為了收集這些數據,我們得到了富國銀行股票研究部Aaron Rakers的幫助。他一直在重視關注半導體行業,而且和我們一樣喜歡通過全面而複雜的電子表格、圖表和統計推斷行業走勢。
更重要的是,Mercury Research在其x86伺服器CPU出貨量以及相應收入流的數據當中,提供了一項重要的統計數據:無論AMD如何增長,全球數據中心x86 CPU的四分之三份額仍被英特爾牢牢掌握在手中。
同樣有趣的是,AMD在伺服器CPU收入流方面的表現則超過了其份額占比。我們認為這是因為「Milan」和「Genoa」這一代Epyc處理器其實屬於超越同期至強產品的「重型」處理器——它們擁有更高的算力容量、性價比更高,而且儘管超大規模基礎設施運營商和雲服務商在採購計算引擎時能夠獲得大幅折扣,但AMD家族的產品平均售價仍然更高。因此隨著企業越來越多採用AMD伺服器CPU,由於他們無法獲得超大規模基礎設施運營商和雲服務商那樣的可觀折扣,AMD及其OEM合作夥伴的收入和利潤也在隨之同步增長。
下面來看Mercury Research為AMD和英特爾x86伺服器CPU出貨量整理出的細分圖表:
第三季度,英特爾共出貨409萬塊x86伺服器CPU,同比增長15.3%,環比增長9.8%(英特爾2023年第三季度出貨的晶片總數為355萬塊)。從上圖中可以看到,英特爾和AMD市場份額呈現出一種曼德布洛特分形結構,疊加在2001年第一季度至2024年第三季度x86伺服器CPU出貨量的總統計條狀圖上,就明顯可以看到英特爾在2023年第三季度和2024年第一季度兩次走低,當時的CPU銷售量只有346萬塊。但很明顯,「Granite Rapids」和「Sierra Forest」至強6處理器比其前代「Sapphire Rapids」更受歡迎——至少從早期數據來看是這樣。相信隨著2024年第四季度和2025年第一季度數據的出爐,我們能夠更清晰地觀察到其中的趨勢。
就出貨量而言,AMD公司今年第三季度的增長速度實際上低於英特爾方面,但仍然保持著良好的發展勢頭。根據Mercury Research公布的數據,AMD在2024年第三季度售出了139萬塊Epyc處理器,較2023年第三季度的122萬塊CPU同比增長達14.4%,較2024年第二季度環比增長7.1%。該期間x86伺服器CPU總銷量增長了15.1%,達到548萬塊,環比增幅更是達到9.1%。
而說到淨利潤方面,英特爾的表現似乎就要差一口氣了。結合之前對英特爾和AMD的2024年第三季度財務分析,我們一起來看兩大x86伺服器CPU巨頭的收入對比圖:
今年第三季度,稱至強伺服器CPU的收入似乎下降了1.4%,來到35.1億美元,但環比增長了6.9%,與x86伺服器CPU整體的環比收入增長速度保持一致。AMD的情況則要好得多,因為其上一年的市場份額較低,因此Epyc CPU收入同比增長20.7%至18億美元,但環比增長也只有6.9%。根據富國銀行匯總的數據,x86伺服器CPU整體收入增長了5.1%,來到53.1億美元。
在明確了AMD和英特爾在x86伺服器CPU市場上的相對地位之外,接下來想探索的自然就是使用這些伺服器晶片的整體設備收入如何。(這裡的數據明顯有點滯後,因為第三季度銷售的CPU並不一定會直接被安裝在第三季度售出的伺服器上。)但值得慶幸的是,富國銀行可以訪問到截至2024年第二季度由Gartner公布的伺服器出貨量及收入數據。目前2024年第三季度的數據尚未公布,因為大多數伺服器OEM和ODM廠商還未整理出截至9月的當季財務報告。
但我們已經迫不及待,所以這裡就姑且根據歷史趨勢和設備平均售價的上漲,在下圖當中估算了2024年第三季度的出貨量和收入情況。因為越來越多的AI伺服器通過ODM和OEM渠道售出,有時也由晶片製造商自主售出(特別是英偉達旗下的DGX系列),因此結果應該會具備一定參考價值。
如果我們假設2024年第二季度伺服器的平均銷售價格保持不變,則可計算出2024年第二季度伺服器的總消費額為387億美元,而Gartner提到實際售出的設備數量為272萬台。(我們不確定Gartner的第二季度收入數據為何沒有出現在富國銀行提供的數據集中,但我們填補了這一空缺。)而如果假設平均售價保持不變,再將整體伺服器出貨量設定為Mercury Research公布的x86伺服器出貨量,那麼2024年第三季度約交付300萬台伺服器,推動全球總銷售額來到422億美元。
也就是說,x86伺服器出貨量同比增長了13.9%,x86伺服器收入同比增長39.4%。而且這張圖表顯然沒有納入全球各超大規模基礎設施運營商、雲服務商以及高性能計算(HPC)中心正持續部署的Arm架構伺服器,再加上數量占比雖然不高、但受眾卻相當穩定的高成本IBM Power以及Z大型機系統。
上圖所示,為Gartner自2022年第一季度到2024年第三季度公布的數據,包括我們為填補空缺而添加的估計數字。
下面聊聊這些數據中一個有趣的點。我們可以從中看到CPU在一段時間之內在伺服器總體成本中所占的平均比重有多少。只需簡單計算,就會發現2022年時CPU約占系統總成本的10.5%,而到2004年和2005年AMD在市場上憑藉超越英特爾的計算核心和更好設計而占據強勢地位時,這一比例上升到了伺服器整體價格的15%以上。隨著超大規模基礎設施運營商和雲服務商的逐漸崛起,相應工作負載比例也在持續提升,高配置伺服器CPU的大量銷售進一步將其價格占比在伺服器總成本中推高到20%出頭。而當AMD Opteron隨著經濟大衰退而幾乎從市場上消失後,由於缺乏競爭並且需要在機箱當中完稿更多計算資源,CPU的價格已經大大超過系統總成本的30%。
有些朋友之前可能好奇超大規模基礎設施運營商和雲服務為什麼要自主構建Arm伺服器CPU,而這就是答案。在缺乏有效競爭的情況下,英特爾為其CPU開出了極高的價格,而2010年代的財務狀況也證明了其天下無敵的強勢地位。
到2010年代末和2020年代初,AMD開始重返市場,Arm伺服器晶片也證明了自己的可行性。這時候客戶已經不太願意繼續為英特爾CPU支付高價,因為對於相當一部分伺服器來說,他們本來就需要將更多資金投入到GPU加速器和高級網路上以支撐起AI集群。因此,x86 CPU在x86伺服器總成本中的比例在2022年初暴跌至20%以下,並在2024年再度下降至12%左右。
Gartner公布的數據還反映出其他一些情況。在生成式AI熱潮之後,這波伺服器出貨量衰退要比2008年和2009年經濟危機之後的伺服器出貨量衰退嚴重得多。在經濟危機期間,出貨量總計下降了四個季度,收入下降則延續了五個季度,其中有四個季度降幅達兩位數。(收入下降比出貨量下降早發生了一個季度。)如果按出貨量水平保持在2008年末和2009年初的220萬台不變計算,那麼在未發生經濟危機情況下應當售出的伺服器約在165萬台。也就是說,經濟危機導致市場上的x86伺服器銷量損失了約50億美元。這波震盪在上圖中體現得非常明顯。
而超大規模基礎設施運營商和雲服務商都是體量龐大且反覆無常的伺服器買家,因此他們往往希望能搶在CPU供求波動之前趨利避害。因此在過去十年當中,我們已經多次看到x86伺服器出貨量衰退——即至少連續兩個季度發生下滑。具體來講,從2016年第三季度到2017年第一季度,伺服器出貨量曾連續三個季度下滑;從2019年第一季度到2019年第三季度,再次出現連續下滑。接下來是2020年第三季度到2021年第二季度,伺服器出現了連續四個季度的衰退。再就是從2022年第四季度到2023年第四季度,伺服器出貨量遭遇連續五個季度縮水,而這一次與生成式AI熱潮完全吻合。
在之前的伺服器出貨量衰退當中,通常會出現為期一個季度的收入下降——但也僅僅持續一個季度,未達到連續兩個季度的衰退標準。儘管如此,期間收入仍會走弱。但在生成式AI熱潮中情況則完全不同,隨著AI伺服器當中GPU、內存、閃存和網路等要素的快速增長,設備平均售價也在隨之攀升。
總而言之,如果我們假設每個季度平均應售出320萬台伺服器才能保持「新陳代謝」,再加上連續兩個季度低於過往水平的出貨量衰退,基本可以認定市場總計少購買了450萬到600萬台的常規伺服器,用以支撐AI伺服器的建設投入。這可能對應著45億到60億美元的常規伺服器收入缺口,已經遠遠超過了此前經濟危機期間的水平,而且很可能造成了更大的收入損失。
不過好消息是,x86伺服器的潛在出貨量衰退似乎已經在2024年第二季度結束,這應該有助於殷切盼望市場回暖的英特爾和AMD重拾強勁的盈利能力。AMD已經拿下了可觀的市場份額,而英特爾儘管因代工部門失利而導致產品缺乏競爭力,但也仍然維持著市場上的霸主地位。
我們期待看到2024年第四季度會發生什麼,以及英特爾能否扭轉上圖中反映出的一系列艱難形勢。而且我們仍然堅定認為,在x86伺服器CPU領域,英特爾和AMD長期來看保持六四開或者五五開份額占比穩態的可能性很高。
最後一點就是,伺服器衰退雖然已經結束,但伺服器出貨量何時能夠回歸生成式AI熱潮開始之前的水平,仍然有待觀察。由於大量計算核心被塞進同一台設備,而各核心之間又爆發出激烈的價格競爭,也許全面復甦還需要很長的時間。當然,這對客戶來說絕對是件好事。