目前主流计算机使用的CPU有哪些?各有何特点?

目前主流计算机使用的CPU有哪些?各有何特点?,第1张

目前主流使用的CPU有以下几种:
1 英特尔(Intel)CPU
英特尔是全球最大的CPU制造商之一。其CPU以高性能和稳定性著称,广泛应用于个人电脑、服务器、工作站等领域。英特尔的CPU一般分为i3、i5、i7和i9四个等级,随着等级的提高,处理器核心数量、运行频率、缓存容量等指标都会相应增加,从而提升整体性能。
2 AMD CPU
AMD是另一个著名的CPU制造商,其产品的性价比较高,并且在多线程性能方面表现优异。与英特尔不同,AMD将所有的CPU核心集中在一个芯片上,这样可以提高核心间的通讯效率,从而实现更好的多线程性能。
3 ARM CPU
ARM是一种低功耗、高性能的CPU架构,主要应用于移动设备、智能家居和物联网等领域。ARM的CPU具有低功耗和低热量的特点,同时也支持多核心和超线程技术。
4 IBM Power CPU
IBM Power CPU主要应用于高性能计算、人工智能等领域。它具有高度的可扩展性,在大规模计算任务中表现出色。IBM Power CPU的另一个特点是其高度的安全性,具备硬件加密和虚拟化技术,可以有效保护用户数据的安全。
总之,不同的CPU具有不同的特点和适用场景。消费者在购买电脑或其他设备时,应该根据自己的实际需求选择合适的CPU,以达到最佳的性能和使用体验。

在大数据的驱动下AI技术有了实现商用的可能性,同时,随着智能化场景的不断扩大,用作于数据处理和存储的数据中心建设也在全球范围内兴起。根据Arizton的报告显示,从投资额进行计算,预计全球超大规模数据中心市场规模将在2026年达到12764亿美元,在2020至2026年内该市场将以超过402%复合年增长率保持增长。

显然,通过收购的方式,是加快数据中心芯片布局的方式之一,而在这背后,也预示着,这四大芯片巨头决战数据中心的步伐也加快了。

根据IDC的预测显示,2015年到2025年,数据将以每年25%的速度增长。这些数据的增长带动了云端计算和边缘计算等市场的兴起,他们的增长也拉动了数据中心市场的成长。由此,芯片巨头们也在数据中心市场展开了布局。

英特尔是全球最大PC和数据中心服务器CPU制造商,2017年初他们更是将其以“PC为中心”的战略转移到“以数据为中心”的业务中,从2017年初他们确立了这个战略后,到了2019年,数据中心业务便表现出了较好的成绩。到2020年,其全年财报体现出以数据为中心的转型取得了显著进展,数据中心业务呈迅猛发展态势——2020年相较2019年增长11%。

也因此,英特尔已经将以数据为中心业务的总体潜在市场规模由2021年的1600亿美元调整为2022年的2000亿美元。这将是公司 历史 上最为重大的机遇所在。CPU是英特尔在数据中心市场发展的基石,在此基础之上,英特尔新任CEO帕特·基辛格也在今年提出英特尔2023 CPU产品路线图——面向数据中心的Granite Rapids,我们将采用英特尔7纳米制程工艺生产计算芯片。

AMD是英特尔在CPU领域的竞争对手之一,凭借着 EPYC系列产品,AMD再次迎来其高光时刻,同时该系列产品也为AMD进军数据中心市场带来了希望——根据Mercury Research的数据显示,经过长达六年的重返数据中心的争夺战,到2021年第一季度,AMD的X86处理器在数据中心的销售份额达到了115%。

数据中心市场的增长也为AMD的营收带来了提升,从其2021年第一季度显示,AMD营业额同比增长93%,净收入增长超300%,数据中心营业额增长超一倍。此外,根据AMD总裁兼首席执行官苏姿丰博士Computex 2021时的演讲显示,今年还将会有100多款各大厂商的搭载EPYC处理器的服务器平台问世,以及400多个基于EPYC处理器的实例。

这也是Arm服务器芯片在数据中心市场获得契机的原因之一。其于去年推出的ThunderX3 也是针对云计算和HPC高性能运算市场中的特定工作负载而设计,公司希望通过 Marvell 的差异化优势为最终客户带来更高的性能成本比和性能功耗比优势。

与上述三家芯片巨头不同的是,英伟达则是以GPU上的优势进入到数据中心市场。从英伟达的财报中看,数据中心市场的发展已经成为了他们营收当中重要的一部分。近几年,英伟达的数据中心业务的表现就开始逐渐露出锋芒——2021财年第一季度其数据中心业务首次达到了10亿美元,2021财年第二季度当中,其数据中心业务收入达到175亿美元,该项业务的收入占总营收的比重达到45%,首超 游戏 业务,创 历史 新高。

但随着数据中心市场的成长,仅凭单一的CPU或者是GPU都难以支撑这个市场的发展。因此,这四大芯片巨头开始向更多的领域做拓展——原来在CPU领域有着优势的企业开始向GPU、FPGA等领域进军,而GPU企业在在试图向多元化的方向发展,于是,我们看到了,这四大芯片厂商在数据中心市场的催化下,开始出现了交集。

英特尔曾在2018年提出XPU异构愿景,既由标量(对应CPU)、矢量(对应GPU)、矩阵(对应ASIC)、空间(对应FPGA)组成的架构,可以进行多种架构组合。英特尔认为,必须在CPU的基础上加入并完善GPU、FPGA、AI芯片、视觉处理芯片等不同类型的计算架构,组成一个有机的整体。

而这也是他们能够在数据中心市场持续发展的动力之一,因此,他们也针对这个愿景进行了布局,在自研方面,英特尔于去年11月正式发布其全新服务器GPU,即首款数据中心的独显产品。

在收购方面,英特尔于2015年完成了对全球第二大FPGA 厂商Altera的收购,2018年收购无晶圆厂eASIC开始向Chiplet发展,2019年四月收购为FPGA提供IP和定制解决方案的供应商Omnitek,6月,又收购了网络交换芯片厂商Barefoot(该收购旨在解决数据爆发式增长的问题,这些海量数据激发了对分析这些数据的计算能力的需求,也刺激了对在数据中心内交换这些数据的联网系统的需求),2019年还对以色列数据中心AI芯片制造商Habana Labs进行了收购(虽然Habana独立运营,但该笔收购也加强了英特尔在数据中心人工智能产品上的实力)。

在英特尔重返独立显卡之前,AMD是业内唯一一家既能做高性能x86 CPU,也能做高性能GPU的公司。而随着新的竞争的到来,AMD也对其GPU领域的发展做出了新的规划——AMD在其2020年财报会议上宣布,公司将在通用化GPU的基础上,将其产品定位成专注于 游戏 优化的RDNA和专注于运算导向的CDNA。

在对数据中心的布局上,最值得一提的是,AMD将对FPGA领域的龙头赛灵思的收购,这也是他们布局数据中心市场的重要一步——在拥有CPU 和 GPU 产品后,赛灵思可以为他们布局数据中心市场提供加速能力。

从英伟达方面来看,这是一个市值曾一度超过英特尔的巨头芯片公司,而市场对于他的看好,也来源于他们在数据中心这一市场的布局。而他们也开始突破GPU领域市场,开始向CPU市场进行发力——在今年4月,英伟达推出其基于Arm的数据中心CPU,据英伟达介绍,该芯片是专为大规模神经网络工作负载设计的,预计将于2023年在英伟达的产品中使用。

而针对数据中心方面的布局,英伟达也同样逃不过用收购的方式来进行发展。这其中包括,他们以69亿美元收购Mellanox获得的网络技术,与计划用400亿美元的价格收购Arm。

由于英特尔、AMD、英伟达针对数据中心的布局,使得他们的产品形成了一定的竞争关系,也被行业成为是数据中心市场的三大巨头。但在他们的发展中,尤其是英伟达以Arm架构为基础推出了CPU之后,我们也看到了Arm架构对于数据中心市场的冲击力,而这就不得不再提一下Marvell,这个在决战数据中心市场中一个不可忽视的力量。

除了他们所推出的Arm服务器芯片以外,在数据中心市场方面,Marvell 凭借着广泛的存储、计算、 安全与网络产品组合带来了同类最佳的构建模块与架构,以优异的总拥有成本满足了基础设施需求,在数据中心市场而占有一席之地。

这针对这些领域的布局,marvell也进行了多笔的收购,包括在2017年以约60亿美元收购Cavium,2019年收购以太网网络连接产品领域的Aquantia、格罗方德旗下Avera半导体子公司。2020年,他们还收购了光芯片厂商Inphi。近期,Marvell还宣布将收购供应云服务器以及边缘数据中心的网络交换芯片等产品的 Innovium。这些收购都将直接或间接地加强其在数据中心市场的发展。

如果说,向更多的领域做拓展,是这四大芯片厂商为数据中心市场的发展而打下基础。近期,这四大芯片厂商又不约而同地将目光投向了DPU市场。

在英伟达看来,数据中心路线图包括CPU、GPU和DPU这三类芯片。英伟达也在今年早些时候的博客中表示:“DPU(即数据处理单元)已经成为以数据为中心的加速计算模型的第三个成员,英伟达首席执行官黄仁勋在一次演讲中说:“这将代表未来计算的三大支柱之一。”这三者之间,CPU用于通用计算,GPU用于加速计算,而DPU在数据中心周围移动数据,进行数据处理。

因此,除了上文我们提到的,他们在CPU、GPU领域的成就外,他们也针对DPU这一市场进行了布局——去年英伟达发布了第一款DPU产品BlueField-2,今年的GTC上又发布了BlueField-3,BlueField-3会在明年上半年推向市场。

英特尔则在今年推出了名为IPU产品,按照英特尔的说法,英特尔官方的说法,IPU是一种可编程网络设备,旨在使云和通信服务提供商减少在中央处理器(CPU)方面的开销,并充分释放性能价值。在这种介绍下,也有人认为,这与当下主流的DPU作用类似。

而英特尔之所以能够在DPU领域取得成绩,这也离不开当时收购Altera。从DPU的本质上看,根据THENEXTPLATFORM的分析报告显示,在2020年,SmartNIC正在演变成DPU。SmartNIC可以通过从服务器的CPU上卸载网络处理工作负载和任务,提高云端和私有数据中心中的服务器性能。而针对多种SmartNIC的方案来说,由于FPGA是可重编程的,因此利用FPGA实现的数据平面功能可以任意并且实时地去除和重新配置,采用这种设计可以将网络功能提速几个数量级,因而,也被视为是数据中心市场发展的动力之一。

而赛灵思也是SmartNIC领域中的杰出玩家,据了解,该公司于2019年秋季收购了Solarflare Communications,并且Solarflare自2012年以来一直在构建基于ASIC和FPGA的NIC进行电子交易。由此来看,如果AMD收购了赛灵思,那么对于他们发展DPU来说也大有裨益。

除此之外,近期,Marvell也发布了一款DPU产品,根据半导体行业观察此前的报道显示,Marvell将推出OCTEON 10系列DPU,这是一个全新的SoC系列,建立在TSMC的5nm工艺节点之上,在这个处理器上,将首次展示Arm的新型基础设施处理器——Neoverse N2。根据公开消息显示,这将是Marvell第一个基于TSMC N5P工艺的芯片设计,实际上也是同类中第一个采用该工艺的DPU。

但对于未来数据中心市场的发展而言,这个市场可能会由这些芯片巨头厂商所主导,但并不意味着其他厂商没有机会,一些细分领域的巨头和初创公司也将会是这个市场中另外一股不可忽视的势力。

科创板被誉为"中国版纳斯达克",自获批以来即被火速推进。6月27日共有10家公司科创板IPO申请获受理,单日受理企业数量新高。目前,过会企业增至27家;受理企业达141家。这速度,跟点了火的窜天猴一样,噌噌噌的往上升。不仅投资者们跃跃欲试,创投机构也热血沸腾。这不,科创猫君了解到一家逾40家VC/PE入局,以908亿美元的金额高居美元融资榜首的芯片"独角兽"--澜起 科技 。

高额融资的背后反映出创投机构对芯片"独角兽"的热 捧。公开资料显示,澜起 科技 是一家从事研发并量产服务器内存接口芯片的企业。能让创投机构青睐有加,这个"独角兽"有什么过人之处呢?

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DRAM市场规模总体向上

首先,先在这里做一个简单的科普,内存接口芯片和DRAM是什么?

我们知道服务器有两大核心部件:CPU和DRAM内存。所谓的内存接口芯片就是服务器CPU存取内存数据的连接通路,主要应用于服务器内存条,用来提升内存数据访问的速度及稳定性,满足服务器CPU对内存模组的大容量需求。

在公司2018年的营业收入中,内存接口芯片贡献了9949%的营业收入。内存接口芯片直接面向DRAM存储器市场,要说公司业绩取决于DRAM市场行情也不为过。

DRAM是什么?DRAM属于易失性存储芯片,断电之后数据就会消失,我们最常说的系统内存就是DRAM。

根据技术规格的不同,DRAM可分为DDR系列、GPDDR系列、LPDDR系列等类别。简单点说,DDR/DDR3/DDR4/DDR5就是内存颗粒,而内存条就是把多颗颗粒一起嵌入板中而成,用于电脑等。目前,DDR和DDR2已经基本退出市场,而以DDR3、DDR4以及LPDDR系列为主,预计DDR5在2019年底实现量产。

2018年,DRAM的制程工艺处于1X/1Ynm阶段,预计1Znm以下制程要在2021年才大规模进入市场。1Xnm处于16-19nm之间,1Ynm处于14-16nm之间,1Znm处于12-14nm之间。数值越小说明相同芯片上可以放下的电子元件更多,能让晶体管运行速度变小,能耗变小的同时,降低单个芯片的制造成本。

DRAM的市场基本被三大寡头垄断,2019财年1季度,三星,海力士,美光 科技 这三大巨头市占率分别为427%、299%、23%。

近几年,云服务、数据中心一路发展壮大,推动DRAM的需求急剧上升。一时间供不应求,导致产品价格大幅上涨。随后全球厂商们纷纷加大产量,2018年三星扩产8%,海力士无锡厂也小幅扩产,快速填补2017年残存的需求缺口,结果就是DRAM价格应声而落。2019财年以来,DRAM二季度的价格比一季度下降了30%。预计2020年左右前期库存和轻微的供大于求会一并消化完毕,重新达到平衡。2020年以后,5G和AI热潮到来,拉动半导体需求,叠加下一代制程的DRAM(1Znm)也将开始普及,整个DRAM市场供需关系会更加复杂,但规模总体向上的趋势是确定的。

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净利润爆发式增长,2018年毛利率高增

澜起 科技 的主营业务是为云计算和人工智能领域提供以芯片为基础的解决方案。2017年及以前,公司以内存接口芯片和消费电子芯片为主。2017年剥离消费电子芯片业务后,公司主要产品包括内存接口芯片、津逮服务器CPU以及混合安全内存模组。

公司采用无晶圆厂的集成电路设计企业模式,只需负责芯片的电路设计与销售,生产、测试、封装等环节则外包。市场上,海思、高通、联发科、博通均采用该模式。在这种模式下,公司无需花费成本建立晶圆生产线,企业运行费用较低,能充分发挥技术优势,快速开发出相关产品。

公司营收保持稳健高速成长,净利润呈现爆发式增长。 2016-2018年,公司实现营业总收入845、1228、1758亿元,CAGR达4423%。实现归母净利润093、347、737亿元,同比增速23798%、27381%、11241%。

公司经营业绩高速成长主要得益于三个因素,一是全球数据中心服务器内存市场需求的持续增长,二是因为公司发明的DDR4全缓冲"1+9"架构被JEDEC(全球微电子产业的领导标准机构)采纳为国际标准,公司凭借在DDR4内存接口芯片的技术先进性、可靠性和良好口碑,市场份额持续提升,三是剥离消费电子芯片业务后,公司更专注于内存接口芯片领域的深耕。可以看到,公司内存接口芯片实现了销售额的快速提升,2016-2018年CAGR高达7704%,有力地推动了公司营业收入的大幅增长。

2016-2018年,公司实现毛利率512%、5349%、7054%。2018年毛利率大幅提升是剥离消费电子业务所致。高毛利率也反应公司内存接口芯片具有极强的竞争优势和盈利能力。

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机遇与风险

澜起 科技 面临的机遇大概有以下几点,一是大环境下旺盛的市场需求,二是公司市占率高,三是公司技术壁垒高企,护城河渐深。

在国家政策大力支持,全球集成电路产业重心转移至中国,下游云计算、大数据、物联网等产业逐步成熟的背景下,行业具有爆发增长的趋势,前景广阔。

目前,行业已经进入三足鼎立的状态,三巨头分别是澜起 科技 、IDT和Rambus。公司和IDT在内存接口芯片领域市占率较为接近,Rambus占比则相对较小。马太效应告诉我们,强者会愈强,而弱者只会愈弱。 商场如战场,在一个行业里面,独占鳌头的永远只有那两三个公司。 澜起 科技 已经位列全球前三,在可预见的未来,会有较高的投资回报。

2016年至2018年内存接口芯片市场规模情况(单位:亿美元)

对于芯片设计企业来讲,人才和技术研发就是生命线。澜起 科技 的核心技术均系自主研发结果,公司每年的研发支出占营收比例均在15%以上。截至2019年4月1日,公司已获授权的国内外专利达90项,获集成电路布图设计证书39项。公司整体员工中70%以上为研发类工程师,且研发人员中50%以上拥有硕士及以上学位,为公司持续的产品创新提供了重要的人才基础。

澜起 科技 面临的挑战大概有以下三点,一是客户集中度较高,二是下游客户出货量下滑将导致公司经营业绩波动,三是中美贸易摩擦风险。

受下游DRAM市场三星电子、海力士、美光 科技 市占率合计超90%的影响,公司客户集中度较高。 2016-2018年,公司对前五大客户的销售占比分别为7018%、8369%和9010%。根据公司披露,公司主要客户是三星、海力士、海昌电子,如果公司产品开发策略不符合市场变化或不符合客户需求,则公司将存在不能持续、稳定地开拓新客户和维系老客户新增业务的可能,从而面临业绩下滑的风险。

根据下游客户(DRAM生产商)公开披露的资料及行业研究报告分析,DRAM市场规模预计在2019年将出现一定程度的下滑,其主要原因是受行业周期性波动和供求关系的影响,DRAM产品的平均销售价格处于下行周期。同时,受行业景气度影响,公司下游客户的总体出货量存在下滑的风险。如果DRAM行业景气度进一步下滑或回升不及预期,将有可能导致内存接口芯片市场规模同步出现下滑或增速放缓,可能对公司未来业绩造成一定不利影响。

公司的主要晶圆代工厂为富士通和台积电,主要封测厂为星科金朋和矽品 科技 ,相关供应商在中国大陆外均有相关产能。经过多年的发展,公司的销售区域覆盖中国大陆、亚洲、欧洲、美洲等地。2018年来自境外、国内、其他(地区)的营收分别为1107亿元、568亿元、083亿元。其中,来自美国地区的营收占总收入比为453%、658%、322%。

美国于2018年3月22日公布计划对中国600亿美元的商品加征关税,其后中国也采取相应反制措施,近一年来中美双方就经贸问题进行了多轮磋商。截至2019年6月29日,中美双方元首会晤,美方表示将不再对中国出口产品加征关税。但具体贸易协议仍未未达成。鉴于集成电路产业是典型的全球化分工合作行业,如果中美贸易摩擦进一步升级,有可能造成产业链上下游交易成本增加,下游需求受限,上游供给不畅,从而有可能给公司的经营带来不利影响。

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澜起 科技 市值大概有多少

澜起 科技 充分享受了2017-2018年两年下游DRAM行业高速增长的红利,现在摆在公司面前的是下游景气度下滑、产品价格下降将带来公司内存接口芯片需求的下降。

是争取做到成本领先,还是寻找新的增长点呢?目前来看,津逮服务器占收入比仍然只有05%左右,人工智能芯片研发项目才刚刚起步。看来,摆脱产品结构单一,寻找新的增长点,澜起 科技 还有很长一段路要走。

话说,如果每台电脑都像苹果公司新推出的Mac Pro那样配12个DDR4 DIMM插槽。对,没错,就是那个被调侃的刨丝器!1配12!下游DRAM市场需求妥妥的暴增,将会带动澜起 科技 的业绩爆发,但前提是"刨丝器"热销。"刨丝器"能引起抢购潮吗?科创猫君觉得,理想很远大,现实有点骨感23333。

目前在全球范围内从事研发并量产服务器内存接口芯片的主要包括3家公司,分别为澜起 科技 、IDT和Rambus。IDT是一家为通信、计算机和消费类行业提供组合信号半导体解决方案的公司,曾是美国上市公司,2019年1季度被瑞萨电子收购。Rambus是一家在美国上市的技术解决方案研发公司,同时提供安全研发、高级LED照明设备和显示器以及拟真移动媒体领域的产品与服务。总体上看,澜起 科技 和IDT在内存接口芯片市场占有率较为接近,Rambus占比则相对较小。

国内公司中暂无与澜起 科技 在业务模式、产品种类上均完全可比的竞争对手。考虑到科创板的特点及Rambus内存接口芯片业务占比较低等因素,选取A股IC设计公司全志 科技 、东软载波、纳思达、汇顶 科技 、欧比特、圣邦股份、中颖电子、和紫光国微作为可比公司对其进行估值。目前,可比A股上市公司股价对应2019年PE平均为4035倍。

预计澜起 科技 2019-2021年营业收入为2081、2472、2934亿元,净利润875、1015、1174亿元。

采用相对估值法,以国内行业平均PE(2019E)4035计,澜起 科技 市值353亿元,除以总股本113亿股,得到澜起 科技 的合理估值为3124元/股。

若剔除国内行业企业PE(2019E)最高值紫光国微PE(2019E)656、圣邦股份PE(2019E)656、最低值纳思达PE(2019E)193、则行业平均PE(2019E)3446。以行业平均PE(2019E)3446计,澜起 科技 市值301亿元,除以总股本113亿股,得到澜起 科技 的合理估值为2664元/股。

据以上,预计澜起 科技 的询价区间为2664-3124元/股。


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