華為鯤鵬專題報告:鯤鵬之意,鴻鵠之志

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1 鯤鵬之意,鴻鵠之志

1.1 作為底座的鯤鵬芯片重要性凸顯

鯤鵬計算產業,根據華為官方的表述,是基於鯤鵬處理器構建的全棧 IT 基礎設施、行業 應用及服務,包括 PC、服務器、存儲、操作系統、中間件、虛擬化、數據庫、雲服務、行 業應用以及諮詢管理服務等。

在鯤鵬產業當中,作為底座的鯤鵬芯片的重要性凸顯。正是因為有了芯片,所以才使得 各類鯤鵬計算產品以及上層軟件和應用的推廣成為可能。在鯤鵬的芯片底座中,包括了通用 處理器芯片、AI 芯片、存儲控制器、網絡互聯智能網卡、智能管理芯片等,其中最為重要的 就是通用服務器的鯤鵬芯片和 AI 昇騰芯片。根據 DRAMeXchange 數據顯示,之前的服務器 技術一直被美國壟斷,全球 97%的服務器處理器為 X86 架構,英特爾在該領域內有領先優 勢,從 2019 年華為發佈鯤鵬 920 芯片開始,由於其性能已經達到業內領先水平,所以也標 志著國內廠商在服務器 CPU 領域開始在全球市場中嶄露頭角。根據華為官方公佈的規劃, 在 2020 年還將推出鯤鵬 PC 級處理器、昇騰 AI 處理器 610,未來鯤鵬系列芯片產品陣列會 越來越豐富。

鯤鵬已經在華為消化吸收 Armv8 架構的基礎上性能有了很大提升。目前華為已經取得 了 Armv8 架構的永久授權,並在此基礎上完全自主研發了處理器核、微架構和芯片。鯤鵬處 理器從指令集和微架構兩方面進行了兼容性設計,確保新的產品既能夠向後兼容已有產品又 能適應未來的應用和技術發展。從目前華為發佈芯片性能來說(工藝、線程、主頻、功耗) , 我們可以看出鯤鵬系列芯片性能已經達到第一梯隊的行列。

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1.2 借力 ARM,劍指計算產業萬億空間

華為鯤鵬逐步突破 ARM 體系應用邊界,主攻服務器市場。之前由於 ARM 高密度低功 耗的特點,且一般只能適合輕量級的工作負載,所以使得 ARM 在 PC 和服務器等場景下顯 得力不從心。隨著 ARM 公司針對全新基礎架構和各種應用場景而公佈 Neoverse 處理器 IP 路線圖,ARM 產品的應用邊界就被逐漸打開,其中大規模數據中心就是其中重要的一塊。 對於鯤鵬來說,鯤鵬 920 和鯤鵬 920s 目前主要的應用場景就是服務器和雲計算市場,在高 性能測試方面,鯤鵬 920 處理器的整體測試性能超過 930 分,同時還推出了基於鯤鵬芯片的 泰山服務器,其鯤鵬芯片處於基於 ARM 服務器 CPU 高性能的第一梯隊。

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借力 ARM,鯤鵬三步走劍指萬億空間。目前 ARM 在移動端有著不可比擬的優勢,根據 ARM 公司財報表述,目前 ARM 約佔 90%左右的移動和 IOT 市場,發貨量是 1500 億。ARM 在移動端生態較為完善,且在併發性能、功耗、集成度等方面都保持著領先優勢,後續這一 優勢有望從移動端逐步延續到服務器端和 PC 端。同時對於鯤鵬來說,鯤鵬產業有望通過三 步走戰略(從樹立標杆客戶到拓展部分行業再到實現全行業全場景覆蓋),掘金萬億全球計 算產業(根據 IDC 預測,到 2023 年,全球計算產業投資空間 1.14 萬億美元。中國計算產業 投資空間 1043 億美元,接近全球的 10%)。

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2 使能開發者和產業鏈夥伴,鯤鵬生態即將啟航。

2.1 鯤鵬,是華為的鯤鵬

計算產業作為一個充分開放的產業,構建整個產業生態,不僅需要完全自主研發的通用 計算處理器鯤鵬,更需要加速形成產業應用以完善生態的自我強化循環,通過產業鏈上成千 上萬的上下游企業、上千萬的開發者以及各行業用戶的共同努力才能形成。當前我國近千萬 高校畢業生的“工程師紅利”和國內眾多軟硬件服務提供商,已經充分具備發展鯤鵬計算產 業的基本要素,

但仍然存在生態碎片化、條塊化的問題,各個領域都需要由華為這樣的產業 領先者來聚合產業資源,引領產業方向。

定位清晰,華為使能鯤鵬產業鏈。華為作為研發投入最高,連續投入多年的行業巨頭, 在安全自主可控的背景下,通過企業實力提供鯤鵬計算產業的核心硬件基礎設施和通用軟件 基礎設施,從而整合計算產業的上下游,實現整個產業的發展和繁榮。在整個產業中,華為聚焦於計算架構創新、處理器的研發和華為雲服務,利用硬件能力和基礎軟件能力為合作夥 伴和開發者發展自己的產品,自身不做應用,但是免費支持主流應用和軟件的適配,控制自 身在產業邊界中的定位。

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2.2 全棧鯤鵬生態起步,“基礎軟件”開發者先行

開發者是鯤鵬計算產業發展壯大最重要的力量,其中構建完善的開發者體系,將是鯤鵬 計算產業發展的關鍵。華為一方面開放軟件基礎工具鏈,賦能和服務開發者, 一方面通過 高校、科研院所、培訓機構合作培養產業人才,並通過職業認證體系打開開發者的職業上升 通道。

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軟件工具鏈是保證應用軟件開發效率的必要保證。這一開發工具使得開發者聚焦應用開 發,快速響應業務需求的保障。華為通過開發者社區,開放代碼移植工具、性能分析調優工 具、編譯器、 JDK 和加速庫等產品,幫助開發者掌握軟件遷移、編譯構建和系統優化的能力, 解決移植以來手動掃描、性能分析調優手段單一定位困難、編譯開發效率低下等問題。

針對傳統 x86 平臺的軟件遷移問題,鯤鵬同樣推出了自動化遷移的解決方案,幫助傳統 軟件過渡到鯤鵬平臺,儘可能幫助客戶解決在遷移過程中遇到的技術、功能和性能調優問題。

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CloudIDE 助力開發者部署鯤鵬雲原生應用。CloudIDE 是 DevCloud(華為軟件開發雲 平臺)的雲端開發環境服務,向開發者提供按需配置、快速獲取的工作空間(包含編輯器和 運行環境),支持完成環境配置、代碼閱讀、編寫代碼、構建、運行、調試、預覽等操作, 並支持對接多種代碼倉庫。針對開發者受限於本地開發環境,無法進行線上代碼引用、服務 調試的移動開發能力問題,華為推出了 CloudIDE 產品,並增加了對鯤鵬原生環境的支持, 以 Web 方式幫助開發者獲取開發環境,克服協同開發難關。

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建立開源社區構建開源操作系統。操作系統是所有軟件的基礎,統一的技術路線和演進 節奏,有助於避免生態分裂,形成合力,做大鯤鵬計算產業。華為建立了 openEuler.org 的 開源生態社區,構建跨平臺、統一和開源的操作系統,並貢獻經過調優的鯤鵬處理器驅動代 碼,縮短廠商構建基於 openEuler 發行版操作系統的開發週期。本次 HDC openEuler 20.03 LTS 的正式發佈,該版本已具備了成熟的規模商用能力,當前已有 4 家合作伙伴基於該版本 發行商業版並在 HDC 上正式發佈,這類操作系統內核統一,生態共享,將為共同提供規模 商業標準的交付支持能力。

在華為企業內部使用的 EulerOS,也和 openEuler 同源,該操作系統同樣保障華為自身 10w+設備的穩定運行。

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鯤鵬社區提供一站式資源、服務平臺。鯤鵬社區是鯤鵬開發者技術支持和生態使能的一 站式資源、服務平臺,在一站式的服務過程中,社區提供一系列開發工具,幫助開發者繼續 成長。

認證體系幫助擴大鯤鵬開發者數量。認證體系是華為雲推出的針對不同用戶和產品類別 打造的層次化的培訓認證,認證涵蓋華為雲和鯤鵬的主流產品,可通過一站式的方式線上/ 線下完成學習,通過認證後,將得到華為雲頒發的官方證書。

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2.3 凝心聚力,使能生態鏈夥伴

除了建立開發者生態之外,華為還針對具體產業鏈環節遇到的一些挑戰推出了具體的應 對措施。在硬件領域,針對整機廠商硬件設計能力不足和配套部件兼容性問題,華為開放了 服務器主板和 PC 主板並優先支持廣大整機廠商發展自有品牌服務器和 PC;在基礎軟件領 域,針對 OS 與 CPU 的適配工作量大和基礎軟件廠商對鯤鵬計算平臺適配基礎軟件廠處於 起步階段,華為通過開源 OS 源代碼、開放鯤鵬驅動代碼、開放編譯器等基礎工具,統一技 術路線和演進節奏,形成合力;在軟件領域,針對應用的適配和遷移,華為通過產業聯盟、 開源社區、行業標準組織等一起完善產業鏈打通全棧。

我們認為,華為針對硬件、基礎軟件、應用軟件等領域的短板採取對應的措施,將會使 能產業鏈合作伙伴,助力鯤鵬計算產業進一步發展壯大。

3 華為鯤鵬帶來的全產業鏈機會

鯤鵬計算產業定位在新應用、新技術和新計算架構,從底層的鯤鵬處理器到基於鯤鵬的 服務器和 PC 到存儲、虛擬化、中間件再到數據庫、雲服務、行業應用等上層應用,都將會 受益鯤鵬計算產業鏈的興起。

細分來看,根據鯤鵬產業發展白皮書:服務器領域 2023 年全球市場空間 1121 億美元, 其中國內空間 340 億美元;企業存儲 2023 年全球市場空間 311 億美元,其中國內 60 億美 元;基礎架構軟件 2023 年全球市場空間為 1525 億美元;數據庫 2023 年全球市場空間 567 億美元,其中國內市場規模近 40 億美元;中間件 2023 年全球市場空間 434 億美元,其中 國內市場規模近 14 億美元;大數據平臺 2023 年全球市場空間 410 億美元,其中國內市場 規模近 30 億美元;企業應用軟件 2023 年全球市場空間 4020 億美元,其中國內市場規模近 156 億美元;公有云 2023 年全球市場空間 1410 億美元,其中 IaaS 全球市場規模為 296 億 美元。

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3.1 服務器整機:鯤鵬雲生態最先落地場景

在華為鯤鵬雲生態中,我們認為服務器整機是最先落地的場景。服務器作為企業端必備 硬件設備,是承載鯤鵬雲生態中軟件和應用的基礎,也是最先落地和受益的場景。根據中科 曙光的招股說明書,當前 Intel主流服務器以單路/雙路服務器為主,分別搭載 1顆/2顆 CPU, 單路服務器 CPU 成本佔總成本的 13%-18%之間,雙路服務器成本在 26%-36%之間。整體 上看,服務器與芯片的配比為 1:1.7,我們假設 Intel 的 CPU 佔服務器平均成本佔總成本的 30%左右。

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華為泰山服務器搭載鯤鵬芯片後,有望明顯提升毛利率。根據上述的分析,一般在用 Intel 芯片的服務器中,Intel 芯片的成本佔服務器成本的 30%。假設服務器成本中除了 CPU 之外 的其他成本不變,服務器售價 X 元,我們認為鯤鵬芯片相對於 Intel 的 CPU 芯片擁有性價比 優勢,因此在鯤鵬 CPU 相對 Intel CPU 的性價比上做了不同比例的測算。通過彈性測算,我 們認為如果鯤鵬 CPU 的價格相對於 Intel 的價格比例在 50%-70%之間,那麼在其他條件不 變的情況下,使用鯤鵬 CPU 芯片的服務器毛利率有望提升 8 到 13.4 個百分點,因此利潤空 間的提升將有助於提高整機合作廠商的推廣意願,間接的也會進一步擴大鯤鵬的覆蓋範圍。

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華為推動鯤鵬硬件開放,聚焦做好處理器、板卡和主板等,使能合作伙伴優先發展自有 品牌的計算產品整機。目前全球已經有 11 家整機廠商基於鯤鵬主板推出自有品牌的服務器 及 PC 產品,包括神州數碼、華東軟件、廣電運通、拓維信息等。

以東華軟件為例,公司和華為基於鯤鵬服務器進行合作,未來將推出鵬霄整體解決方案, 利用東華軟件自身在多個行業積累的渠道資源助力鵬霄服務器的推廣,以期實現覆蓋全行業 的解決方案。未來三年鵬霄服務器有望實現 10-30 萬臺服務器銷售,實現營收超 100 億,實 現利潤超 20 億。同時,在全國的生產和銷售方面,東華軟件以寧波為生產基地,利用自身 在醫療、能源、金融、智慧城市等多個領域的客戶資源將鵬霄服務器推向全國。

3.2 操作系統:鯤鵬雲生態建設最關鍵環節

操作系統是整個 IT 生態最基礎的軟件,在 IT 生態中,操作系統向下銜接底層硬件資源, 向上為各類應用軟件及服務提供支持,實現整個軟件運行的管理與資源調配,是生態建設中 最關鍵,也是壁壘最高的一環。

操作系統的成功本質上是生態問題,建立一個操作系統自有的軟硬件生態難度是非常巨 大的。操作系統的成功是需要長時間的技術積累和發展的過程,這是一個客觀規律,例如蘋 果公司的 IOS 是建立在喬布斯 1990 年創業公司產品 NextStep 之上的,從技術積累到推出 第一代的 IOS 經歷了 18 年的技術積累和人才積累,同時還獲得了蘋果公司巨大且優秀資源的支撐,可想而知國產操作系統還需要經歷一個不短的時間的沉澱才有可能成功。時至今日, 應用生態不是一家公司能夠獨立完成的,需要上下游眾多企業的通力配合。

2019 年 12 月 31 日,華為 open Euler 社區正式上線。在 2020 年華為開發者大會中, open Euler 20.03 LTS 版本正式上線,麒麟軟件、普華基礎軟件、統信軟件、中科院軟件所 宣佈發佈基於 open Euler 的商用版本操作系統。

在桌面端操作系統中,誠邁科技旗下的 Deepin 開源社區與 UOS 統一操作系統具備優 勢。Deepin 是國際排名前十的 linux 操作系統,全球下載量超過 8000 萬次,用戶遍佈全球 33 個國家,是國產最優秀的 linux 開源操作系統之一(亦有商用版)。UOS 是基於 Deepin 的商用發行版,主要開發工作由 Deepin團隊完成,UOS與 Deepin的關係類似Redhat RHEL (商用發行版)和 Fedora(社區發行版)。

3.3 企業級服務:鯤鵬雲生態最大細分市場

根據鯤鵬產業計算白皮書,目前企業級服務的市場是鯤鵬生態中最大的,2023 年企業 應用軟件全球市場空間有望達到 4020 億美元,其中國內市場規模近 156 億美元。我們認為 在企業級服務中,ERP 市場是價值量最大且最具國產替代意義的。

在 ERP 領域,華為鯤鵬生態主要的合作伙伴有用友網絡和金蝶國際,這兩家合作伙伴 也是國內最大的ERP提供商。以用友網絡為例,目前用友面向中大型企業的雲產品NC Cloud 已經可以無縫遷移到華為鯤鵬雲,總體來說主要分為三步:首先通過 Java、C++、開源組件 等工具進行應用的遷移;其次通過自有的 WenJian、OpenJDK、Nginx 等工具實現中間件的 遷移;最後通過 CBO 優化器、語法適配等方法完成數據庫的遷移。目前,用友的 NCC 產品 遷移到鯤鵬雲之後,已經針對 5 萬員工規模企業進行了 3000 併發操作壓測,各項性能全面 達標。

用友的 NCC 產品和鯤鵬雲的合作將實現全棧安全可靠的雲 ERP 解決方案,從底層的鯤 鵬芯片到鯤鵬服務器到鯤鵬雲平臺再到用友的 EPR 雲應用,整體的解決方案能夠滿足大中 型客戶對於安全可靠的國產化需求。同時,華為和用友的聯合將發揮強大的協同效應,用友 可以將華為鯤鵬雲生態帶到自身的客戶中去,同時鯤鵬雲生態也可以帶動用友 NCC 產品的 銷售,從 2019 年用友 NCC 雲產品的落地情況來看是很好的,後續兩者產生的蝶變效應依舊 值得重點關注。

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3.4 投資建議

在鯤鵬計算產業發展的過程中,眾多的合作伙伴在幫助鯤鵬豐富生態的同時也將成為主 要的受益標的。隨著華為在鯤鵬的投入不斷增加以及圍繞鯤鵬的開發者生態逐步形成,我們 認為鯤鵬產業鏈的各個環節也將快速發展起來,同時通過生態合作伙伴,鯤鵬生態產品在互 聯網、電信、政府、製造業、交通、金融、醫療等行業的滲透率將進一步提升。

在鯤鵬產業鏈上我們建議投資者重點關注:在整機領域和鯤鵬合作有望最先落地的神州 數碼、拓維信息、東華軟件、廣電運通;在操作系統領域和鯤鵬合作最關鍵環節的誠邁科技、 中國軟件、太極股份合作;在 ERP 領域和鯤鵬合作的用友網絡、金蝶國際;同時也建議關 注:在異構計算和鯤鵬合作的景嘉微;在存儲領域和鯤鵬合作的易華錄、紫晶存儲;在數據 庫領域和鯤鵬合作的中國軟件、太極股份;在中間件領域和鯤鵬合作的東方通、普元信息、 寶蘭德;在 BIOS 領域和鯤鵬合作的卓易信息;在辦公軟件領域和鯤鵬合作的金山辦公、萬 興科技;在金融核心系統領域和鯤鵬合作的神州信息、長亮科技、宇信科技;在 GIS 定位領 域和鯤鵬合作的超圖軟件;在軟件服務領域和鯤鵬合作的中國軟件國際。

……

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