行业动态

云计算不仅是技术界的总称,也是IT服务交付模式的总称,由此衍生出庞大的云计算产业生态。 云计算产业链从下到上大致可分为云计算设备制造、基础设施即服务(IaaS)/平台即服务(PaaS)/软件即服务(SaaS)和最终用户。

 

GPU:计算时代的核心基础

GPU是指GraphicsProcessingUnit,图形处理器,是执行图形和图像相关操作的微处理器。 在这个产品的基础上衍生出了GPGPU,即通用图形处理单元,它是在图形处理器GPU的基础上进行修改,使其成为可以进行一些科学计算和AI计算的处理器。 GPU的概念是在20世纪70年代末提出的。 它的作用已经从最初分担CPU压力的附属硬件,转变为因能够承担大规模计算而逐渐受到人们关注的硬件。

从历史上看,由于摩尔定律,CPU处理器的性能能够满足应用软件不断升级的需求。 然而,近年来,半导体技术的进步已经达到了物理极限,电路也变得越来越复杂。 2016年3月24日,英特尔宣布正式停止“Tick-Tock”处理器研发模式,未来研发周期将从两年周期变为三年周期。 到目前为止,摩尔定律对于英特尔来说几乎已经失效。

随着互联网用户和各种网络应用的快速增长,数据量迅速膨胀,数据中心的计算需求也迅速增加。 深度学习在线预测、直播视频转码、图像压缩解压、HTTPS加密等各种应用的计算需求已经远远超出了传统CPU处理器的能力。

一方面,处理器性能无法再按照摩尔定律增长; 另一方面,数据增长需要计算性能超过“摩尔定律”规定的增长速度。 仅CPU处理器无法满足计算性能需求,导致需求与性能之间存在差距。

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解决方案是通过硬件加速和使用专用协处理器的异构计算来提高处理性能。 目前新兴的主要计算芯片有GPU、ASIC、FPGA等,其中GPU最初专用于图形处理和生产,后来逐渐用于计算。 它适合进行复杂的数学和几何计算,特别是并行计算。 它具有较高的通用性和比CPU更好的性能。 目前的缺点是功耗效率仍然不高。

GPU是元界的核心计算资源基础

尽管提供各种计算资源的芯片种类繁多,但GPU仍然是市场的主要支撑点。 以AI市场的应用为例,IDC研究发现,2021年上半年中国人工智能芯片中,GPU仍然是数据中心加速的首选,占据90%以上的市场份额而其他非CPU如ASIC、FPGA、NPU GPU芯片也越来越多地应用于各个行业和领域,整体市场份额接近10%。

我们认为,当前全社会对算力的需求不断增加,GPU是支撑科技行业多领域发展的底层核心。 对应元宇宙时代,它也将是核心计算资源基地。

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GPU 市场广阔且稳定增长。 据T4统计,2020年全球GPU市场规模将达到200亿美元,预计2021年将增长15%,2015年至2025年年均增长13%,从80亿美元扩大到350亿美元。 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年复合年增长率为33.6%。相比之下,Allied Market Research的预测GPU市场空间较为乐观。

多方需求推动GPU市场持续增长。 应用层面:内容越来越丰富、要求越来越高、分辨率越来越高,VR/AR持续快速发展,同时GPU在机器学习、自动驾驶领域有了新的运用方式。

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全球格局:国际巨头垄断,中国厂商追赶

全球GPU市场基本被Nvidia、Intel和AMD垄断。 近年来,英伟达的市场份额正在逐渐追赶。 从2021年Q3数据来看,英伟达、英特尔和AMD分别占据20%、62%和18%的市场份额。 英特尔凭借其在桌面上的集成显卡优势占据了最大的市场份额,而英伟达则是凭借其独立显卡的优势在市场上奋起直追。

在独立显卡市场,Nvidia正在巩固自己的优势。 GPU行业研究机构Jon Peddie Research(JPR)发布的报告显示,2021年第二季度,全球独立显卡市场销售额达118亿美元,同比增长179%,显示爆炸性增长。 2020年整个独立显卡市场的总价值为290亿美元,预计到2023年,整个市场将达到441亿美元。 与整体市场不同,在独立显卡市场,Nvidia和AMD占据市场垄断地位。 2021 年第二季度,它们的市场份额分别约为 83% 和 17%。 可以看出,英伟达近年来不断巩固优势,其独立显卡市场份额呈上升趋势。

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放眼全球市场,GPU分类不同,参与厂商类型也不同。 按照访问方式可分为独立GPU和集成GPU。 按照应用市场,可以简单分为PC GPU、服务器GPU(包括AIGPU)和移动GPU。 从厂商维度,可分为GPU IP厂商、GPU研发设计厂商、GPU IDM厂商等。整体来看,全球市场被国际厂商垄断和主导。 受益于国产化政策和下游需求旺盛,国内厂商积极谋划追赶。

巨大需求+国产替代,国产GPU厂商迎发展机遇

巨大的需求+逐渐成熟的产业预示着广阔的发展空间。 在元宇宙、人工智能、云游戏、自动驾驶等新场景和需求爆发式增长的背景下,我们判断中国GPU市场将快速增长。 与PC市场相比,新的市场空间可能更大。 与PC等传统IT应用场景相比,中国在人工智能、自动驾驶领域与美国等强国处于同等竞争水平,中国巨大的市场带来了相应细分领域更快的增长。 另一方面,从国家安全的角度来看,国产GPU势在必行,这对于国产GPU厂商来说是一个时代机遇。

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国内一些优质GPU企业逐渐显现出发展潜力。 我国国内一些厂商经历了从特种行业到党政市场应用的迭代升级,并逐步向民用等商业市场拓展。 例如,景嘉威就进行了JM5系列、JM7系列的应用升级。 目前JM9系列已完成流片、封装阶段工作和前期测试工作。

3 聚焦应用,新兴技术有望加速落地

每一轮互联网创新都会带来新技术的大规模落地,进而催生新巨头的出现。 这一部分我们主要讨论Metaverse给计算机行业软件应用端带来的需求和应用。

区块链:元界认证体系的来源

区块链是互联网时代分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的创新应用模式。 基于自身的技术特点,天然适配元宇宙的关键应用场景,如身份认证、数字资产、内容平台、游戏平台、共享经济、社交平台等各个方面的应用。 事实上,在目前的一级市场上,存在着不少具有“元界+区块链”双重理念的项目,充分展现了两者的强大适应性。

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但无论是场景还是实现方式,区块链在元界场景的应用主要基于两条主线:一是利用其去中心化、不可篡改等属性,实现元界的有效、可信治理;二是利用其去中心化、不可篡改等属性,实现元界的有效、可信治理; 为了发挥数字货币的非通胀特性,构建有效的激励机制,保证元界社区的稳定运行。 追根溯源,两条主线的应用路径均源于区块链技术本身的技术特性。

构建匹配元界生态的信任基础

区块链本质上是一个去中心化的分布式数据库,可以实现数据信息的分布式记录和分布式存储。 区块链的数据存储从两个方面保证了数据库的完整性和严谨性:首先,每个区块中记录的交易都是前一个区块活动形成后,在该区块创建之前发生的价值交换,这一特性保证了数据库的完整性和严谨性。数据库的完整性。 其次,在大多数情况下,一旦新的区块被添加到区块链的末尾,该区块的数据记录就无法再被更改或删除。 这一特性保证了数据库的严谨性,使其无法被篡改。

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这样的分布式数据库架构使得区块链本质上具有去中心化、开放性、自治性、匿名性和可追溯性。 具体来说,链式结构主要依赖于区块之间的区块头信息的链接。 区块头信息记录了前一个区块的哈希值(经过哈希函数变换后的哈希值)和当前区块的区块头信息。 区块的哈希值。 该区块的哈希值被记录在下一个新区块中,从而完成所有区块的信息链。 同时,由于区块中包含时间戳,因此区块链也是有时间顺序的。 区块链越长,其背后链接的区块就越多,修改区块的成本就越大。

区块链的上述特性可以低成本地建立元界生态的信任。 这种“信任”可以体现在两个方面。 一是元界生态中不同参与者之间的信任,比如通过区块链进行身份的唯一认证,从而保证元界生态中的身份安全; 另一个是元界参与者与元界平台之间的信任,比如通过去中心化的管理系统保证参与者的数据安全。

信任体系案例一:元界身份与访问管理服务

随着元界生态的发展,身份和访问管理服务的重要性将不断增加。 其典型作用是确保具有合法身份的用户或设备能够安全、高效地访问和享受服务。 现有的身份认证机制一般采用密码或实时验证码,或多或少地面临着隐私泄露、身份欺诈、碎片化等问题,给用户、设备和系统带来了巨大的挑战。 身份认证服务因其高可靠性、可追溯性和协作性而成为区块链技术应用的重要领域。 将区块链技术应用到身份和访问管理服务中,可能会形成协同、透明的身份管理解决方案,帮助企业和组织更好地完成身份管理和访问认证。

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信任体系案例三:元界数据安全保障

区块链技术公司利用去中心化的节点信息公开和共享,让每个人都可以掌控自己的个人数据。 除了区块链技术固有的不可篡改带来的对现有数据的保护之外,区块链技术公司的出现,将个人数据的控制权从互联网平台转移到了用户自己的手中。 通过它,用户的个人数据可以与个人数字身份证相关联,用户可以选择个人数字身份证是匿名的还是公开的。 即使在匿名状态下,他们仍然可以随时随地从任何设备访问区块链应用平台,避免了当前互联网平台的“绑架授权”。 同意”获取用户信息并滥用。 当前政策层面,《数据安全法》《个人隐私保护法》以及即将出台的《数据安全条例》密集推出,都是为了限制公民个人数据的滥用。 在元界生态中,区块链技术无疑是最有效的数据安全保护手段。

创建经济系统,激活元宇宙生态

在开放的元界生态中,以Roblox平台为例,由于核心厂商只提供平台服务,平台上的内容需要生态参与者作为ISV积极创作,因此有效的激励机制就是激活元界生态。 多样性的重要保证,而区块链的Token通证模型则为元宇宙中这种独立的闭环经济系统提供了可能性。

Token 基于奖励和惩罚的分配模型和治理机制可以鼓励早期生态开发者贡献代码和产品,同时为生态系统的可持续市场运营增长提供巨大的社区保障。 优秀的Token经济模型可以解决早期产品融资问题,也可以为中后期产品开发提供人才、技术和运营支持。 在现实社会高度参与的创业环境中,这无疑具有跨时代的进步意义。 具体来说,我们认为通过区块链构建经济体系主要涉及两个核心方面:一是体现数据资产的合理价值(即数据所有权确权),二是实现数字资产的有效交易。 从现在可以看出,这两个功能都可以通过NFT来实现。

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NFT(Non-fungible Token)代表不可替代代币,它是一种可以用来代表唯一物品所有权的代币。 NFT起源于以太坊等区块链,因此具有不可互换性、唯一性、不可分割性、低兼容性和物品属性。 它是基于 2017 年以太坊中一个名为 CryptoPunks 的像素头像项目诞生的,这些像素头像的上限总是 10,000 个,并且没有两个像素头像可以是相同的。 持有以太坊钱包的人届时可以免费获得CryptoPunks像素头像,并可以将自己的像素头像放入二级市场交易。 NFT是附着在区块链上的资产。 与区块链结合的技术不需要调试。 每一种NFT都具有稀缺性和价值的差异,可以标记所有权,并且可以在元宇宙中发挥关键资产的作用。 (报告来源:未来智库)

同时,能够充分代表数据资产的通证NFT自然也具有一定的现实商业价值。 在不可替代代币 NFT 生态系统中最常见的赚钱方式是出售 NFT。 基于NFT直销的收入模式,可以衍生出二级市场交易费、游戏内部经济交易费等收入方式。 同时,在通过NFT进行数据资产交易的过程中,也受到区块链数据确权的保护。

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区块链1.0:主要技术应用于以比特币为代表的虚拟货币。 虽然各方态度各异,但仍然是迄今为止区块链最成功的应用。

区块链技术不断发展,理想治理逐渐逼近

近年来,区块链技术一直处于不断演进的过程中。 随着技术的逐步成熟和广泛应用,其发展主要分为三个阶段:区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0。

区块链1.0:主要技术应用于以比特币为代表的虚拟货币。 虽然各方态度各异,但仍然是迄今为止区块链最成功的应用。

区块链2.0:随着以太坊的出现,区块链2.0时代已经到来。 区块链2.0是区块链在金融和智能合约方面的技术实现。 随后,去中心化应用、去中心化金融出现,推动了更大的产业变革。 尤其是基于以太坊的NFT的出现给DeFi领域带来了创新。 目前,NFT可以实现数字身份、数字资产确权等一系列元宇宙运营的基础功能。

区块链3.0:我们可能正站在区块链3.0时代的转折点。 现阶段区块链将主要应用于金融以外的行业,包括司法、医疗、物流等领域,帮助建立数字化社会信用。 为提高系统运行效率奠定基础。 进一步聚焦元宇宙,区块链技术将有效完善元宇宙的治理,使其真正成为一个有序的去中心化生态系统。 然而,为了实现这一理想目标,需要将区块链技术应用到整个元宇宙。 也就是说,此时互联网TCP/IP协议可能会转变为基于Metaverse技术的可信基础。 然而,为了实现这一目标,区块链技术仍然需要突破自身的并发性和可扩展性瓶颈。

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无论技术如何发展,区块链本身的分布式记账方式要求同一份账本必须备份在网络的不同节点,这使得区块链的设计过程中存在“不可能三角”。 意味着一个区块链项目无法同时满足安全性、可扩展性和去中心化这三个条件,只能同时满足两个条件。 事实上,代表区块链1.0的比特币和代表区块链2.0的以太坊,都满足了去中心化和安全性两个指标,牺牲了可扩展性,这限制了应用在其上的落地,尤其是对于公链生态而言就目前而言,它仍然无法支持大规模、高复杂度的应用。

因此,当前区块链核心技术的发展趋势是提高其可扩展性。 无论是以太坊layer2(双层网络)还是2018年的明星项目EOS,都是牺牲了一定程度的中心化来换取更高的扩展性和吞吐量。 具体来说,以太坊 Layer 2 在原有技术的基础上,主要采用 Rollup technology(数据分片)技术作为解决以太坊吞吐量瓶颈的解决方案,可以将以太坊的吞吐量提升至少 100 倍; 共识机制的完善采用了DPOS机制(委托权益证明)。 在传统的PoW和PoS中,任何新添加的区块都需要得到全网节点的确认。 在DPoS下,可以通过不同的策略,时时选择一小群节点完成新区块的创建、验证、签名和相互监督过程,可以大大减少区块创建和确认所需的时间和算力成本,从而提高整体效率。

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数字孪生:B端应用的入口

在元界发展初期,游戏往往是最重要的应用场景。 但随着技术的逐渐成熟和应用的稳定落地,元界最终将扩展到教育、城市设计、医疗、工业、公共服务等各个领域。 。 在拓展的过程中,我们相信数字孪生作为将现实世界投射到数字世界的工具,将是最基本的切入点。

从根本上讲,数字孪生是指物理实体过去和现在的行为或过程以数字形式的动态呈现。 数字孪生的整个过程呈现了从物理世界到数字世界,再从数字世界回到物理世界的过程。 这种物理-数字-物理过程或循环广泛地描述了数字制造环境、先进生产技术和物联网的结合。 现实世界和数字世界互联的同时,还可以进行传输和分析活动,利用信息采取更明智的实际行动。

在“元界”概念被广泛认知之前,全球许多互联网公司和工业软件公司对数字孪生相关技术都有长期规划,包括工业互联网、仿真测试、数字化工厂、CAD、CAE、EDA等事实上,数字孪生起源于仿真技术,随着传感技术的发展而兴起,并随着新技术的融合而逐渐成长。 截至目前,不少互联网企业、工业软件企业在“元界数字孪生”领域积累了相对成熟的产品。

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数字孪生案例之一:NVIDIA Omniverse 平台

NVIDIA 的 Omniverse 平台是一个开放平台,专为虚拟协作和逼真模拟而构建。 传统的3D设计和制作流程需要经过基础建模,然后材质贴图、灯光、渲染,最后绘图等,不同设计部门的不同负责人使用不同的专业应用程序导出不同格式的文件数据,然后循环至下一步。 整个流程复杂,容错成本高。 Omniverse平台应运而生,就是为了解决统一平台下的数据传输问题,统一应用软件格式,让各个设计参与者和开发人员可以在不同地点无缝协作。 目前,该平台在建筑、媒体娱乐、制造、超级计算和游戏开发等各个领域都有成熟的解决方案。

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它已得到许多3D设计仿真软件的支持。 这些软件的文件可以通过安装插件直接连接到平台。 展望未来,Omniverse平台生态有望不断扩大。

数字孪生案例2:能科科技产品生命周期管理平台

2019年11月,公司公开增发3亿,用于“基于数字孪生的产品生命周期协作平台”和“高端制造装配系统解决方案”的研发。 对公司业务能力的高度认可。

从能科科技现有的产品来看,公司现有的仿真和测试服务业务实际上是数字孪生的初步体现。 相关产品和服务帮助客户提高从早期开发阶段到最终性能验证和控制校准的效率。 整体系统工程生产力。 利用其强大的平台能力,可以提前快速优化机械、液压、气动、热力、电气和电子系统之间的交互。

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数字孪生案例三:UINO一站式数字孪生可视化管理平台

UINO提供一站式数字孪生可视化管理平台,利用自主研发的数字孪生引擎和工具平台,“复制”数字世界中的真实物理对象,并进行仿真、监测、分析和控制,实现可视化和智能化,人性化、大众化的创新管理模式。 目前,智慧政务、智慧金融、智慧能源、智慧企业、智慧公安、智慧交通、智慧教育、智慧医疗、智慧军事等领域都有成熟的解决方案。

原始预测数据显示,2019-2025年全球数字孪生市场将继续保持较高增速,复合增长率超过40%,而亚太地区整体增速高于全球市场的。 随着元宇宙的进一步落地以及数字社会概念的广泛接受,企业对数字孪生的认识有望进一步提升,整个行业有望实现爆发式增长。

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