计算机行业市场前景及投资研究报告：新型智算中心改造，全球电力消耗增长，液冷快速提升.pptxVIP

证券研究报告|2024年7月4日新型智算中心改造系列报告二：拉动全球电力消耗增长，液冷渗透率快速提升行业研究·行业专题计算机·人工智能投资评级：优于大市（维持评级）

摘要?能源测：智算中心电力消耗测算。1）单POD功率：以目前最常用的英伟达DGXH100计算集群（POD）为例，单POD（127节点）功率合计为1411.176kw，其中计算部分占比最高（为89.83%,即DGXH100服务器)，其次为计算用交换机（为5.72%）；2）单位算力能耗模型：以英伟达DGXH100服务器为例，假设利用率为80%，PUE为1.25，可知单台服务器对应智算中心功率消耗为11，112w，对应年度用电量为97,338KWh；TF32下单位petaFLOPS算力对应智算中心年度用电量为12，167Kwh，FP16下单位petaFLOPS算力对应智算中心年度用电量为6，084Kwh；3）对全球电力影响：根据GIV发布的《智能世界2030》预测，预计2030年全球AI算力将超过105ZFLOPS（FP16），对应每年638.82太瓦时用电量，以22年为基年，额外带来2.4%的全球用电增量。?供电侧：多种配电方案并存。目前主流的供电方案包括交流UPS架构、高压直流架构、机架式直流架构，智能算力（单一服务器加装8张GPU算力卡）带来高功率需求，对供电侧零部件提出更高要求。?冷却侧：液冷将替代传统风冷方案。1）国内液冷渗透率将进入加速期：AI算力芯片功率持续提升，设备功率密度接近风冷极限，同时叠加智算中心PUE考核趋紧，24年国内液冷渗透率将进入加速期；2）液冷市场规模快速增长：据研究院披露数据，预计24年中国液冷服务器市场规模将达到201亿人民币，预计27年将增长至682亿人民币，对应24-27年CAGR为50.3%，市场规模快速增长。?投资建议：随着中国智能人工智能算力的快速发展，将拉动全社会用电量的增长；根据我们测算，FP16精度下智算中心单PetaFLOPS算力对应1年耗电量为6,084Kwh（以英伟达DGXH100服务器为例），若替换成国产算力芯片，单PetaFLOPS耗电量仍将提升（受制于芯片制程）；同时，智能算力（单一服务器加装8张GPU算力卡）带来高功率需求，对配电侧提出更高要求，建议关注虚拟电厂和配网侧方向，重点关注朗新集团、国网信通。?风险提示：宏观经济波动、互联网及运营商资本开支不及预期、美国继续收缩对华算力芯片出口政策、国产算力卡研发进展不及预期险等。

目录能源侧：智算中心电力消耗测算01供电侧：多种配电方案并存冷却侧：液冷将替代传统风冷方案案例研究：新型绿色智算中心分析投资建议及风险提智算中心：服务器机柜内外组成结构?服务器机柜内：主要包括GPU、CPU、内存（RAM）、硬盘（HardDrive）、网络交换机（NetworkSwitch）、配电单元（PDU）等；?服务器机柜外：主要包括供电系统（功率转化器、功率分配器等）、冷却系统（制冷机、冷却塔、气/水分配系统）、安全及监控系统、网络系统（连接件）等。图1：服务器机柜内主要包括CPU、GPU、存储、硬盘、交换机、电源分配单元图2：服务器机柜外部包括供电系统、冷却系统、安全及监控系统、网络系统资料：Konstantin等著-《ComputeatScale-Abroadinvestigationintothedatacenterindustry》资料：Konstantin等著-《ComputeatScale-Abroadinvestigationintothedatacenterindustry》-ArXiV（2023）-P5，国信证券经济研究所整理-ArXiV（2023）-P6，国信证券经济研究所整理

智算中心：单一POD（集群）拆解-外部?单一POD（集群）组成：由服务器（例如英伟达DGX系统）、InfiniBand和网络、管理节点（ManagementNode/ManagementRacks）、存储（Storage）、电缆桥架（CableTray）、冷通道（ColdAisleContainment）、跨桥通道（AisleCrossingBridge）组成；图3：单一Pod（集群）结构图4：英伟达典型单一SU组成资料：《NVIDIADGXSuperPODDataCenterDesign》，国信证券经济研究所整理资料：《NVIDIADGXSuperPODDataCenterDesign》，国信证券经济研究所整理

智算中心：单一POD（集群）拆解-内部?单个SU架构：由8个服务器机柜组成，每个服务器机构中放置4台DGXH100服务器（包含