU市场空间更为乐观。GPU市场格局：三巨头垄断GPU可分为独立GPU和集成GPU。从出货量看，英伟达、英特尔和AMD三家在2022年Q2市场占有率分别为18%、62%和20%，英特尔凭借其 集成显卡在桌面端的优势占据最大的市场份额。 但在独立GPU市场中，英伟达和AMD处于双雄垄断格局。2022年Q2英伟达、A
9、MD市占率分别约为80%、20%。从趋势看，英伟达其独立显卡市 占率整体呈现上升趋势。但我们认为，随着AMD、英特尔推出各自最新的RX 7000，Arc A770显卡，英伟达会受到不小的挑战。二、AMD三大产品矩阵卡位未来计算，未来成长可期产品和服务CPU：AMD第一大业务，主要应用场景有PC、服务器、嵌入式等 CPU业务是AMD自创立以来的业务主线，主要的应用场景有PC、服务器、嵌入式等。基于Zen架构的锐龙处理器是AMD的第一大产品。AMD最 新一期的财报显示，22年Q2当季营收66亿美元，锐龙处理器贡献了22亿美元的营收。PC CPU：在架构方面，AMD于2017年推出了基于全新Zen架
10、构的Ryzen（锐龙）系列PC CPU，其性能上比上一代的FX系列提升超过40%， 随后推出的二代、三代锐龙处理器性能上均有较大提升，三代锐龙性能部分指标已超过Intel。在工艺方面，AMD与台积电展开合作，三代锐龙 采用7nm工艺制程，领先Intel。2022年发布基于zen4架构的Ryzen 7000，性能最弱的R5单核跑分逼近Intel的酷睿i9。服务器CPU：2017年，AMD推出了基于Zen架构的EPYC（霄龙）系列服务器CPU；2019年，AMD推出7nm EPYC 7002系列处理器，与 上一代相比，每个核心的服务器工作负载IPC性能提升高达23%，L3缓存最多增加4倍。2022
11、年年底即将推出EPYC 7004。 AMD投资者关系资料显示，AMD计划在2024年发布的Zen5架构将使用台积电3nm制程。CPU：PC端两大产品线，AMD锐龙系列对阵Intel酷睿系列。针对PC CPU市场，AMD主要产品包括台式电脑处理器及笔记本电脑处理器两大产品线。AMD最高端产品为Ryzen锐龙Threadripper系列以 及第三代Ryzen 9系列，对标英特尔酷睿 X系列、i9系列；AMD主流产品为Ryzen锐龙3、5、7系列，分别对标英特尔酷睿i3、i5、i7系列；中 低端产品为Athlon速龙、A系列、FX系列，对标Intel奔腾、赛扬系列。PC端市场份额方面，2003年至2
12、006年AMD曾快速增长份额，巅峰占据PC端22.7%。2017年凭借Zen架构再度崛起，市场份额不断增加。GPU：2006年收购ATI，成为当时唯一一家同时拥有CPU和GPU设计制造能力的公司 。2006年AMD以54亿美元收购ATI，从此具备GPU（图形处理器）技术，成为当时唯一同时拥有CPU和GPU两大核心芯片设计制造能力的公司。 2019年，AMD推出了基于RDNA架构的RX 5700系列GUP，并采用台积电7nm工艺，RDNA架构较先前使用长达七年的GCN架构技术大幅 提升，每瓦性能比较上一代提升了50%，每时钟效率提升了25%。RDNA架构的问世使得AMD的Radeon GPU实现
13、了全平台覆盖，除了PC、 Mac、主机之外还扩展到了云游戏及移动设备。 AMD预计2022年11月发布基于RDNA3架构的RX7000系列显卡，新系列产品每瓦性能将提升大约50%。未来布局：AMD力争扩大现有优势，同时在新兴产业广泛布局。2022年6月9日，AMD在财务分析师日讲述其未来发展战略，概述为技术和产品组合更新、扩大数据中心解决方案产品组合、加速打造无所不 在的AI领域领导地位、扩大PC领先、推动图形解决方案发展势头。 AMD后续产品计划涵盖从云计算，PC机到通信和智能终端等一系列应用场景，在保持原有优势的基础上，在新型边缘领域广泛布局。基于Zen 4和Zen 4c核心的第四代霄龙处
14、理器，继续保持优势打造高端CPU。基于“Zen 4”架构的锐龙7000系列台式机处理器在时钟速度和 单线程、多线程性能上有显著提升，同时基于“Zen 5”架构的“Granite Ridge”处理器也在计划之中。核心竞争力产品架构：Zen架构设计先进，助力AMD重新崛起。从AMD历史上看，架构领先竞争对手的CPU芯片新品发布，明显会导致相关公司市场份额的提升。例如2003年AMD K8架构产品上市，性能 超越同期Intel奔腾4系列，引领AMD于2003年至2006连续三年PC市场份额持续增长，于2006年达到市场份额历史峰值22.7%。 2017年Zen架构产品推出，2018年PC CPU市场份额由9.1%提升至13.3%，2019年AMD发布Zen2 7nm产品，全新Zen2架构IPC提升达 15%，实现了对英特尔的反超。2022年8月发布了基于Zen4架构和台积电5nm工艺的锐龙7000系列，Zen4架构的IPC相较于上一代提升了 13%，单核性能最高提升29%，此次发布的四款处理器的GeekBench单核跑分表现优秀，R9的单核跑分为2217，而性能最弱的R5单核跑分 为2165，接近英特尔旗下最新的旗舰产品i9-12900K处理器，预计AMD将凭借Zen4架构新品持续拉升市场份额。报告节选：