人工智能存储系列报告一：AI拉动需求增长，存储大周期方兴未艾

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告 | 2025年12月9日人工智能存储系列报告一：AI拉动需求增长，存储大周期方兴未艾行业研究 · 行业专题 计算机 · 人工智能投资评级：优于大市（维持评级）证券分析师：熊莉021-61761067xiongli1@guosen.com.cnS0980519030002证券分析师：艾宪0755-22941051aixian@guosen.com.cnS0980524090001请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容摘要n 存储系统：系统构成与分类。1）系统构成：AI存储系统主要分为网络端存储和本地端存储，其中网络端存储主要存放冷数据，主要由HDD和SSD存储；本地端存储主要存放热数据和温数据，主要由HBM、DRAM、本地SSD存储。2）存储分类：存储主要可以分为“易失性”的Memory和“非易失性”的Storage，其中Memory主要包括DRAM和HBM，优势为速度快；Storage主要包括SSD和HDD，优势为容量大、成本低。n 市场与技术趋势：HDD、SSD、NAND、DRAM、HBM。1）HDD：HDD即硬盘，主要通过提升面密度提升HDD容量，近期HAMR（热辅助磁记录）技术可以大幅提升单碟容量，市场格局呈现双寡头垄断，希捷科技、西部数据为主要参与者；2）SSD：SSD即固态硬盘，一种以NAND Flash为介质的存储设备，NAND堆叠层数持续增长，单元架构逐步从SLC转化为MLC、QLC，市场参与者主要为三星、海力士（包括Solidigm）、美光、闪迪、铠侠；3）DRAM： DRAM具备功耗小，集成度高，成本低等优势，逐步从DRAM迭代至SDRAM、DDR，目前头部厂商已经开始对DDR6研发，下游需求主要在手机、PC、服务器领域，主要参与者包括三星、海力士、美光；4）HBM：多层DRAM芯片堆叠，通过TSV实现垂直方向的互联，进而具有更高的存储密度和更大的带宽，目前主要应用于AI领域，主要参与者为海力士、美光、三星；5）NAND：存储单元表达的bit数持续增长，堆叠层数持续增长，下游需求主要为SSD和手机，主要参与者为三星、海力士、铠侠、美光、闪迪。n 需求测算：AI训练、推理拉动存储需求增长。AI大模型推理拉动存储需求快速增长，根据我们测算结果，2026年AI推理对DRAM、NAND需求分别为23.0EB、593.5EB，短期供不应求，存储价格有望持续提升，存储大周期方兴未艾。n 公司梳理：全球存储公司业务重心：三星电子、海力士在DRAM、HBM、NAND、SSD等领域市占率均较高，为全球存储龙头公司；其次为美光，产品矩阵全面，但市占率略低于三星、海力士；闪迪、铠侠聚焦于NAND、SSD领域，西部数据、希捷科技聚焦于HDD领域。n 风险提示：厂商DRAM、NAND扩产，进而导致产品价格下降风险；互联网大厂资本开支不及预期风险；AI应用活跃用户数增长不及预期风险；AI大模型方案优化，进而减少对存储需求风险等。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容存储系统：系统构成与分类01市场与技术趋势：HDD、SSD、NAND、DRAM、HBM02目录需求测算：AI训练、推理拉动存储需求增长03公司梳理：全球存储公司业务重心04风险提示05请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容存储系统：AI工作负载在不同阶段需要不同存力支撑n AI工作负载在不同阶段需要不同的存力支撑。Ø 源数据（网络SSD和HDD）：硬盘（HDD）能够长期保存原始数据并提供数据保护；固态盘（SSD）作为即时访问的数据层；Ø 训练模型（HBM、DRAM、本地SSD、网络SSD和HDD） ：数据快速从存储加载到HBM、DRAM以及本地固态盘，供后续计算密集型操作使用；其中，网络HDD和SSD存储检查点（CheckPoint），以保护和优化模型训练；Ø 创建内容（HBM、DRAM、本地SSD）：推理过程中的内容创建主要依靠HBM、DRAM和本地SSD或HDD完成；Ø 存储内容（网络SSD和HDD） ：存储内容以便后续优化，硬盘用于存储并保护内容的副本；Ø 保留数据（网络SSD和HDD） ：复制的数据集跨区域和环境进行保留；Ø 重用数据（网络SSD和HDD） ：元数据、模型数据以及推理数据推动了下一步工作。图1：AI数据在不同处理环节需要使用内存和存储资料来源：Seagate，国信证券经济研究所整理图2：存储系统可以分为本地存储和网络存储资料来源：益企研究院，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容存储系统：英伟达H100存储系统拆解n 英伟达H100存储系统拆解：Ø HBM：以英伟达H100为例，单颗H100配置了6颗HBM3堆栈（单堆栈为8个堆叠，单一堆叠为2GB，总共96GB）；Ø DRAM：以英特尔Sapphire Rapids为例，单颗CPU支持8个内存通道，每通道支持2个DIMM；英伟达H100单台服务器配置两颗CPU，共计32个DIMM插槽，配置32个64GB DRAM（共计2TB）作为系统内存；Ø 本地SSD：英伟达H100服务器配置8个3.84TB的SSD（使用NVMe协议）。图3：英伟达H100存储系统拆解资料来源：英伟达，国信证券经济研究所整理网络SSD/HDD本地SSDDRAMHBM请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容存储系统：英伟达存储系统比例关系n 英伟达DGX B200（8卡服务器）为例：根据英伟达披露数据，单颗B200配置HBM3E（180GB/s），则单台服务器（8颗B200）合计1.4TB/s；主板DRAM为2TB（可拓展至4TB，即System Memory），服务器本地SSD为8个3.84TB（合计30.72TB）；根据IBM披露数据，如果英伟达DGX B200服务器搭配IBM存储系统，4U（约127个计算节点）需要配置一个IBM Storage Scale 6000存储系统（加装9个硬盘HDD，对应3.4PB存储），则单台服务器对应27.4TB HDD，随着多模态模型的发展，以及逐步从训练侧转向推理侧，大量生成的图片、视频数据需要存储，网络存储需求有望持续提升。图4：IBM存储系统（Scale 6000）针对英伟达4 SU DGX SuperPOS(B200）参考配置资料来源：IBM，国信证券经济研究所整理图5：IBM Storage Scale System资料来源：IBM，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容存储分类：经典的存储金字塔层级n 存储金字塔：存储主要可以分为“易失性”的内存（Memory）和“非易失性”的存储（Storage），存储金字塔自上而下，性能逐级下降、容量逐级递减、成本逐级递减。Ø 内存（Memory）：主要包括DRAM和HBM，属于“易失性”介质，断电后就会丢失信息，优势为速度快，劣势为成本高、容量有限，通常访问频繁或者随时变更的数据会保留在较高的存储层；Ø 存储（Storage）：主要包括SSD和HDD，属于“非易失性”介质，优势为容量大、成本低，劣势为性能较弱，通常访问较不频繁或需要长期保存的数据将移动到较低的存储层。图