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2019年中國服務器行業(yè)市場現狀分析：服務器市場需求巨大，行業(yè)未來增長可期[圖]

服務器李玲玲 2019-11-05 05:35 來源：智研咨詢

全球數據中心 IP 流量維持快速增長，其中云數據中心流量增速超過傳統數據中心增速，亞太地區(qū)云數據中心流量增速超過全球平均增速。至 2021 年，全球數據中心流量（包括數據中心與用戶、數據中心與數據中心以及數據中心之內的所有流量）將達到 20,555 EB/月（約 20.6 ZB/年）， 2016-2021 CAGR 達 24.7%。其中，云數據中心流量增速要遠超傳統數據中心增速， CAGR 達 26.6%，至 2021 年云數據中心流量將占所有數據中心流量的 95%以上。從全球范圍來看，亞太、中東等地區(qū)增速要稍快于北美、西歐等其它地區(qū)，其中亞太地區(qū) CAGR 達 29%，西歐CAGR 達 26%，北美 CAGR 達 24%。

2016-2021 全球數據中心流量增長情況

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2016-2021 全球云數據中心流量結構（按地區(qū)）

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流量快速增長下，國內數據中心建設將持續(xù)， IDC 市場將維持快速增長。我國數據中心建設比歐美發(fā)達國家落后 5-10 年，當前全球數據中心市場增速已經滑落到 10%左右，而我國預計未來仍將維持高增長。2017 年全球數據中心行業(yè)總收入為 465.5 億美元；中國數據中心行業(yè)總收入為 650.4 億元，預計至 2020 年增加至 1494.2 億元。 2017 年，全國機架數量達到 166 萬個，同比增長 33.8%，大型以上數據中心數量 82.8 萬個，同比增長 68.0%。由此可見，國內數據中心市場正在經歷高速增長的蓬勃發(fā)展階段。

2015-2018 全球 IDC 市場規(guī)模

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2015-2020 中國 IDC 市場規(guī)模

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服務器是數據中心成本支出的最大部分。數據中心設備采購成本中服務器、網絡設備、存儲設備、安全設備和光模塊/光纖等占比分別為 69%、 11%、 6%、 9%和 5%，不同的方案略有不同，但是總體來講，服務器成本占比 IDC 硬件成本約 60-70%。

數據中心成本結構

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從超大規(guī)模數據中心分布角度，中國 IDC 市場仍具有數倍提升空間，意味著長期來看中國對服務器仍有較大需求。數據中心具有明顯的規(guī)模效應，即數據中心單位運營成本和其規(guī)模成反比。正因如此，數據中心主要的需求方——大型互聯網廠商傾向于建設和使用機柜數量超 1 萬個的超大規(guī)模數據中心。2017 年全球超大規(guī)模數據中心數量為 386 個，以服務器數量計算，約占全球數據中心總服務器數量的 32%；至 2021 年，全球超大規(guī)模數據中心數量將達到 628 個，服務器數量占比提升到 53%。2018 年超大規(guī)模數據中心達到 430 個，其中美國約占 40%，而中國僅占 8%左右。截至 2016 年底我國在建的標準機架中，超大型數據中心標準機架數占比近 40%，部分說明超大型數據中心也是我國未來數據中心建設的主流。

2017A-2021E 全球超大規(guī)模數據中心數量及服務器占比

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2018 年全球超大規(guī)模數據中心分布

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中國在建標準機架分布（按數據中心大?。?br />

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國內數據中心建設高速增長，有望拉動國內服務器行業(yè)發(fā)展。中國服務器市場規(guī)模近 6 年來的年均復合增速為 12.5%。 2013-2017年全球 IDC 市場規(guī)模年均復合增速為 13.5%，中國為 29.2%，遠高于全球增速。就中國市場來說，數據中心建設仍有巨大空間。截至 2016 年 12 月底，全球超大數據中心接近 300個， 45%在美國，中國僅占 8%，遠低于美國。同時， 2017 年第四季度中國 x86 服務器銷售額達到 42 億美元，同比增長 42.63%。而 2017 年全球 X86 服務器銷售額為 525 億美元，同比增長 12.2%，中國與全球 x86 服務器需求增速均保持強勁，中國增速更高。中國正處于云計算快速發(fā)展前期，數據中心（IDC）建設加快助力服務器需求保
持較快增長。中國數據中心規(guī)模未來三年還將保持 27%以上增速，服務器行業(yè)未來增長可期。

2012-2020 年中國服務器市場規(guī)模

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2018-2020 年中國 IDC 市場規(guī)模預測

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云服務器：基礎設施云化浪潮明顯，云數據中心建設帶動服務器行業(yè)發(fā)展

云服務器簡介：云服務器在云中提供可擴展的計算服務，是一種處理能力可彈性伸縮的計算服務，其管理方式比物理服務器更簡單高效，避免了使用傳統物理服務器時需要預估資源用量及前期投入的情況。云服務器是云計算的硬件支撐和最基礎單元。云計算實際上是對基礎 IT 資源（包括存儲資源、網絡資源、計算資源等）的虛擬化，云計算平臺背后需要數量龐大的服務器集群作為硬件支撐，而虛擬化指的是云計算平臺將單臺服務器設備的 IT 資源劃分為幾十甚至上百臺虛擬機，從而分散原本集中的 IT 資源，為更多用戶提供服務。本質來說，云服務就是硬件資源集約化然后進行分割出租，動態(tài)調配計算資源。因此，云服務器是云計算 IT 資源的硬件支撐和最基礎的單元，云計算行業(yè)的發(fā)展必然離不開服務器行業(yè)的技術進步和產品供給。

云服務器是云計算的最基礎單元

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云服務器主要面向大規(guī)模互聯網數據中心和云數據中心應用場景。云服務器具有高密度、高彈性、節(jié)能、易擴展等特性。它有別于傳統服務器架構設計，實現了從二維平面交換到三維池化互聯的架構變革。云服務器形態(tài)通常為多節(jié)點機架、多節(jié)點整機柜，其計算、存儲、供電、散熱等功能單元高度模塊化、池化，在部署密度、能效、投資回報等方面都明顯優(yōu)于傳統服務器。云計算企業(yè)的快速發(fā)展拉動全球超大型數據中心數量快速增長。2017 年全球范圍內的超大規(guī)模數據中心已經超過 390 個，比 2016 年增加 90 個。其中，谷歌的數據中心增加比較明顯，騰訊和百度在 2017 年也建立了超大規(guī)模的數據中心。Synergy 對超大型數據中心的定義標準為：幾十萬臺服務器到數百萬臺服務器。2019 年全球超大型數據中心的數量有望超過 500 個。

全球超大數據中心數量

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云計算數據中心建設加碼，數據中心云化比例上升。全球超大數據中心數量不斷上升，因此我們可以看出，全球的云計算巨頭都在不斷大量鋪設自己的云 IT 基礎設施。而新增的數據中心大部分都是云計算數據中心，而不是以往傳統的數據中心。2013-2018年云數據中心總流量的 CAGR有望達到 32%，而同期傳統數據中心總流量 CAGR僅為 8%，在云計算大力發(fā)展的背景下，數據中心云化趨勢明顯。

全球數據中心總流量（單位： EB）

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云數據中心與傳統數據中心總流量對比

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我國公有云市場規(guī)模增速高于全球水平， IaaS 服務市場規(guī)模近百億。 2017 年 4 月 10日，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《云計算發(fā)展三年行動計劃(2017-2019 年)》提出，到 2019 年，我國云計算產業(yè)規(guī)模將達到 4300 億元。2017 年公有云市場中云基礎設施（IaaS）市場規(guī)模達到 148.7 億元，云應用（SaaS）市場規(guī)模達到 104.5億元，云平臺（PaaS）市場規(guī)模達到 11.6 億元， IaaS 已超過 SaaS 成為國內公有云市場中占比最大的細分市場；同時，我國公有云市場 2015-2017 年的 CAGR 達 60.7%，遠高于全球公有云市場 2015-2017 年 29.7%的 CAGR。

全球公有云細分市場規(guī)模（億美元）

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我國私有云市場規(guī)模穩(wěn)定增長，硬件細分市場占據主導地位。 2017 年我國私有云市場規(guī)模達到 426.8 億元，同比增長 23.8%。預計 2018-2021 年中國私有云市場 CAGR 達 22.1%，到 2021 年市場規(guī)模將達到 955.7億元。細分市場方面， 2017 年私有云硬件市場規(guī)模為 303.4 億元，占比 71.1%，比 2016年下降 0.6 個百分點；軟件市場規(guī)模為 66.6 億元，占比達到 15.6%，與 2016 年相比，上升了 0.2%；服務市場規(guī)模為 56.8 億元，較 2017 年提高了 0.4%。硬件依然占據私有云市場的主導地位。

我國私有云市場規(guī)模

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云計算 IaaS 市場空間龐大。綜合公有云與私有云市場規(guī)模來看， 2017 年整個云計算市場 IaaS 市場規(guī)模預計超過 400 億元。2017 年中國公有云服務整體市場規(guī)模（IaaS/PaaS/SaaS）達到 264.8 億元，其中 IaaS 市場再創(chuàng)新高，增速達到 70%。因此，我國高增速的云計算 IaaS 市場有望推動服務器市場規(guī)模的進一步擴張。

云計算浪潮推動了國內服務器廠商出貨量和銷售量的上升。近幾年服務器廠商的競爭格局發(fā)生了變化：原來的老牌海外服務器廠商的出貨量和銷售額停滯不前或出現下滑的趨勢，而國內服務器廠商（浪潮、華為等）的出貨量和銷售額不斷提升。國內服務器大規(guī)模的國產化替代發(fā)生在 2012-2015 年，而浪潮、華為的出貨量增長高峰期發(fā)生在 2016 年以后，而2016 年我國公有云和私有云市場的同比增長率分別為 66%和 25%，二者時間點重合。因此，我們認為推動國內服務器廠商增長的源動力是云計算產業(yè)的發(fā)展。

各服務器廠商季度出貨量增長率對比

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云計算數據中心對服務器的需求具有定制化特點，而不是簡單的追求高性能。由于云計算的架構下是由多個系統共享計算資源，所以在云計算中單個服務器的性能、吞吐量和可靠性這類原本重要的性能指標的重要性相對降低，更重要的是服務器集群和整個數據中心的性能。因此，互聯網企業(yè)在發(fā)展云計算業(yè)務時，需求量最大的并不是高性能服務器，而是根據自己業(yè)務需求“定制”的服務器。另外，云計算的“定制化”體現在對數據中心建設和運營、運維提出更高要求，比如空間節(jié)省、能耗降低、方便維護、應用優(yōu)化等。

傳統 PC 和云計算對服務器的需求

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AI 浪潮帶來計算力需求的高速增長，帶動服務器行業(yè)發(fā)展

AI 服務器簡介： AI 服務器就是專門應用于人工智能領域的服務器，由于深度學習、圖像識別等 AI 領域高標準的計算能力要求，對 AI 服務器的計算能力要求很高， AI 服務器芯片也與普通服務器不同。芯片是服務器計算力的來源， AI 服務器芯片以 GPU、 FPGA 為主。 AI 服務器屬于 AI產業(yè)的基礎設施，為 AI 中的深度學習等活動提供算力。由于 AI 模型的訓練需要大量重復進行矩陣乘法，需要巨大的重復計算量，而傳統 CPU 只能進行加法運算，其余計算由加法拼湊而成，所以 CPU 的指令設計在這種應用場景下顯得效率較為低下，性能和能耗均不夠令人滿意，因此具有強大并行計算能力的 GPU、 FPGA 和 AI 專用芯片被作為異構處理器，將常用的計算函數實現硬件化，做成門電路或者查詢表，速度可以提高很多倍，功耗卻保持較低水平，大量應用于 AI 模型訓練業(yè)務中。

GPU： GPU 稱為圖形處理器，主要由美國的 NVIDA 公司生產，其運算能力比 CPU 要強。從 CPU 和 GPU 的架構可以看出， CPU 與 GPU 都具有控制器（Control）、計算邏輯單元 ALU（Arithmetic and Logic Unit）和寄存器（DRAM、 Cache）。其中 ALU 是計算單元，寄存器是存儲單元，控制器是控制單元。 GPU 采用了數量眾多的計算單元，但只有非常簡單的控制邏輯，并省去了 Cache。而 CPU 不僅被 Cache 占據了大量空間，而且還有復雜的控制邏輯和諸多優(yōu)化電路，相比之下計算能力只是 CPU 很小的一部分。這種不同的構架就決定了 CPU 在指令的控制及處理上有著很好的發(fā)揮，但由于邏輯單元所占比重較小，計算能力和數據處理能力相對于 GPU 而言較弱。

CPU 基礎架構

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GPU 基礎架構

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FPGA： FPGA 全稱為現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array），其基本原理是在 FPGA 芯片內集成大量的數字電路基本門電路以及存儲器，而用戶可以通過燒寫FPGA 配置文件來來定義這些門電路以及存儲器之間的連線，實現可編程性。 FPGA 和 GPU內都有大量的計算單元，因此它們的計算能力都很強。在進行神經網絡運算的時候，兩者的速度會比 CPU 快很多。但是 GPU 由于架構固定，硬件原生支持的指令也就固定了，而 FPGA則是可編程的。其可編程性是關鍵，因為它讓軟件與終端應用公司能夠提供與其競爭對手不同的解決方案，并且能夠靈活地針對自己所用的算法修改電路。
A

I 芯片對比

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人工智能行業(yè)增長迅速， AI 服務器需求增長空間顯著。 2017年全球人工智能產業(yè)規(guī)模為 2180 億元，同比增長 15%，在 2018 年有望達到 2700 億元。國內市場來看， 2017 年中國人工智能市場規(guī)模為 152.1 億元，2018 年中國人工智能市場有望突破 200 億元，實現 57%的高速增長。從 2015 年 2018 年，全球及中國人工智能市場規(guī)模均呈現加速增長態(tài)勢，需要 AI 服務器提供巨大的算力支持，AI 服務器業(yè)務增長空間廣闊。2017-2021 年中國廣義 AI 服務器的 CAGR為 24.9%，預計至 2021 年將達到 251 億美元。

2015-2018 年全球人工智能市場規(guī)模

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2014-2018 年中國人工智能市場規(guī)模

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中國廣義 AI 服務器市場規(guī)模及預測

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國內政策加碼，積極推動人工智能產業(yè)發(fā)展。國內近幾年出臺了扶植人工智能發(fā)展的相關政策，積極推動人工智能在各個細分領域的滲透。 2016 年 5 月國家四部委頒布《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》，明確提出要培育發(fā)展人工智能新興產業(yè)、推進重點領域智能產品創(chuàng)新、提升終端產品智能化水平。

國內人工智能相關政策

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人工智能浪潮推動我國 GPU、 FPGA 服務器市場需求上升。 2016 全年中國 GPU 加速計算服務器市場廠商銷售額為 1.71 億美元，而在人工智能浪潮的推動下，預計 2017 年全年廠商銷售額將達到 4.78 億美元，同比增長 180%；預計 2016 年~2021 年間，廠商銷售額的年均復合增長率為 70.5%。FPGA 市場在 2015~2022 年間將出現 8.4%的年復合成長率，屆時規(guī)模可望超過 99.8 億美元。在 AI 市場高速增長的背景下，越來越多的廠商加入到 GPU 加速計算服務器市場的角逐中，并形成了以浪潮和曙光為第一梯隊的競爭格局。與此同時，隨著人工智能相關的應用場景、解決方案在各個細分行業(yè)不斷發(fā)展細化和成熟落地，以 FPGA 和 ASIC 為首的其他加速計算解決方案也逐漸興起，力爭在人工智能基礎架構細分市場占據一席之地。

2016-2021 年中國 GPU 加速服務器市場規(guī)模