[현대차증권 IT/반도체 노근창]
반도체 산업(OVERWEIGHT)
NVIDIA가 주도하는 가속 Computing 시대에 대한 소고
NVIDIA GP GPU가 Intel+AMD Server 매출액 2배까지 상승 / Computing Paradigm 변화 본격화
가속 Computing 시대를 주도하고 있는 NVIDIA의 2분기 매출액은 Consensus를 20.5% 상회하는 USD 135억을 기록하였고, 3분기 Guidance도 시장 Consensus를 25% 상회하는 USD 160억 내외를 제시하면서 생성형 AI가 불러일으킨 가속 Computing 수요가 일시적인 Infra 수요인지 구조적인 Paradigm 변화 인지에 대한 궁금증이 커지고 있음. 특히, 2분기 NVIDIA의 Data Center 매출액은 QoQ로 140% 증가한 USD 103억이었다는 점에 주목할 필요가 있음. NVIDIA는 Data Center GPU 시장을 90% 이상 점유하는 회사인데 이런 회사 매출액이 140% 증가한다는 것은 산업의 Paradigm이 근본적으로 변화하는 신호로 볼 수밖에 없음. 물론 향후 추가적인 수출 규제를 감안한 중국 고객사들의 가수요가 일정 부분 영향을 주고 있지만 그 비중은 제한적인 수준이고 정부기관, CSP, 통신사들의 Super Computer 투자가 대규모로 이루어지고 있는 점이 호실적의 주요 원인이라고 판단됨
NVIDIA의 범용 가속기 (GP GPU)와 Big Tech들의 맞춤형 가속기 (AI반도체, NPU 또는 Accelerator)는 CPU를 보조하는 Coprocessor로서 연산을 가속시키는 제품이며, 2022년까지는 GP GPU는 Server CPU 수요의 60% 수준이었지만 금번 2분기는 Server CPU 수요의 2배 수준까지 상승하였음. Server용 x86 CPU 시장을 장악한 Intel의 기술 지배력이 생성형 AI 열풍과 함께 가속 Computing에 Paradigm을 내어 주는 형국처럼 보이고 있음. 물론 OS와 연동되는 CPU시장은 반드시 필요하며 GPU가 동 부분을 대체할 수는 없지만 CPU의 중요성이 희석되는 것은 분명해 보임. 이런 흐름이 경기 침체와 맞물리면서 Big Tech 기업들의 Computing Server 수요는 올해 YoY로 8.5% 감소할 것으로 예상되며, 2024년에도 올해 대비 정체될 것으로 보임. 반면에 Super Computer 수요는 올해 60% 성장, 내년에도 38% 증가할 것으로 보임. 이에 따라 GPU와 HBM을 Packaging 하는 TSMC의 CoWoS Capa는 올해 1분기 대비 내년 1분기에 183.6% 증가할 것으로 예상되며, NVIDIA향 H100 Capa는 4배 증가할 것으로 예상됨.
2024년까지는 NVIDIA GP GPU 모멘텀 지속 / 경쟁 NPU 위협은 2025년 이후 확인 가능할 전망
Super Computer를 구축하는 방법에는 Intel의 CPU를 많이 장착하는 CPU Centric한 투자와 NVIDIA의 GPU를 많이 장착하는 GPU Centric 한 방법이 있음. 실제로 미국 Argonne 연구소의 Aurora Super Computer는 CPU Centric 한 Solution임. 하지만 NVIDIA는 지금까지 GPU 중심으로 Super Computer를 구축하는 것이 Capex 부담을 줄이는 경제적인 Solution이라는 점을 강조하였고
생성형 AI는 학습과 추론에서 GPU의 경쟁력이 더욱 크다는 점을 증명하고 있음. 최근 들어서 Intel도 외장형 GPU와 Accelerator를 확대하고 있으며 AMD도 MI 300 등 GP GPU Line Up을 강화하고 있지만, CUDA Platform의 Lock In 효과를 감안할 때 NVIDIA 지배력을 훼손시키기에는 단기적으로 어려울 것으로 보임. 오히려 NVIDIA의 Grace CPU가 결합된 Super Chip이 전력 사용의 효율성 제고를 무기로 그 영역이 확장될 잠재력이 더욱 큰 상황임. 물론 AI학습 대비 성능이 떨어지는 AI추론의 경우 맞춤 수요가 무궁무진하다는 점에서 아직은 기회의 땅이라고 판단됨.
한편, 최근 들어서 미국과 중국의 CSP들이 자체 맞춤 Accelerator (NPU)를 신규로 개발하거나 기존 제품의 성능을 높이면서 NVIDIA의 GP GPU 수요가 중장기적으로 줄어들 수 있다는 우려도 있음. 하지만 Graphic Rendering을 위한 GP GPU의 역할은 반드시 필요하며, 맞춤형 Accelerator가 특정 부분에서 전성비가 좋다고 하더라도 전체 생태계에서 효율성을 제고시키는지는 검증이 필요해 보임. 무엇보다도 2024년까지 GP GPU의 지배력을 훼손시킬 변화는 미미할 것으로 보이며, NVIDIA 제품에 대한 초과 수요는 내년 말까지는 이어질 가능성이 클 것으로 보임. 한편 일각에서는 NVIDIA가 과거 2000년 초반 인터넷 투자 광풍을 이끌었던 Cisco Systems의 상황과 유사하다는 지적도 있음. 1997년부터 2001년까지 Cisco System의 매출액은 3.5배 증가하였고 주가는 1,456% 상승하였지만 그 이후 주가는 급락하였음. NVIDIA도 Super Computer 투자가 일단락될 경우 실적 둔화로 주가가 급락할 수도 있음. 하지만, 우리는 1) 생성형 AI 관련 Super Computer 투자 확대는 올해가 1년 차이며, 2) 인프라 투자 수혜 기업들의 주가 후유증에 대한 학습효과로 인해 현재 시점부터 NVIDIA 주가는 실적 증가율에 연동되면서 추가적인 주가 Overshooting 가능성은 제한적일 것으로 예상되며, 3) Server용 Grace CPU, 자율주행, Omniverse 생태계 등 다양한 성장 엔진이 많다는 점을 감안할 때 Cisco Systems 사례가 재현될 가능성도 낮을 것으로 보임
향후에도 시장에서 NVIDIA 초과 성장세 둔화 시점과 Valuation에 대한 고민은 지속될 것으로 보임. 하지만, 우리는 가속 Computing시대로 접어든 현재 시점에서 NDIDIA는 여전히 보여줄 것이 많은 성장 국면에 있으며 한국 HBM 업종의 수혜도 이어질 것으로 예상
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