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1、泓域咨询/安庆CPU项目商业计划书安庆CPU项目商业计划书xx集团有限公司目录第一章 项目基本情况9一、 项目定位及建设理由9二、 项目名称及建设性质9三、 项目承办单位9四、 项目建设选址11五、 项目生产规模12六、 建筑物建设规模12七、 项目总投资及资金构成12八、 资金筹措方案12九、 项目预期经济效益规划目标13十、 项目建设进度规划13十一、 项目综合评价13主要经济指标一览表14第二章 建设单位基本情况16一、 公司基本信息16二、 公司简介16三、 公司竞争优势17四、 公司主要财务数据18公司合并资产负债表主要数据18公司合并利润表主要数据18五、 核心人员介绍19六、 经
2、营宗旨21七、 公司发展规划21第三章 市场分析27一、 市场需求分化,多代版本同期竞争27二、 PCIe脱胎于PCI架构,是服务器主流总线解决方案27第四章 背景及必要性31一、 PCIe标准升级增加PCB的工艺难度,带来价值量提升31二、 PCIe标准升级,带动服务器新一轮迭代周期32三、 云计算/AI/边缘计算等新技术不断演进,对算力要求不断提高34四、 提升开放型经济发展水平35第五章 运营管理模式36一、 公司经营宗旨36二、 公司的目标、主要职责36三、 各部门职责及权限37四、 财务会计制度40第六章 法人治理结构44一、 股东权利及义务44二、 董事51三、 高级管理人员56四
3、、 监事58第七章 创新发展60一、 企业技术研发分析60二、 项目技术工艺分析62三、 质量管理63四、 创新发展总结64第八章 发展规划分析65一、 公司发展规划65二、 保障措施71第九章 SWOT分析说明73一、 优势分析(S)73二、 劣势分析(W)74三、 机会分析(O)75四、 威胁分析(T)75第十章 项目实施进度计划81一、 项目进度安排81项目实施进度计划一览表81二、 项目实施保障措施82第十一章 风险分析83一、 项目风险分析83二、 公司竞争劣势88第十二章 建筑工程可行性分析89一、 项目工程设计总体要求89二、 建设方案90三、 建筑工程建设指标91建筑工程投资一
4、览表91第十三章 产品方案分析93一、 建设规模及主要建设内容93二、 产品规划方案及生产纲领93产品规划方案一览表93第十四章 项目投资分析95一、 投资估算的编制说明95二、 建设投资估算95建设投资估算表97三、 建设期利息97建设期利息估算表97四、 流动资金98流动资金估算表99五、 项目总投资100总投资及构成一览表100六、 资金筹措与投资计划101项目投资计划与资金筹措一览表101第十五章 经济效益103一、 经济评价财务测算103营业收入、税金及附加和增值税估算表103综合总成本费用估算表104固定资产折旧费估算表105无形资产和其他资产摊销估算表106利润及利润分配表107
5、二、 项目盈利能力分析108项目投资现金流量表110三、 偿债能力分析111借款还本付息计划表112第十六章 项目总结114第十七章 补充表格115主要经济指标一览表115建设投资估算表116建设期利息估算表117固定资产投资估算表118流动资金估算表118总投资及构成一览表119项目投资计划与资金筹措一览表120营业收入、税金及附加和增值税估算表121综合总成本费用估算表122固定资产折旧费估算表123无形资产和其他资产摊销估算表123利润及利润分配表124项目投资现金流量表125借款还本付息计划表126建筑工程投资一览表127项目实施进度计划一览表128主要设备购置一览表129能耗分析一览
6、表129报告说明根据谨慎财务估算,项目总投资25410.07万元,其中:建设投资19051.16万元,占项目总投资的74.97%;建设期利息210.05万元,占项目总投资的0.83%;流动资金6148.86万元,占项目总投资的24.20%。项目正常运营每年营业收入56600.00万元,综合总成本费用43587.58万元,净利润9539.63万元,财务内部收益率29.87%,财务净现值18895.31万元,全部投资回收期4.82年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。PCIe3.0目前占据市场绝大多数份额,PCIe3.0到4.0的发展时间极长,据行业研究公司Forw
7、ardInsights估计,2021年PCIe3.0SSD的市场占比达到81%。短期来看,消费市场的大多数用户没有频繁大文件读写的需求,成本较低、发展成熟的PCIe3.0仍将主导通用型主机与周边装臵。本报告基于可信的公开资料,参考行业研究模型,旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。第一章 项目基本情况一、 项目定位及建设理由Gen-Z:Gen-Z是一种内存语义架构,通过OpCodes和OpClasses定义了大量的内存语义操作,从而实现在不同组件的内存之间进行高效的数据传输。Gen-Z具有如下技术优势:1)不仅使存储器件互联,也使得CPU和加速器互联,减
8、轻了CPU的处理压力。2)能够重新配臵系统,因此在资源供应和共享方面更加灵活、响应更快。3)使用一种高带宽、低延迟和高效的协议来简化软硬件设计,降低了解决方案的成本和复杂性。二、 项目名称及建设性质(一)项目名称安庆CPU项目(二)项目建设性质本项目属于新建项目三、 项目承办单位(一)项目承办单位名称xx集团有限公司(二)项目联系人雷xx(三)项目建设单位概况当前,国内外经济发展形势依然错综复杂。从国际看,世界经济深度调整、复苏乏力,外部环境的不稳定不确定因素增加,中小企业外贸形势依然严峻,出口增长放缓。从国内看,发展阶段的转变使经济发展进入新常态,经济增速从高速增长转向中高速增长,经济增长方
9、式从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济增长动力从物质要素投入为主转向创新驱动为主。新常态对经济发展带来新挑战,企业遇到的困难和问题尤为突出。面对国际国内经济发展新环境,公司依然面临着较大的经营压力,资本、土地等要素成本持续维持高位。公司发展面临挑战的同时,也面临着重大机遇。随着改革的深化,新型工业化、城镇化、信息化、农业现代化的推进,以及“大众创业、万众创新”、中国制造2025、“互联网+”、“一带一路”等重大战略举措的加速实施,企业发展基本面向好的势头更加巩固。公司将把握国内外发展形势,利用好国际国内两个市场、两种资源,抓住发展机遇,转变发展方式,提高发展质量,依靠创业创新开辟发
10、展新路径,赢得发展主动权,实现发展新突破。公司在“政府引导、市场主导、社会参与”的总体原则基础上,坚持优化结构,提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式,补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板,走绿色、协调和可持续发展道路,不断优化供给结构,提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以提质增效为中心,以提升创新能力为主线,降成本、补短板,推进供给侧结构性改革。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态,公司在企业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索,提升企业综合实力,配合产业供给侧结构改革。同时,公司注重履行社会责任所带来的发展机遇,
11、积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来,公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。经过多年的发展,公司拥有雄厚的技术实力,丰富的生产经营管理经验和可靠的产品质量保证体系,综合实力进一步增强。公司将继续提升供应链构建与管理、新技术新工艺新材料应用研发。集团成立至今,始终坚持以人为本、质量第一、自主创新、持续改进,以技术领先求发展的方针。四、 项目建设选址本期项目选址位于xx(以选址意见书为准),占地面积约64.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。五、 项目生产规模项目建成后,形成年产xx颗CPU的生产能力。六
12、、 建筑物建设规模本期项目建筑面积70717.77,其中:生产工程42356.05,仓储工程16333.43,行政办公及生活服务设施6308.18,公共工程5720.11。七、 项目总投资及资金构成(一)项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资25410.07万元,其中:建设投资19051.16万元,占项目总投资的74.97%;建设期利息210.05万元,占项目总投资的0.83%;流动资金6148.86万元,占项目总投资的24.20%。(二)建设投资构成本期项目建设投资19051.16万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工
13、程费用15757.82万元,工程建设其他费用2780.21万元,预备费513.13万元。八、 资金筹措方案本期项目总投资25410.07万元,其中申请银行长期贷款8573.54万元,其余部分由企业自筹。九、 项目预期经济效益规划目标(一)经济效益目标值(正常经营年份)1、营业收入(SP):56600.00万元。2、综合总成本费用(TC):43587.58万元。3、净利润(NP):9539.63万元。(二)经济效益评价目标1、全部投资回收期(Pt):4.82年。2、财务内部收益率:29.87%。3、财务净现值:18895.31万元。十、 项目建设进度规划本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实
14、施指南要求进行建设,本期项目建设期限规划12个月。十一、 项目综合评价经分析,本期项目符合国家产业相关政策,项目建设及投产的各项指标均表现较好,财务评价的各项指标均高于行业平均水平,项目的社会效益、环境效益较好,因此,项目投资建设各项评价均可行。建议项目建设过程中控制好成本,制定好项目的详细规划及资金使用计划,加强项目建设期的建设管理及项目运营期的生产管理,特别是加强产品生产的现金流管理,确保企业现金流充足,同时保证各产业链及各工序之间的衔接,控制产品的次品率,赢得市场和打造企业良好发展的局面。主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积42667.00约64.00亩1.1总建筑面积707
15、17.771.2基底面积24320.191.3投资强度万元/亩271.032总投资万元25410.072.1建设投资万元19051.162.1.1工程费用万元15757.822.1.2其他费用万元2780.212.1.3预备费万元513.132.2建设期利息万元210.052.3流动资金万元6148.863资金筹措万元25410.073.1自筹资金万元16836.533.2银行贷款万元8573.544营业收入万元56600.00正常运营年份5总成本费用万元43587.586利润总额万元12719.517净利润万元9539.638所得税万元3179.889增值税万元2440.9210税金及附加万
16、元292.9111纳税总额万元5913.7112工业增加值万元19494.8613盈亏平衡点万元17469.79产值14回收期年4.8215内部收益率29.87%所得税后16财务净现值万元18895.31所得税后第二章 建设单位基本情况一、 公司基本信息1、公司名称:xx集团有限公司2、法定代表人:雷xx3、注册资本:970万元4、统一社会信用代码:xxxxxxxxxxxxx5、登记机关:xxx市场监督管理局6、成立日期:2013-1-177、营业期限:2013-1-17至无固定期限8、注册地址:xx市xx区xx9、经营范围:从事CPU相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经
17、批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)二、 公司简介面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态,公司在企业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索,提升企业综合实力,配合产业供给侧结构改革。同时,公司注重履行社会责任所带来的发展机遇,积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来,公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。经过多年的发展,公司拥有雄厚的技术实力,丰富的生产经营管理经验和可靠的产品质量保证体系,综合实力进一步增强。公司将继续提升供应链构建与管理、新技术新工艺新材料应用研发。集团成立至今,始终坚持以人为本、
18、质量第一、自主创新、持续改进,以技术领先求发展的方针。三、 公司竞争优势(一)公司具有技术研发优势,创新能力突出公司在研发方面投入较高,持续进行研究开发与技术成果转化,形成企业核心的自主知识产权。公司产品在行业中的始终保持良好的技术与质量优势。此外,公司目前主要生产线为使用自有技术开发而成。(二)公司拥有技术研发、产品应用与市场开拓并进的核心团队公司的核心团队由多名具备行业多年研发、经营管理与市场经验的资深人士组成,与公司利益捆绑一致。公司稳定的核心团队促使公司形成了高效务实、团结协作的企业文化和稳定的干部队伍,为公司保持持续技术创新和不断扩张提供了必要的人力资源保障。(三)公司具有优质的行业
19、头部客户群体公司凭借出色的技术创新、产品质量和服务,树立了良好的品牌形象,获得了较高的客户认可度。公司通过与优质客户保持稳定的合作关系,对于行业的核心需求、产品变化趋势、最新技术要求的理解更为深刻,有利于研发生产更符合市场需求产品,提高公司的核心竞争力。(四)公司在行业中占据较为有利的竞争地位公司经过多年深耕,已在技术、品牌、运营效率等多方面形成竞争优势;同时随着行业的深度整合,行业集中度提升,下游客户为保障其自身原材料供应的安全与稳定,在现有竞争格局下对于公司产品的需求亦不断提升。公司较为有利的竞争地位是长期可持续发展的有力支撑。四、 公司主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年
20、12月2019年12月2018年12月资产总额9761.277809.027320.95负债总额3539.682831.742654.76股东权益合计6221.594977.274666.19公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入34293.6827434.9425720.26营业利润7909.176327.345931.88利润总额6388.205110.564791.15净利润4791.153737.103449.63归属于母公司所有者的净利润4791.153737.103449.63五、 核心人员介绍1、雷xx,中国国籍,无永久境外居留权,1970年出生,
21、硕士研究生学历。2012年4月至今任xxx有限公司监事。2018年8月至今任公司独立董事。2、谭xx,中国国籍,无永久境外居留权,1971年出生,本科学历,中级会计师职称。2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司财务经理。2017年3月至今任公司董事、副总经理、财务总监。3、冯xx,中国国籍,无永久境外居留权,1959年出生,大专学历,高级工程师职称。2003年2月至2004年7月在xxx股份有限公司兼任技术顾问;2004年8月至2011年3月任xxx有限责任公司总工程师。2018年3月至今任公司董事、副总经理、总工程师。4、
22、杜xx,中国国籍,无永久境外居留权,1958年出生,本科学历,高级经济师职称。1994年6月至2002年6月任xxx有限公司董事长;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事长;2016年11月至今任xxx有限公司董事、经理;2019年3月至今任公司董事。5、向xx,中国国籍,1978年出生,本科学历,中国注册会计师。2015年9月至今任xxx有限公司董事、2015年9月至今任xxx有限公司董事。2019年1月至今任公司独立董事。6、张xx,中国国籍,无永久境外居留权,1961年出生,本科学历,高级工程师。2002年11月至今任xxx总经理。2017年8月至今任公司独立董事。7、段
23、xx,中国国籍,1976年出生,本科学历。2003年5月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2004年4月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理。2018年3月起至今任公司董事长、总经理。8、崔xx,1974年出生,研究生学历。2002年6月至2006年8月就职于xxx有限责任公司;2006年8月至2011年3月,任xxx有限责任公司销售部副经理。2011年3月至今历任公司监事、销售部副部长、部长;2019年8月至今任公司监事会主席。六、 经营宗旨公司经营国际化,股东回报最大化。七、 公司发展
24、规划(一)发展计划1、发展战略作为高附加值产业的重要技术支撑,正在转变发展思路,由“高速增长阶段”向“高质量发展”迈进。公司顺应产业的发展趋势,以“科技、创新”为经营理念,以技术创新、智能制造、产品升级和节能环保为重点,致力于构造技术密集、资源节约、环境友好、品质优良、持续发展的新型企业,推进公司高质量可持续发展。2、经营目标目前,行业正在从粗放式扩张阶段转向高质量发展阶段,公司将进一步扩大高端产品的生产能力,抓住市场机遇,提高市场占有率;进一步加大研发投入,注重技术创新,提升公司科技研发能力;进一步加强环境保护工作,积极开发应用节能减排染整技术,保持清洁生产和节能减排的竞争优势;进一步完善公
25、司内部治理机制,按照公司治理准则的要求规范公司运行,提升运营质量和效益,努力把公司打造成为行业的标杆企业。(二)具体发展计划1、市场开拓计划公司将在巩固现有市场基础上,根据下游行业个性化、多元化的消费特点,以新技术新产品为支撑,加快市场开拓步伐。主要计划如下:(1)密切跟踪市场消费需求的变化,建立市场、技术、生产多部门联动机制,提高公司对市场变化的反应能力; (2)进一步完善市场营销网络,加强销售队伍建设,优化以营销人员为中心的销售责任制,激发营销人员的工作积极性; (3)加强品牌建设,以优质的产品和服务赢得客户,充分利用互联网宣传途径,扩大公司知名度,增加客户及市场对迎丰品牌的认同感; (4
26、)在巩固现有市场的基础上,积极开拓新市场,推进省内外市场的均衡协调发展,进一步提升公司市场占有率。2、技术开发计划公司的技术开发工作将重点围绕提升产品品质、节能环保、知识产权保护等方面展开。公司将在现有专利、商标等相关知识产权的基础上,进一步加强知识产权的保护工作,将技术研发成果整理并进行相应的专利申请,通过对公司无形资产的保护,切实做好知识产权的维护。为保证上述技术开发计划的顺利实施,公司将加大科研投入,强化研发队伍素质,创新管理机制和服务机制,积极参加行业标准的制定,不断提高企业的整体技术开发能力。3、人力资源发展计划培育、拥有一支有事业心、有创造力的人才队伍,是企业核心竞争力和可持续发展
27、的原动力。随着经营规模的不断扩大,公司对人才的需求将更为迫切,人才对公司发展的支撑作用将进一步显现。为此,公司将重点做好以下工作:(1)加强人才的培养与引进工作,培育优秀技术人才、管理人才;(2)加强与高校间的校企人才合作,充分利用高校的人才优势和教育资源优势,开展技术合作和人才培养,全面提升技术人员的整体素质;(3)加强对基层员工的技能培训和岗位培训,提高劳动熟练程度和自动化设备的操作能力,有效提高劳动效率和产品质量。(4)积极探索员工激励机制,进一步完善以绩效为导向的人力资源管理体系,充分调动员工的积极性。4、企业并购计划公司将抓住行业整合机会,根据自身发展战略,充分利用现有的综合竞争优势
28、,整合有价值的市场资源,推进收购、兼并、控股或参股同行业具有一定互补优势的公司,实现产品经营和资本经营、产业资本与金融资本的有机结合,进一步增强公司的经营规模和市场竞争能力。5、筹融资计划目前公司正处于快速发展期,新生产线建设、技术改造、科技开发、人才引进、市场拓展等方面均需较大的资金投入。公司将根据经营发展计划和需要,综合考虑融资成本、资产结构、资金使用时间等多种因素,采取多元化的筹资方式,满足不同时期的资金需求,推动公司持续、快速、健康发展。积极利用资本市场的直接融资功能,为公司的长远发展筹措资金。(三)面临困难公司资产规模将进一步增长,业务将不断发展和扩大,但在战略规划、营销策略、组织设
29、计、资源配置,特别是资金管理和内部控制等方面面临新的挑战。同时,公司今后发展中,需要大量的管理、营销、技术等方面的人才,也使公司面临较大的人才培养、引进和合理使用的压力。公司必须尽快提高各方面的应对能力,才能保持持续发展,实现各项业务发展目标。1、资金不足发展计划的实施需要足够的资金支持。目前公司融资手段较为单一,所需资金主要通过银行贷款解决,融资成本较高,还本付息压力较大,难以满足公司快速发展的要求。因此,能否借助资本市场,将成为公司发展计划能否成功实施的关键。如果不能顺利募集到足够的资金,公司的发展计划将难以如期实现。2、人才紧缺随着经营规模的不断扩大,公司在新产品新技术开发、生产经营管理
30、方面,高级科研人才和管理人才相对缺乏,将影响公司进一步提高研发能力和管理水平。因此,能否尽快引进、培养这方面人才将对募投项目的顺利实施和公司未来发展产生较大的影响。(四)采用的方式、方法或途径建立多渠道融资体系,实现公司经营发展目标公司拟建立资本市场直接融资渠道,改变融资渠道单一依赖银行贷款的现状,为公司未来重大投资项目的顺利实施筹集所需资金,确保公司经营发展目标的实现。同时,加强与商业银行的联系,构建良好的银企合作关系,及时获得商业银行的贷款支持,缓解公司发展过程中的资金压力。1、内部培养和外部引进高层次人才,应对经营规模快速提升面临的挑战公司现有人员在数量、知识结构和专业技能等方面将不能完
31、全满足公司快速发展的需求,公司需加快内部培养和外部引进高层次人才的力度,确保高素质技术人才、经营管理人才以及营销人才满足公司发展需要。为此,公司拟采取下列措施:1、加强人力资源战略规划,通过建立有市场竞争力的薪酬体系和公平有序的职业晋升机制,吸引优秀的技术、营销、管理人才加入公司,提升公司综合竞争力;2、进一步完善以绩效为导向的员工激励与约束机制,努力营造团结和谐的企业文化,强化员工对企业的归属感和责任感,保持公司人才队伍的稳定性和积极性;3、加强年轻人才的培养,建立人才储备机制,增强公司人才队伍的深度和厚度,形成完整有序的人才梯队,实现公司可持续发展。2、以市场需求为驱动,提高公司竞争能力公
32、司将以市场为导向,认真研究市场需求,密切跟踪印染行业政策及最新发展动向,推动科技创新和加大研发投入,优化产品结构,开拓高端市场,不断提升管理水平和服务质量,丰富服务内容,完善和延伸产业链,提升公司的核心竞争力和市场地位,最终实现公司的战略发展目标。第三章 市场分析一、 市场需求分化,多代版本同期竞争PCIe3.0目前占据市场绝大多数份额,PCIe3.0到4.0的发展时间极长,据行业研究公司ForwardInsights估计,2021年PCIe3.0SSD的市场占比达到81%。短期来看,消费市场的大多数用户没有频繁大文件读写的需求,成本较低、发展成熟的PCIe3.0仍将主导通用型主机与周边装臵。
33、PCIe4.0的产品自2021年下半年开始在数据中心进行切换,并逐步从数据中心等企业级市场下沉到消费级市场。目前消费级硬件市场的主要阵营Intel和AMD已经全部支持PCIe4.0技术,未来1-2年后消费市场将会迎来PCIe4.0时代。据行业研究公司ForwardInsights预测,2021年PCIe4.0在所有数据中心PCIeSSD的占比是19%,到2025年将增长至77%。在同一时间段内,PCIe3.0SSD占比在2025年将下降到11%。PCIe5.0刚刚进入到数据中心领域,将聚焦在企业级服务器市场,满足高性能设备的高吞吐量要求,尤其是在云计算和边缘计算领域,业内专家预测PCIe5.0
34、将在2023年左右占据7-8成的市场份额。二、 PCIe脱胎于PCI架构,是服务器主流总线解决方案PCIe标准之前,PC上的系统总线由PCI和AGP组成,AGP主要用于连接显卡,是在PCI标准基础上针对3D应用拓展而来的,没有脱离PCI体系,其他的各种外接设备如网卡、独立声卡等,都连接在PCI总线上,高度共享同一带宽。随着新技术的不断发展,PCI总线的传输能力逐渐力不从心。2001年提出的PCIe标准完全脱胎于PCI架构,采用点对点传输的串行方式,在时钟频率、传输带宽上具有明显优势,并且可以在软件层面与PCI兼容。新兴总线标准层出不穷,但无法替代PCIe的主导地位。目前高性能I/O设备普遍采用
35、PCIe总线,但是随着数据TB级增长、异构计算发展快速,PCIe在内存使用效率、延迟和数据吞吐量等方面存在一定局限性。一方面,PCIe总线的拓扑呈现树形结构,设备ID号码数量有限,无法形成大规模网络;另一方面,PCIe网络中的存储器地址空间存在隔离,并且PCIe的事务层不支持CacheCohernecy事务的处理,导致PCIe设备端每次都需要通过访问HostRAM来获取CPU地址域中的数据,访问延迟较高。为了解决该问题,实现设备内部高速高效的互联,IBM最早推出了CAPI(CoherentAcceleratorProcessorInterface)接口,该版本逐渐演化成为OpenCAPI,该接
36、口协议复用了PCIe物理层、链路层和事务层,将CC和CAPI控制事务装进PCIe链路层数据包中传送,在CPU一侧增加解析处理模块进行逻辑处理。此后相继推出的CXL、CCIX、Gen-Z等新兴互联总线标准都为PCIe提供了替代方案。OpenCAPI:OpenCAPI是开放式一致性加速器接口标准,具有以下四点优势:1)高性能,其单通道的最高传输速率可达25Gbps。2)不占用CPU资源,允许外设在应用程序空间内不经内核参与地自主运行。3)兼容性好,支持各种硬件加速器、高性能I/O设备和高性能存储设备的连接。4)完全开放。但OpenCAPI仅支持CPU直连,不支持Switch连接。CCIX:CCIX
37、是一种能够将两个或两个以上器件通过缓存一致性的方式来共享数据的片间互联。CCIX提供了一种平衡方法,通过创建由CPU和加速器组成的网状网络,使得所有计算单元有对等的能力为内存扩展器件和加速器提供高性能、低延时、芯片与芯片间的互联,最高连接速率升至25GT/s。CCIX特别为应对未来数据中心、云计算、大数据及其它需要异构计算的应用的巨大挑战而设计,主要支持者是Xilinx,目前已在Xilinx和华为的产品中得到应用,联盟成员超过50个。Gen-Z:Gen-Z是一种内存语义架构,通过OpCodes和OpClasses定义了大量的内存语义操作,从而实现在不同组件的内存之间进行高效的数据传输。Gen-
38、Z具有如下技术优势:1)不仅使存储器件互联,也使得CPU和加速器互联,减轻了CPU的处理压力。2)能够重新配臵系统,因此在资源供应和共享方面更加灵活、响应更快。3)使用一种高带宽、低延迟和高效的协议来简化软硬件设计,降低了解决方案的成本和复杂性。CXL:CXL(ComputeExpressLink)是开放式互联新标准,由Intel在2019年提出,能够提供CPU和专用加速器以及高性能存储系统之间的接口,具备高效、高速、低延时的特点。CXL现已演进到2.0版本,CXL2.0基于PCIe5.0的物理层,但仅支持CPU点对点直连拓扑。CXL已应用于多个服务器产品,如Intel将于2022年下半年推出
39、的SapphireRapids处理器,将支持PCIe5.0和CXL1.1,AMD也宣布下一代Epyc处理器Genoa将支持CXL。CPU龙头的率先使用将推动其他组件设备商的跟进,完成自上而下的统合。2021年11月,CXL正式合并Gen-Z,将把所有Gen-Z规范转移给CXL联盟,双方联盟成员共同专注于CXL这唯一的互联标准。第四章 背景及必要性一、 PCIe标准升级增加PCB的工艺难度,带来价值量提升PCIe标准升级带来信号频率提高、信息损耗增大,对PCB设计提出更高要求。几乎每一代PCIe都将带宽和传输速率翻倍,并产生更高频率的信号。根据PCIe5.0标准规范,PCIe5.0架构的数据传输
40、速率升级到32GT/s,需要将BER保持在10-12的条件下,并在高达36dB的损耗下工作。PCB上走线的损耗量与走线的信号频率成正比,必须提高PCB物理层规格,以解决PCIe升级演进带来的损耗增加问题。在整个PCB设计过程中,布线设计是最为关键的一环。高速PCB设计要点主要包括电源的设计、阻抗控制、板材的选择和叠层问题的处理,其中阻抗控制是一大技术难点,与信号走线密切相关。此外,布线设计工作量大、设计程序繁多、技艺要求高,走线的好坏将直接影响到整个系统的性能。PCIe5.0标准规定,在母板和AIC上具有与PCIe4.0类似的走线长度(小于4inch)。此外,PCIeGen5还新增许多设计规则
41、,如优化了CEM连接器处的出线方式设计、AIC走线部分设计等。要求PCB板层数增加,CCL材质损耗降低。PCB主流板材为8-16层,对应PCIe3.0一般为8-12层,4.0为12-16层,而5.0平台则在16层以上。从材料的选择上来看,为衡量CCL性能的主要指标有Dk(介电常数)和Df(损耗因子),低介电常数和低介质损耗因子可以满足通信设备中信号穿透能力差、信号延迟的问题。业内根据Df将覆铜板分为六个等级,传输速率越高对应需要的Df值越低,相应材料的技术难度越高。以理论传输速度为10-20Gbps的5G通信为例,对应覆铜板的介质损耗性能至少需达到中低损耗等级,而PCIe升级后服务器对CCL的
42、材料要求将达到高频/超低损耗/极低损耗级别。二、 PCIe标准升级,带动服务器新一轮迭代周期CPU平台由“CPU+芯片组+总线”构成,PCIe总线标准是其重要组成部分。CPU平台由“CPU+芯片组+总线”构成,CPU内部集成PCIe控制器和内存控制器,PCIe标准每一代升级几乎能够实现传输速率翻倍,PCIe总线标准的演进推动CPU平台的升级迭代。总线是主板传输数据的“道路”,负责CPU与芯片组的连接。总线包含QPI总线、PCIe总线、USB总线、SPI总线和DMI总线等。其中,CPU与CPU、CPU与PCIe设备分别通过QPI总线和PCIe总线连接,PCH与USB、SATA硬盘、SAS硬盘和网
43、卡等分别通过USB总线、SATA总线、SAS总线、PCIe总线等连接,BMC(BaseboardManagementController,基板管理控制器)与其他设备通过SPI总线连接。PCIe(PeripheralComponentInterconnectExpress)是一种高速串行计算机扩展总线标准,最早由Intel于2001年提出,用于替代旧的ISA和PCI总线标准,从而满足更高的带宽和吞吐量需求。相比于PCI总线采用的并行总线结构,PCIe总线属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,可以使用更高的时钟频率、更少的信号线、更高的总线带宽。因此PC
44、Ie的传输效率更高、传输距离更远、功耗更低、抗干扰能力更强、可拓展性更好,能够连接多种高速扩展设备,如显卡、AI加速卡、固态硬盘、无线网卡、有线网卡、视频采集卡等。从结构上看,PCIe总线是一个层次性很强的树状形总线接口,其主要功能为替CPU提供访问外部设备的总线接口,CPU是树根,承载了总线系统的主控角色,RootComplex是处理器接口、DRAM接口等模块的集合,可以被认为是CPU和PCIe拓扑之间的接口,各个设备则是这棵树的子父节点和叶节点,Switch可以连接多个PCIe设备,PCIe桥则能够连接传统的PCI和PCI-X设备。作为点对点连接的总线,一条PCIe链路只能两端各连接一个设
45、备,分别为数据发送端和数据接收端,传输数据量的大小由通道数决定,一般一条链路可以有1-32个通道数,对应PCIe总线接口有x1、x4、x8、x16这4种常见的规格尺寸。PCIe设计规范包含三层架构,数据报文首先在设备的核心层(DeviceCore)中产生,然后经过该设备的事务层(TransactionLayer)、数据链路层(DataLinkLayer)和物理层(PhysicalLayer)发送出去。接收端的数据也需要通过物理层、数据链路和事务层,并最终到达DeviceCore。每一层都分为发送和接受两个功能块。事务层接收来自PCIe设备核心层的数据,将其封装为TLP(TransactionL
46、ayerPacket)后,发向数据链路层,并且事务层还可以从数据链路层中接收数据报文,然后转发至PCIe设备的核心层。数据链路层定义了多种DLLP(DataLinkLayerPacket),使用ACK/NAK协议从而保证来自发送端事务层的报文能够可靠、完整地发送到接收端的数据链路层。物理层是PCIe总线的最底层,将PCIe设备连接在一起,物理层处理TLPs、DLLPs、Ordered-Set三种类型的包传输,并管理链路状态,进行链路训练、链路恢复和电源管理。三、 云计算/AI/边缘计算等新技术不断演进,对算力要求不断提高5G、AI、云计算等新一代信息技术加速发展和成熟,成为全球数据流量增长的主要动力,2016年全球数据中心流量规模为6.8ZB,2021年数据中心规模增长至20.6ZB,CAGR为25%。服务器行业主流设备是Intelx86服务器,中国x86服务器市场一直保持稳健增长,IDC数