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电子行业:CXL方案优化AI存储架构,头部厂商有望加速应用
东方证券· 2026-03-17 20:24
报告行业投资评级 - 行业评级:看好(维持)[5] 报告的核心观点 - CXL方案优化AI存储架构,头部厂商有望加速应用,产业链相关企业将深度受益 [2][3][10][13] 根据相关目录分别进行总结 1. CXL方案优化存储效率,适应AI推理需求 - **解决现有架构痛点**:当前AI算力设施存储架构存在容量有限、效率受限问题,AI推理中上下文缓存、模型权重等数据存储需求不断提升,但服务器内存提升受插槽数量与单根内存条容量制约,且模型参数和激活值需在HBM、DRAM、SSD间频繁迁移,导致延迟放大、带宽浪费及吞吐率下降 [8][19] - **CXL方案核心优势**:CXL内存池化方案支持跨CPU、GPU及其他加速器的内存资源进行统一寻址、调度与透明访问,实现内存资源整合与统一调度,从而支撑更大规模、更高并发的大模型训练与推理任务 [8][21] - **性能与成本效益**:CXL内存访问延迟约为200纳秒,虽高于直接附载的DRAM(约100纳秒),但远低于NVMe SSD(微秒级)和HDD(毫秒级),在DRAM与SSD间创造了新的性能层级 [24];根据CXL协会报告,采用“16条128GB本地DIMM + 16条128GB CXL附加DIMM”方案替代16条256GB DIMM的传统方案,基于2025年预测价格模型测算可带来约16%的总拥有成本(TCO)节省 [45][46] - **技术创新适配AI**:各大厂商持续推进方案创新以适配AI推理需求,例如浪潮元脑服务器操作系统KOS基于CXL推出“存传一体”的KV Cache管理系统MantaKV,将两次独立数据搬运合并为单次写入,提升推理效率 [8][38];三星推出基于CXL协议的混合内存方案CMM-H,将DRAM与NAND闪存结合,以更低成本提供大容量与高性能 [32] 2. CXL相关软硬件逐步完善,头部厂商推进应用 - **协议与性能持续升级**:CXL 4.0规范于2025年11月发布,数据速率达到128 GT/s,较CXL 3.0的64 GT/s翻倍 [8][49];CXL规范架构从早期设备直连,演进至CXL 2.0支持内存池化与交换,CXL 3.0实现基于Fabric的灵活组网 [49] - **产业链生态加速成熟**:CXL联盟已汇聚超过280家成员公司,包括谷歌、微软、Meta、阿里巴巴、英伟达、英特尔、AMD、三星、SK海力士等科技与存储巨头 [55];SK海力士已完成基于CXL 2.0的DDR5 96GB产品客户验证,其容量较现有DDR5模组增长50%,带宽扩展30% [53] - **头部厂商积极布局**:英伟达于2025年9月收购Enfabrica的核心团队和技术授权以布局内存池化方案,且其Vera CPU支持CXL协议 [8][58][59];国内厂商如阿里云在2025年云栖大会推出全球首款基于CXL 2.0 Switch技术的PolarDB数据库专用服务器 [8][65];浪潮信息于2025年12月推出元脑服务器CXL内存扩展方案,基于NF5280G7服务器内置CXL内存扩展卡,实现1TB-4TB内存容量的灵活扩展 [8][68] 3. CXL方案渗透率有望持续提升,为产业链打开增长空间 - **渗透率快速提升**:根据Techinsight预测,CXL在服务器DRAM中的总份额将从2024年的近乎为零,快速增长至2030年的约15% [8][70] - **有望成为服务器标配**:根据Yole预测,支持CXL功能的服务器占比将提升至2026年的68%,并在2030年达到99%;实际启用CXL功能的服务器占比将从2024年的近乎为零,增长至2030年的13% [72] 4. CXL应用有望加速,相关企业深度受益 - **澜起科技**:公司深入布局CXL互连芯片,2025年营收54.6亿元,同比增长50%,归母净利润22.4亿元,同比增长58%,毛利率62.2% [76][79];公司于2022年5月推出全球首款CXL内存扩展控制器芯片,并已获得三星电子、SK海力士采纳 [80];2025年9月推出基于CXL 3.1 Type 3标准设计的内存扩展控制器芯片M88MX6852,并已开始向主要客户送样测试 [82] - **聚辰股份**:2025年营业收入12.2亿元,同比增长18.7%,归母净利润3.6亿元,同比增长25.0% [85][86];公司的VPD芯片是新一代企业级固态硬盘及CXL内存扩展模组的关键组件,已与全球领先存储厂商合作,成为首家进入设计验证阶段的VPD开发商 [87] - **江波龙**:2024年营收174.6亿元,同比增长72%,归母净利润5.0亿元,实现扭亏为盈,毛利率19% [91][92];公司在CFMS2024发布首款采用自研架构设计的FORESEE CXL 2.0内存拓展模块,支持内存池化共享,基于DDR5 DRAM开发,支持PCIe 5.0×8接口,理论带宽高达32GB/s [93]
CXL方案优化AI存储架构,头部厂商有望加速应用
东方证券· 2026-03-17 19:02
报告投资评级 - 行业评级:看好(维持) [5] 报告核心观点 - 核心观点:CXL 方案优化 AI 存储架构,头部厂商有望加速应用 [2][3][10] - 核心逻辑:CXL 方案优化 AI 存储架构,头部厂商有望加速应用,打开成长空间 [11] - 核心变量:CXL 方案渗透率;英伟达、谷歌等头部厂商对 CXL 方案的应用情况;AI 推理对内存需求的拉动情况 [11] - 股价催化因素:英伟达、谷歌等头部厂商应用 CXL 方案;CXL 方案渗透率显著提升;CXL 相关软硬件进一步成熟 [12] 根据目录总结 1. CXL 方案优化存储效率,适应 AI 推理需求 - **CXL方案解决现有存储架构痛点**:当前AI算力设施内存架构存在容量有限、效率受限问题,服务器内存提升受插槽数量与单根内存条容量制约,且模型参数和激活值在HBM、DRAM、SSD间频繁迁移导致延迟放大、带宽浪费和吞吐率下降 [8][19] - **CXL方案的技术优势**:CXL 内存池化方案支持跨CPU、GPU等计算加速器的内存资源进行统一寻址、调度与透明访问,实现资源整合与统一调度,支撑更大规模、更高并发的大模型训练与推理任务 [8][21] - **CXL方案优化存储层级**:CXL 内存访问延迟约为200纳秒,虽高于直接附载的DRAM(约100纳秒),但远低于NVMe SSD(微秒级)和HDD(毫秒级),在DRAM与SSD之间创造新的性能层级,优化存储架构 [24] - **技术持续创新适配AI推理**:三星推出结合DRAM与NAND的CMM-H混合存储CXL模组;KIMI提出MoonCake Store分布式KV Cache存储池技术;浪潮信息基于CXL推出“存传一体”的KVCache管理系统MantaKV,将两次独立搬运合并为单次写入;北京大学联合阿里云提出基于CXL的Engram内存池化架构,集成到SGLang框架中实现接近本地DRAM的性能 [32][33][38][42] - **提升经济效益**:CXL技术通过优化内存配置有望显著降低数据中心系统总拥有成本(TCO),根据英特尔基于2025年预测价格的模型测算,特定CXL配置方案可带来约16%的TCO节省 [45][46] 2. CXL 相关软硬件逐步完善,头部厂商推进应用 - **协议标准持续升级**:CXL 4.0规范于2025年11月发布,数据速率达到128 GT/s,较CXL 3.0的64 GT/s翻倍 [8][49] - **产业链关键进展**:SK海力士已完成基于CXL 2.0的DDR5 96GB产品客户验证,其容量较现有DDR5模组增长50%,带宽扩展30% [53] - **头部厂商加速布局**:CXL联盟已汇聚超过280家成员公司,包括谷歌、微软、Meta、阿里巴巴、英伟达、英特尔、AMD、三星、SK海力士等科技与存储巨头 [55] - **英伟达生态布局**:英伟达于2025年9月收购Enfabrica的核心团队和技术授权布局相关方案,其Vera CPU支持CXL协议 [8][58][59] - **国内厂商方案落地**:阿里云于2025年云栖大会宣布推出全球首款基于CXL 2.0 Switch技术的PolarDB数据库专用服务器;浪潮信息于2025年12月推出元脑服务器CXL内存扩展方案,基于NF5280G7服务器内置CXL内存扩展卡,实现内存容量1TB-4TB的灵活扩展 [8][65][68] 3. CXL 方案渗透率有望持续提升,为产业链打开增长空间 - **渗透率快速提升**:根据Techinsight预测,CXL在服务器DRAM中的总份额将从2024年的近乎为零,快速增长至2030年的约15% [8][70] - **有望成为服务器标配**:根据Yole预测,支持CXL功能的服务器占比将提升至2026年的68%,并在2030年达到99%;实际启用CXL功能的服务器占比将从2024年的近乎为零增长至2030年的13% [72] 4. CXL 应用有望加速,相关企业深度受益 - **澜起科技**:2025年营收54.6亿元,同比增长50%;归母净利润22.4亿元,同比增长58%;毛利率62.2% [76];公司为全球首家进入CXL合规供应商清单的MXC芯片厂家,其CXL内存扩展控制器芯片已获三星电子、SK海力士采纳 [80];2025年9月推出基于CXL 3.1 Type 3标准设计的内存扩展控制器芯片M88MX6852,并已开始向主要客户送样测试 [82] - **聚辰股份**:2025年营业收入12.2亿元,同比增长18.7%;归母净利润3.6亿元,同比增长25.0% [85];公司的VPD芯片是新一代企业级固态硬盘及CXL内存扩展模组的关键组件,已与全球领先存储厂商合作,成为首家进入设计验证阶段的VPD开发商 [87] - **江波龙**:2024年营收174.6亿元,同比增长72%;归母净利润5.0亿元,实现扭亏为盈,毛利率19% [91];公司已发布首款采用自研架构设计的FORESEE CXL 2.0内存拓展模块,支持内存池化共享,基于DDR5 DRAM开发,支持PCIe 5.0×8接口,理论带宽高达32GB/s [93] - **投资标的**:报告提及的相关标的包括澜起科技、聚辰股份、江波龙、佰维存储等 [3][13][75]