“算力經(jīng)濟(jì)”時(shí)代撲面而來(lái) 智算中心成未來(lái)數(shù)據(jù)中心進(jìn)化方向

　　自第三次工業(yè)革命以來(lái)，算力與人們生活越來(lái)越密不可分。

　　如今，算力正在成為像水、電一樣必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是近三年疫情倒逼產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的發(fā)展，進(jìn)一步提升了算力對(duì)于社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要程度。

　　作為一種新型生產(chǎn)力，算力是支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的重要“底座”，是激活數(shù)據(jù)要素潛能、驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推動(dòng)數(shù)字政府建設(shè)的新引擎。

　　但如何更好地調(diào)用算力資源、分配算力，已成為當(dāng)下行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

　　全球加速邁向算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代

　　算力對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)乃至經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展具有明顯帶動(dòng)作用，是新發(fā)展格局下衡量經(jīng)濟(jì)狀況的“晴雨表”和“助推器”。統(tǒng)計(jì)分析顯示，計(jì)算力指數(shù)的水平，與國(guó)家GDP的發(fā)展水平，與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)的關(guān)系。

　　根據(jù)分析結(jié)果，在15個(gè)國(guó)家里，算力指數(shù)每提高1%，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長(zhǎng)3.5‰和1.8‰。

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：《2020全球計(jì)算力指數(shù)評(píng)估報(bào)告》

　　伴隨萬(wàn)物感知、萬(wàn)物互聯(lián)以及萬(wàn)物智能時(shí)代的開(kāi)啟，全球算力面臨巨大缺口，其規(guī)模將以前所未有之勢(shì)迅速增長(zhǎng)。

　　據(jù)業(yè)界統(tǒng)計(jì)，2020年全球算力總規(guī)模達(dá)到429 EFLOPS(每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))，增速達(dá)到39%。

　　預(yù)計(jì)未來(lái)五年，全球算力規(guī)模將以超過(guò)50%的速度增長(zhǎng)。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2022年6月底，我國(guó)算力總規(guī)模超過(guò)150 EFLOPS，位居全球第二。

　　算力具有極強(qiáng)的擴(kuò)散性和滲透性，有著高度的產(chǎn)業(yè)前后向關(guān)聯(lián)度，少量投入即有望直接帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的全面提升。

　　算力的快速發(fā)展，將加速數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，算力經(jīng)濟(jì)已成為關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要概念。

　　不斷進(jìn)擊的算力基礎(chǔ)設(shè)施

　　據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016-2021年，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模從22.6萬(wàn)億元增至45.5萬(wàn)億元，增長(zhǎng)1.01倍，總量穩(wěn)居世界第二，占GDP的比重39.8%。

　　2021年全年，我國(guó)數(shù)據(jù)產(chǎn)量達(dá)到6.6ZB，占全球數(shù)據(jù)總產(chǎn)量(67ZB)的9.9%，僅次于美國(guó)而位列全球第二;且近三年來(lái)，數(shù)據(jù)產(chǎn)量保持每年30%左右的增速。

　　與數(shù)據(jù)同步快速增長(zhǎng)的還有算力基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模達(dá)520萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，在用數(shù)據(jù)中心服務(wù)器規(guī)模1900萬(wàn)臺(tái)，算力總規(guī)模超過(guò)140 EFLOPS。全國(guó)在用超大型和大型數(shù)據(jù)中心超過(guò)450個(gè)，智算中心超過(guò)20個(gè)。

　　邁入數(shù)字化時(shí)代后，數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)爆發(fā)，整個(gè)社會(huì)都在迎接強(qiáng)烈的算力需要。網(wǎng)購(gòu)、追劇、游戲，甚至出行、吃飯，生活中的方方面面都需要算力的支撐。不僅如此，在工業(yè)制造、智慧金融、智慧醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域，隨著行業(yè)的數(shù)字化程度逐步提高，算力需求開(kāi)始急速攀升。

　　在不同的需求背后，所需要的算力類型也有所不同。

　　按照規(guī)模，算力可分為基礎(chǔ)算力(基于CPU芯片)、智能算力(基于GPU和NPU芯片)和超算算力。

　　基礎(chǔ)算力用于滿足日常的網(wǎng)購(gòu)、游戲等基礎(chǔ)需求;智能算力主要用于人工智能的訓(xùn)練和推理計(jì)算，常見(jiàn)如語(yǔ)音、圖像和視頻的處理;超算算力是超級(jí)計(jì)算機(jī)所提供的算力，一般用于行星模擬、基因分析等高科技研究領(lǐng)域。

　　隨著人工智能、自動(dòng)駕駛等智能化應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的算力結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定變化。其中，智能算力的增長(zhǎng)規(guī)模遠(yuǎn)超通用算力。

　　據(jù)中國(guó)信通院預(yù)測(cè)，到2023年，智能算力在總算力中的比重將超過(guò)70%，發(fā)揮核心拉動(dòng)作用。

　　管理咨詢公司羅蘭貝格也提到，從2018年到2030年，自動(dòng)駕駛對(duì)算力的需求將增加390倍，智慧工廠需求將增長(zhǎng)110倍，主要國(guó)家人均算力需求將從今天的不足500 GFLOPS(每秒10億次的浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù))，增加20倍，到2035年將達(dá)到10000 GFLOPS。

　　從“計(jì)算”到“智算”

　　19世紀(jì)末，西方國(guó)家每個(gè)工廠、每條電車道都有自己的發(fā)電設(shè)備，有的城市電力有10種不同的頻率、32種不同的電壓、70種不同的電價(jià)。

　　經(jīng)過(guò)多年努力，才形成了同一頻率、同一電壓的電力公共基礎(chǔ)設(shè)施。

　　目前，人們所希望的算力網(wǎng)絡(luò)像供水和供電一樣“一點(diǎn)接入，即取即用”，還只是一種愿景。

　　算力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)比交通和能源網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜得多，至少需要關(guān)注三個(gè)問(wèn)題。

　　一是接口，用戶如何和資源進(jìn)行對(duì)接?

　　二是服務(wù)設(shè)備，用戶通過(guò)什么設(shè)備將資源轉(zhuǎn)換成服務(wù)?

　　三是產(chǎn)品的異質(zhì)性，計(jì)算是一種復(fù)雜的服務(wù)，不同的編程語(yǔ)言和硬件如何兼容?

　　現(xiàn)在，科研工作者正在研究包括任務(wù)交換技術(shù)、智能流抽象、資源賦名、控域、網(wǎng)程、標(biāo)簽化體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)構(gòu)安全、在網(wǎng)計(jì)算等技術(shù)，算力網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)正在逐步突破。

　　與此同時(shí)，隨著越來(lái)越多智能化場(chǎng)景的出現(xiàn)，以數(shù)據(jù)為核心的AI場(chǎng)景智能化應(yīng)用的使用趨勢(shì)正在增加，算力也因需而變，正在從計(jì)算走向智算。

　　智能計(jì)算和通用計(jì)算的區(qū)別，在于通用計(jì)算主要面向傳統(tǒng)的計(jì)算處理任務(wù)，或者離線大數(shù)據(jù)的計(jì)算，而智能計(jì)算可以滿足許多領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄�、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的新需求，比如科研、 自動(dòng)駕駛、生物制藥、智能制造、數(shù)字孿生、空間治理等一系列的場(chǎng)景。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智算中心就是專門服務(wù)于人工智能的數(shù)據(jù)計(jì)算中心，能夠?yàn)槿斯ぶ悄苡?jì)算提供所需的專用算力。

　　隨著智能推薦、自動(dòng)駕駛、智能制造等領(lǐng)域發(fā)展迅速，超大規(guī)模AI模型對(duì)算力的需求不斷提高，智算中心的建設(shè)也紛紛被提上日程。

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：《智能計(jì)算中心規(guī)劃建設(shè)指南》

　　相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，智算中心能滿足更具針對(duì)性的需求，以及更大的計(jì)算體量和更快的計(jì)算速度。

　　從硬件上來(lái)看，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心多采用通用計(jì)算的CPU，而智算中心中更多的是GPU等進(jìn)行AI訓(xùn)練的芯片;軟件上，智算中心會(huì)部署不同的人工智能框架，用于分配計(jì)算任務(wù)提高效率，并且提供了人工智能應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具。

　　而智算中心不僅包含算力基礎(chǔ)設(shè)施，還有算法基礎(chǔ)設(shè)施。算力基建化只是第一步，接下來(lái)，還需要加強(qiáng)算法基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

　　只有實(shí)現(xiàn)算法基建化，才能讓更多的企業(yè)享受普適普惠的智算服務(wù)。

　　當(dāng)前，全球計(jì)算產(chǎn)業(yè)正步入黃金時(shí)代。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，全球計(jì)算產(chǎn)業(yè)投資空間預(yù)計(jì)到2023年實(shí)現(xiàn)1.14萬(wàn)億美元。

　　中國(guó)作為全球計(jì)算產(chǎn)業(yè)的主要推動(dòng)力，市場(chǎng)份額約占全球的10%，近1043億美元。

　　我國(guó)明確提出，在全國(guó)布局算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)，同時(shí)積極推進(jìn)智能計(jì)算中心建設(shè)，發(fā)力構(gòu)建普適普惠、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系和生態(tài)，打造更多強(qiáng)大的算力“底座”。

　　未來(lái)，智算中心將圍繞開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、集約高效、普適普惠三個(gè)原則開(kāi)展建設(shè)，并呈現(xiàn)出三個(gè)主要趨勢(shì)：更加開(kāi)放多元的架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)體系;通過(guò)算力、算法的基建化和一體化，讓服務(wù)更高效;建立智算生態(tài)，讓智算中心更好用。

　　在數(shù)字化時(shí)代，當(dāng)算力成為核心競(jìng)爭(zhēng)力，這張十年織就的網(wǎng)絡(luò)，即將迎來(lái)更大的爆發(fā)時(shí)刻。