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本周五,阿里的财(cai)报引爆了科技股行情。
“季报资本开支环(huan)比大增80%,未来三年在云和AI基础设施投入将超越过去(qu)十年总和”,瞬间打开了外资格局,纷纷加大力度看涨。
迄今(jin),恒生科技指数本月涨幅达到24.04%,年内更是以31.14%的绝对(dui)收益问鼎全球资本市场。
然而,人们一(yi)度也曾误解DeepSeek会削减算力需求。结果呢?
各行各业(ye)、甚至政府机构都在接入DeepSeek,推理端的算力需求最终将随着百花齐放的AI应用(yong)而井(jing)喷,作为新的算力支柱。
不言(yan)而喻,目前的先进(jin)算力基础设施,是远(yuan)远(yuan)不够的。
01算力电力都不够用(yong)
近(jin)两年,人工智能发展对(dui)于电力的需求高涨,消(xiao)耗与日俱增,科技巨(ju)头在吞噬(shi)算力的同时,加大资本开支用(yong)于数据中心的升级建设,激活了活跃(yue)在AI算力基建里的能源公司,以及设备(bei)提(ti)供商。
其中核心受益标的,专(zhuan)为数据中心打造(zao)电源、散热基础设施,相关业(ye)务占比75%的Vertiv收获了不断涌入的订单(dan)。
2024年四季度,公司每股收益同比大幅增长了77%,调整后的利润率同比上升了3.8%;公司未交付的订单(dan)量同比增加了30%,其中美(mei)国地区的订单(dan)量提(ti)高50%以上。
Vertiv的股价从(cong)两年前的低(di)点11.93美(mei)元/股,最高飙升到了155.84美(mei)元/股,累计了超过7倍的涨幅,目前市值大约411亿美(mei)元。
一(yi)方面,由于未来新增AIDC的投入使用(yong),数据中心用(yong)电规模将不断提(ti)升。
根(gen)据Semi Analysis, AIDC 的建设运营将推动(dong)全球数据中心用(yong)电由 2023 年的 430TWh(占全球用(yong)电量的 1.4%)提(ti)升至 2030 年的 1510TWh(占全球用(yong)电量的 4.5%)。
另一(yi)方面,AI芯片性能持续迭代,计算需求带来功耗增加,也在将数据中心变成氪电怪兽(shou)。去(qu)年英(ying)伟达拿出(chu)了GB200,单(dan)芯片功耗接近(jin)H100的4倍。新一(yi)代GB200 NVL72液冷机柜功率密度达到了120kW,跟传统每台8卡AI服务器相比,增长了接近(jin)3倍,这还只是AI产业(ye)发展早期。
机柜的物理空间相对(dui)有(you)限,随着GPU部署数量增加,未来机柜功率密度将会快速提(ti)升。Vertiv做出(chu)预估,当英(ying)伟达芯片架构再迭代个两到三代,AI GPU峰值机架密度功耗最高或超过1000kW,进(jin)入MW时代。
因(yin)此,这样的功耗需求往往需要能够承接更高功率密度,以及更高转换效率的电源设备(bei)。这一(yi)逻辑促成了去(qu)年某些A股公司的大幅上涨。
去(qu)年10月17日,麦格米特(te)公告宣布与英(ying)伟达达成合作,参与其Blackwell GB200系统的创新设计与合作建设。
麦格米特(te)在去(qu)年10月15-17日召开的OCP全球峰会上推出(chu)了适用(yong)于NVDIA MGX平台的最新电源系统,模块化的解决方案在1U服务器电源架中提(ti)供总计33kW功率,效率高达97.5%。
由于合作项目将对(dui)未来业(ye)绩产生积极(ji)影响,而且是唯一(yi)一(yi)家(jia)直接进(jin)入英(ying)伟达供应链(lian)的大陆电源合作商,麦格米特(te)的股价自此一(yi)发不可收拾(shi),18日至23日连续四天涨停,自9月24日以来市值翻逾一(yi)倍。
另一(yi)家(jia)上市公司—欧陆通,其服务器电源产品也可支持英(ying)伟达系列GPU服务器,并与浪潮(chao)信息、富士康、华勤、联想(xiang)、中兴、新华三等国内服务器系统厂商建立合作关系。
公司推出(chu)的符合OCP ORv3规范的机架式电源解决方案,配置了6组(zu)5.5kW服务器电源,转换效率高达 97.5%,并可拓展至2OU 66KW、3OU 66KW以及4OU 132KW 等方案。
去(qu)年公司预告全年业(ye)绩归母净利润同比增长27.22%—47.65%,数据中心电源业(ye)务收入上半年就高增了77%,接近(jin)5亿元的规模,高功率服务器电源占比42%,同比高增464.1%,市值同时大幅提(ti)升。
今(jin)年,有(you)两件轰动(dong)整个AI行业(ye)的大事儿(er)相继发生,一(yi)个是美(mei)国总统特(te)朗普(pu)带着甲骨文、软银、OpenAI三家(jia)大公司弄出(chu)了一(yi)个花费可能要高达5000亿美(mei)元的“星际之门”项目,用(yong)于AI基础设施。
另一(yi)件,则是国内DeepSeek背(bei)后的技术进(jin)步引领了行业(ye)推理成本大幅下降的趋(qu)势,现在各行各业(ye)的公司都在争先抢(qiang)后的接入DeepSeek。
硬件层面的"功耗膨胀"现象,与 DeepSeek 等大模型(xing)平台迸发的AI推理需求形成叠(die)加效应,或将改变原来电力需求曲线,未来有(you)望保持更快的增长速度。
02 DeepSeek神助攻,AI下个千亿市场
DeepSeek的发布和开源大幅缩进(jin)了模型(xing)层面差距,使AI发展重心从(cong)训练模型(xing)向应用(yong)落地倾斜,应用(yong)侧的推理算力需求相应上升。
而且推理更注重能效比,即单(dan)位能耗下的计算能力,使其更适合大规模部署和长期运行。智算中心用(yong)电规模可以达到100-200MW,十倍于传统的数据中心耗电量。
为了承接未来大规模的推理需求,AIDC的供配电系统面临着迭代需求,即追求高功率密度和高能效比。
数据中心的电力传输就像人体的血液循环(huan)系统,需要多个器官协同工作。整个过程分为市电引入→电压调整→配电分配→备(bei)用(yong)电源切换→末(mo)端供电五个阶段,每个阶段都有(you)专(zhuan)用(yong)设备(bei)投入使用(yong)。
涉(she)及到的电力设备(bei)投资包括:AC/DC服务器电源模块、柴油发电机、变压器、不间断电源(UPS)、配电柜、以及后备(bei)电池等。
驱动(dong)一(yi)台AI服务器,需要经过数次电压转换。
高压电从(cong)电网(wang)进(jin)入数据中心后,服务器电源供应器会先将交流电转为直流电,并降压到48伏特(te);接着主板上的DC/DC转换器,再将电压转换成CPU用(yong)的12伏特(te)和GPU用(yong)的0.8伏特(te)低(di)电压。
因(yin)此,数据中心电源架构主要涵盖保障电路 UPS、机架电源 AC/DC、芯片电源 DC/DC 三个层级。
UPS的作用(yong)是在当市电输入正(zheng)常时将市电稳压后供应给负载使用(yong);当市电意(yi)外中断时向负载继续供应电能,使服务器维(wei)持正(zheng)常工作并保护负载软、硬件不受电网(wang)波动(dong)而造(zao)成损坏。
根(gen)据智研咨询数据,2023年国内市占率前三的UPS厂商分别为科华数据、华为和 Vertiv,对(dui)应市占率16%/14%/12%,施耐德电气、伊顿、艾默生等国际龙头亦占据一(yi)定份额。
现在UPS已经形成了标准化的配置和维(wei)护流程,技术应用(yong)非(fei)常成熟,但缺点在于需要经过 AC/DC-DC/AC 两级变换,一(yi)定会面临能量转换损耗。
2014年需求云化+降本诉求促使HVDC(高压直流方案) 开始在互联网(wang)运营商数据中心推广,HVDC通过升压降低(di)损耗,只需AC/DC一(yi)次变换,产生热量相应减少,同时部署面积更省,减少电缆投入。并且由于分布式新能源发电也是直流,可以快速接入数据中心全直流系统。
近(jin)几年,国内互联网(wang)大厂主推HVDC-巴拿马电源,集成度和效率继续迭代。2019年阿里巴巴携手台达、中恒电气推出(chu)了巴拿马电源,该方案集成了 10kVac 中压配电、变压器、模块化直流电源和输出(chu)配电单(dan)元等环(huan)节(jie)。
由于能效比高、可扩展性高、适配新能源发电、以及交付周期快等优势,HVDC方案渗透率存在很大的提(ti)升空间。2021年,国内数据中心UPS方案渗透率达到78%,而HVDC仅有(you)12%。
但相比于竞争激烈的UPS,HVDC厂商头部效应较为明显。根(gen)据 DCMAP,龙头分别为中恒电气、台达和Vertiv,2022 年 CR3 高达 90%。
机柜外追求的是效率提(ti)升,而机柜内则追求的是功率密度提(ti)升。
PSU是服务器机柜中提(ti)供电源的组(zu)件,作用(yong)是提(ti)供稳定的电压电流,防止电源波动(dong)或意(yi)外事件损坏敏感的计算机硬件。
海外大厂更推崇分布式电池和直接供电设计的OCP供配电方案,比起传统UPS+PDU,系统供电效率更高。作为第三代开放整机柜供电方案,对(dui)PSU的输出(chu)功率要求达到3kW,输出(chu)电压为48V,效率应达到97.5%。
但与一(yi)般服务器相比,AI服务器需要更高性能的处理器,如图形处理器(GPU)、张(zhang)量处理单(dan)元(TPU)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA),其功耗可能高出(chu)两倍到十倍。
譬如,英(ying)伟达Blackwell B100和B200,在进(jin)行高功率计算时均需要超过1kW的功率支持,是传统CPU的3倍,所需的PSU功率从(cong)8卡服务器中的3.3kW提(ti)升到了5.5kW。
当前AI服务器PSU大多为遵循ORv3-HPR标准的5.5kW PSU,根(gen)据英(ying)飞凌预测,随着机架功率增加到300kW以上,第二代PSU输出(chu)功率将达到8kW至12kW,而第三代PSU输出(chu)功率将达到22kW,输出(chu)电压将从(cong)50V提(ti)至400V,以提(ti)高功率密度、降低(di)损耗。
在高功率AC/DC服务器电源领域,海外以OCP方案为主,HVDC 应用(yong)较少,目前价值量较 高的5.5kW电源主要供应商为台达、光宝(bao)、Advanced Energy 等国际知名企业(ye),竞争格局 远(yuan)好(hao)于传统的CRPS电源,国内企业(ye)麦格米特(te)、欧陆通已有(you)相关产品储备(bei)。
综合机构预测,随着高功率机柜需求提(ti)升,预计5.5kW及以上高功率PSU占比将快速攀升,AIDC服务器电源市场空间合计将达到415亿元,2028年规模有(you)望超过2000亿。
供配电系统其他(ta)组(zu)成部分,数据中心领域开关柜、变压器市场参与者数量较多,竞争格局相对(dui)分散,海外头部厂商包括伊顿、西门子、施耐德等等,主要提(ti)供模块化设备(bei)、综合解决方案。
国内厂商主要包括明阳电气、金盘科技、伊戈尔等,系列产品如中低(di)压开关柜,干式变压器已广泛应用(yong)于下游多家(jia)知名运营商,云服务商的数据中心。
03尾声(sheng)
未来AIDC的需求呈现高功率、高密度、高效率、高可靠性趋(qu)势,整个数据中心的供配电架构将迎来重大变化。同时,大功耗下散热系统也将变得尤为关键。
本周,阿里巴巴的财(cai)报揭露了AI未来资本开支超乎预计,点燃了市场对(dui)于中国科技股价值的新一(yi)轮重估。
这意(yi)味着,数据中心供应链(lian)的投资想(xiang)象空间已经突破(po)预期,在原来美(mei)国AI基建的需求基础上,天花板不止更高。当各大科技企业(ye)跟上步伐(fa),投入将会更快,业(ye)绩兑现的确定性强。