2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告-益企研究院

算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代·數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告

張廣彬王海峰張翼I著

出品指導(dǎo)

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序：算力經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)分析與展望

全國(guó)政協(xié)委員

中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員

益企研究院首席專家顧問(wèn)

張?jiān)迫?/p>

在今年兩會(huì)期間，我遞交了一份關(guān)于算力發(fā)展的提案：關(guān)于合理規(guī)劃算

力網(wǎng)建設(shè)，確保東數(shù)西算健康發(fā)展的提案（W01072），核心內(nèi)容是算

力網(wǎng)和東數(shù)西算。在《算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代·數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行2023新型算力

中心調(diào)研報(bào)告》出版之際，希望通過(guò)這篇文章來(lái)解釋這份提案產(chǎn)生的背

景，同時(shí)也對(duì)當(dāng)前算力經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做一些展望。

當(dāng)人類社會(huì)從熱力時(shí)代過(guò)渡到算力時(shí)代，計(jì)算也隨之成為未來(lái)智能設(shè)備

的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，這點(diǎn)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代尤為突出，算力經(jīng)濟(jì)名詞也在2018

年被提出。

1、從洞察算力到提出“算力經(jīng)濟(jì)”

算力經(jīng)濟(jì)最初定義的維度是比較簡(jiǎn)單的。

在從事超級(jí)計(jì)算30余年的過(guò)程中，我對(duì)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有深刻的

理解，早期的超算并不傾向于使用GPU。2008年英偉達(dá)提出Fermi架

構(gòu)，將顯卡擴(kuò)展為通用計(jì)算GPU，希望用在超級(jí)計(jì)算機(jī)上，但在當(dāng)時(shí)，GPU

在科學(xué)計(jì)算的應(yīng)用都不是很成功，如超級(jí)計(jì)算機(jī)中的曙光星云、天河1、天

河2等在使用中的效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)想效果。

到2010年，我們團(tuán)隊(duì)整理中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)TOP100排行榜的計(jì)算機(jī)

結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)，CPU+GPU正成為超級(jí)計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

這一趨勢(shì)在2015年之后更為明顯，AlphaGo圍棋大戰(zhàn)之后，人工智能

取得成功，發(fā)現(xiàn)GPU其實(shí)更適合深度學(xué)習(xí)，英偉達(dá)將GPU的應(yīng)用重點(diǎn)

從超級(jí)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)到人工智能上。

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2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·序邁進(jìn)算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代

一直以來(lái)，超級(jí)計(jì)算主要是做科學(xué)計(jì)算和基礎(chǔ)研究，需要具備長(zhǎng)期投資

的理念，很難直接和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)生關(guān)系，地方政府在算經(jīng)濟(jì)賬時(shí)，會(huì)考

慮投資的回報(bào)率是多少、投資周期是多長(zhǎng)？多少年能收回投資成本？能

拉動(dòng)多大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)？因此說(shuō)服政府投資超級(jí)計(jì)算平臺(tái)很難。

2018年，有了“算力”這個(gè)名詞后，這一問(wèn)題出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折點(diǎn)。起初算

力這個(gè)詞來(lái)源于區(qū)塊鏈、挖礦領(lǐng)域，相對(duì)比較狹窄、有點(diǎn)偏負(fù)面。

但隨著超級(jí)計(jì)算和人工智能、云計(jì)算的結(jié)合，甚至包括區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)

的融合，“算力”似乎和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)系更密切了。過(guò)去面臨的關(guān)于超

算的經(jīng)濟(jì)回報(bào)問(wèn)題，在人工智能時(shí)代（我們稱之為“智能計(jì)算時(shí)代”），應(yīng)

該可以說(shuō)清楚了?；谶@個(gè)想法，在區(qū)塊鏈的啟發(fā)下，國(guó)內(nèi)的專家們開(kāi)

始把超級(jí)計(jì)算的“計(jì)算”，泛化成“算力”。

2018年，我參加地方政府的相關(guān)活動(dòng)時(shí)提出“算力經(jīng)濟(jì)”這一理念，當(dāng)

時(shí)認(rèn)為，隨著超級(jí)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊

鏈彼此之間的融合創(chuàng)新，算力經(jīng)濟(jì)會(huì)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要抓手，會(huì)成為

地方政府新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要手段。但在那時(shí)，“算力經(jīng)濟(jì)”其實(shí)還不

太被社會(huì)接受。那時(shí)最熱的是大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈，但算力不熱，沒(méi)

什么人談“算力經(jīng)濟(jì)”。

這一觀點(diǎn)在隨后就得到印證，2018年益企研究院（E企研究院）開(kāi)啟數(shù)

字中國(guó)萬(wàn)里行，實(shí)地考察了全國(guó)8個(gè)超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心，并出版了首

個(gè)《中國(guó)超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心考察報(bào)告》聚焦數(shù)據(jù)中心架構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)

迭代，探索智能基礎(chǔ)設(shè)施的上層應(yīng)用，呈現(xiàn)新技術(shù)和新型算力基礎(chǔ)設(shè)施

的價(jià)值。

2019年發(fā)布的中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)TOP100排行榜中我們發(fā)現(xiàn)，這一年

超算應(yīng)用的領(lǐng)域也發(fā)生了極大的變化。過(guò)去超算主要集中于科學(xué)計(jì)算、政

府行業(yè)、能源行業(yè)、電力行業(yè)以及氣象領(lǐng)域。但隨著許多互聯(lián)網(wǎng)公司開(kāi)

始申報(bào)超級(jí)計(jì)算機(jī)，在TOP100中，有30%的系統(tǒng)都來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，比

如云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析以及短視頻領(lǐng)域。這些領(lǐng)

域?qū)τ谟?jì)算需求的急劇上升，超級(jí)計(jì)算繼續(xù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行融合。

同時(shí)，算力基礎(chǔ)設(shè)施中除了云數(shù)據(jù)中心和超算中心，還出現(xiàn)智能計(jì)算中

心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施。其中較為典型的案例就是國(guó)家超算濟(jì)南中心

科技園與騰訊在上海松江打造的人工智能計(jì)算中心。

2020年，益企研究院發(fā)起數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行第三年之際，我在接受益企研

究院訪談中，正式提出：我們即將進(jìn)入一個(gè)依靠算力的人工智能時(shí)代，這

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也是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)之一，同時(shí)，隨著用戶對(duì)算力需求的不斷增長(zhǎng)，算

力經(jīng)濟(jì)時(shí)代將登上歷史舞臺(tái)。

2020年后，我在相關(guān)調(diào)研實(shí)踐中不斷總結(jié)，最后形成了“超算與人工智

能融合創(chuàng)新的算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代”的思考。

2、狹義算力經(jīng)濟(jì)與廣義算力經(jīng)濟(jì)

中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)TOP100排行榜已經(jīng)發(fā)布了20多年，行業(yè)一直通過(guò)

排行榜觀察中國(guó)超級(jí)計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。到2021年，我們又發(fā)現(xiàn)一

個(gè)新的現(xiàn)象：在TOP100的前10名有7臺(tái)機(jī)器，它們不是專門(mén)服務(wù)某

些行業(yè)，而且這些機(jī)器沒(méi)有具體的應(yīng)用目標(biāo)，是公司買過(guò)來(lái)之后專門(mén)用

于賣算力的，而且這些機(jī)器性能很強(qiáng)。面對(duì)這個(gè)新出現(xiàn)的狀況，TOP100

的專家委員定義了一個(gè)新領(lǐng)域叫算力服務(wù)業(yè)。

當(dāng)時(shí)間進(jìn)入2022年，算力服務(wù)的性能指標(biāo)相比上一年已經(jīng)翻倍，增長(zhǎng)

速度很快。算力服務(wù)業(yè)在2021~2022年的異軍突起，也意味著中國(guó)正

式進(jìn)入算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其背后的原因是超級(jí)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人

工智能、區(qū)塊鏈彼此之間的融合創(chuàng)新，而這些因素背后的核心要素就是

算力。算力應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始滲透到千行萬(wàn)業(yè)之中，這也是在2018年提出

算力經(jīng)濟(jì)概念之后，我們觀察到這個(gè)行業(yè)的極速變化。

算力經(jīng)濟(jì)最初定義的維度是比較簡(jiǎn)單的。首先計(jì)算要成為算力經(jīng)濟(jì)的核

心，未來(lái)，以計(jì)算能力來(lái)衡量一個(gè)地方或地區(qū)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，使

之成為一個(gè)很重要的指標(biāo)。一個(gè)地區(qū)的算力產(chǎn)業(yè)是不是發(fā)達(dá)，也意味著

數(shù)字經(jīng)濟(jì)是不是有機(jī)會(huì)，尤其在東數(shù)西算成為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略之后，算力

經(jīng)濟(jì)也成為西部地區(qū)新一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)力抓手。就目前來(lái)說(shuō)，針對(duì)算

力還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義，我們可以將其理解為硬件和軟件的配合，共

同執(zhí)行某種計(jì)算需求的能力，這個(gè)定義現(xiàn)在看來(lái)不是很全面。

我認(rèn)為狹義的算力經(jīng)濟(jì)定義是指與算力強(qiáng)關(guān)聯(lián)的算力服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈，其中

包括了4類參與者：一是算力生產(chǎn)者，二是算力調(diào)度者，三是算力服務(wù)

商，四是算力消費(fèi)者；他們共同閉環(huán)成為一種商業(yè)模式。

隨著認(rèn)識(shí)的深化，隨后又有一個(gè)廣義的“算力經(jīng)濟(jì)”，我們稱之為算力+。

這不是我一個(gè)人提出來(lái)的。凡是可以用到算力的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方向單

元，都是算力經(jīng)濟(jì)的范圍。只要以算力為核心生產(chǎn)要素，以算力為引擎，就

都是廣義的算力經(jīng)濟(jì)。這是數(shù)字經(jīng)濟(jì)很重要的一個(gè)組成部分，在數(shù)字經(jīng)

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2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·序邁進(jìn)算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代

濟(jì)中的比重會(huì)越來(lái)越大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在世界各國(guó)的算力排名中，中

國(guó)排在世界第二，人均算力處于中等國(guó)家的水平，目前中國(guó)還是有很大

的算力鴻溝。在我國(guó)，算力的需求毋庸置疑，人工智能、5G、區(qū)塊鏈、元

宇宙的發(fā)展都對(duì)算力提出了強(qiáng)烈的需求，其增長(zhǎng)前景是沒(méi)有問(wèn)題的。

現(xiàn)在有各種各樣新的概念，很多課題組也開(kāi)展了很多研究。在針對(duì)算力

研究的著作中，《算力：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新引擎》這本書(shū)正式把算力進(jìn)行系

統(tǒng)的研究，提出來(lái)無(wú)數(shù)據(jù)不經(jīng)濟(jì)，這個(gè)定義非常好，比算力經(jīng)濟(jì)最初的

概念更近了一步，提出了引擎性自主創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)以及算力

賦能和服務(wù)衍生的新模式、新業(yè)態(tài)形成了算力經(jīng)濟(jì)，作者是經(jīng)濟(jì)學(xué)家，從

經(jīng)濟(jì)學(xué)角度闡述了算力對(duì)于經(jīng)濟(jì)的巨大影響力。書(shū)中指出，算力經(jīng)濟(jì)是

數(shù)字經(jīng)濟(jì)衍生的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)，數(shù)據(jù)作為主要的生產(chǎn)要素通過(guò)算力、算法

的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，實(shí)現(xiàn)效率、效能、質(zhì)

量提升和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。

綜上所述，圍繞算力本身產(chǎn)生的算力服務(wù)產(chǎn)業(yè)中，我們看到里面有芯

片、操作系統(tǒng)，我認(rèn)為可以從狹義和廣義兩個(gè)角度來(lái)看算力經(jīng)濟(jì)，狹義

的算力經(jīng)濟(jì)指算力服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈；有更廣義的算力經(jīng)濟(jì)叫數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)

業(yè)數(shù)字化、城鎮(zhèn)數(shù)字化這種提供各種基礎(chǔ)設(shè)施、提供各種支撐保障的新

模式、新業(yè)態(tài)，也就是是算力+產(chǎn)業(yè)。

3、AGI時(shí)代來(lái)臨，模型服務(wù)（MaaS）商業(yè)模式呈現(xiàn)

隨著算力經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能融合創(chuàng)新會(huì)產(chǎn)生一類

新的基建，專門(mén)用于人工智能計(jì)算的中心，也成為當(dāng)下非常熱的資產(chǎn)中心。

就在ChatGPT面世之前，我們還不知道大模型可以實(shí)現(xiàn)令科技界為之興

奮的應(yīng)用水平，只是知道它可以寫(xiě)一點(diǎn)新聞、聊天、畫(huà)畫(huà)，這些簡(jiǎn)單的

功能會(huì)在更多應(yīng)用場(chǎng)景中帶來(lái)價(jià)值。

從GPT3到ChatGPT的過(guò)程，是大模型技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是中國(guó)

人工智能之路和美國(guó)人工智能之路的分歧點(diǎn)。這兩年大模型國(guó)內(nèi)也有相

當(dāng)數(shù)量的公司參與其中，但我們追求的是參數(shù)量，從千億級(jí)到萬(wàn)億級(jí)很

快的躍進(jìn)，但是智能屬性沒(méi)有涌現(xiàn)。OpenAI走了另外一條路，利用人

工反饋的訓(xùn)練機(jī)制，通過(guò)標(biāo)注、對(duì)齊高質(zhì)量數(shù)據(jù)，最后把這條路走通了，用

千億參數(shù)的大模型把通用智能挖掘出來(lái)了，這個(gè)事情是值得國(guó)內(nèi)科技界

去反思的。

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另外一條路是人工智能內(nèi)容生成AIGC，包括大家在微信朋友圈里看到

各種畫(huà)，也成為現(xiàn)在的熱門(mén)賽道。在AIGC賽道國(guó)內(nèi)已經(jīng)有布局了，從

上游、中游到下游都有一些中國(guó)公司在做。

這些都意味著人工智能進(jìn)入通用人工智能（AGI：ArtificialGeneral

Intelligence）時(shí)代，具備五個(gè)特性：涌現(xiàn)性（參數(shù)超過(guò)臨界值，模型能

力實(shí)現(xiàn)突變）、工程化、通用性、密集型、顛覆性。這里就不多展開(kāi)闡述。

4、科學(xué)計(jì)算：傳統(tǒng)科學(xué)與AI深度融合

當(dāng)計(jì)算改變科學(xué)，人工智能生物算法反過(guò)來(lái)被融合到科技計(jì)算建模中，相

當(dāng)于把數(shù)據(jù)科學(xué)和計(jì)算科學(xué)（AIforScience）整合在一起，這時(shí)產(chǎn)生一

個(gè)新的“智能科學(xué)”賽道。以前科學(xué)計(jì)算的四個(gè)范式分別是實(shí)驗(yàn)科學(xué)、理

論科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)，智能科學(xué)范式（AI范式）被稱之為第五

范式。其代表是斬獲2020年戈登貝爾獎(jiǎng)的DeepPotential方法展示了

AI和分子動(dòng)力學(xué)模型的有效結(jié)合，在保證精度的同時(shí)，指數(shù)級(jí)地提升了

物理模型的效率。

基于科學(xué)計(jì)算的深度學(xué)習(xí)怎么反哺科學(xué)計(jì)算、解決計(jì)算問(wèn)題，AI范式

確實(shí)創(chuàng)造了新的科學(xué)計(jì)算的方向，尤其是制藥這個(gè)行業(yè)特別有效，極大

提高了科學(xué)計(jì)算的精度，降低了成本。比如近年來(lái)，AlphaFold等人

工智能（AI）工具的出現(xiàn)，在生命科學(xué)領(lǐng)域促成了多項(xiàng)突破性進(jìn)展。蛋

白質(zhì)的功能預(yù)測(cè)與設(shè)計(jì)成為最先受益的領(lǐng)域之一，在《科學(xué)》（Science）

雜志上，Baker教授團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的又一項(xiàng)革命性突破：利

用強(qiáng)化學(xué)習(xí)，“自上而下”（top-down）設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。在

幾年前，預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)都遙不可及，更不用說(shuō)從頭進(jìn)行設(shè)計(jì)了。

這套顛覆了傳統(tǒng)方案的全新突破不僅可能為我們帶來(lái)更有效的疫苗及藥

物，還有望引領(lǐng)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的全新時(shí)代。

AIforScience的數(shù)據(jù)來(lái)自各個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)積累；模型來(lái)自各領(lǐng)域科學(xué)

家發(fā)現(xiàn)的科學(xué)原理和規(guī)律；算法源自機(jī)器學(xué)習(xí)算法和數(shù)值方法等方面的

創(chuàng)新。需要多樣算力融合的綜合型智能計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)分布式異構(gòu)并行

體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多樣算力的融合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為AI訓(xùn)練、AI推理、數(shù)

值模擬等不同應(yīng)用提供不同算力，實(shí)現(xiàn)高精度到低精度算力的全覆蓋、多

種計(jì)算類型的全覆蓋，以及AI訓(xùn)練+推理全覆蓋。

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2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·序邁進(jìn)算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代

5、算網(wǎng)融合帶來(lái)算力市場(chǎng)變局

在算力布局方面，國(guó)內(nèi)目前有很多算力中心，有超算中心、智算中心，還

有超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心，我認(rèn)為未來(lái)算力中心慢慢會(huì)融合到統(tǒng)一的形態(tài)

上，只是功能不同。

隨著算力中心的發(fā)展，我國(guó)的算網(wǎng)融合也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。算力網(wǎng)絡(luò)，是

一種根據(jù)業(yè)務(wù)需求，在云、網(wǎng)、邊之間按需分配和靈活調(diào)度計(jì)算資源、存

儲(chǔ)資源以及網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。算力網(wǎng)絡(luò)體系包括算力度

量、算力感知、算力路由、算力編排、算力交易等內(nèi)容。

目前，中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信的算網(wǎng)融合戰(zhàn)略很清晰，標(biāo)準(zhǔn)也

很清楚，他們將通過(guò)實(shí)施算網(wǎng)融合戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型為算力供應(yīng)商。

6、用算力服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)確保算力服務(wù)健康發(fā)展

對(duì)于未來(lái)的展望講過(guò)很多，東數(shù)西算工程標(biāo)志著算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代正式的拉

開(kāi)帷幕。未來(lái)，算力將加速普及，類似于電力插座變成算力插座。我們

使用算力不需要帶一臺(tái)電腦，隨便一個(gè)卡或者一個(gè)東西，就可以通過(guò)一

個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量方式來(lái)使用算力。未來(lái)還可能會(huì)出現(xiàn)類似于發(fā)電廠的算力

工廠，尤其在西部地區(qū)會(huì)出現(xiàn)，據(jù)說(shuō)在煤礦、水電站的附近已經(jīng)開(kāi)始建

設(shè)算力工廠，電力極其便宜，成本特別低。

工業(yè)時(shí)代有公路、電網(wǎng)，算力時(shí)代也有算力網(wǎng)絡(luò)。隨著算力服務(wù)的發(fā)展，未

來(lái)在算網(wǎng)時(shí)代有三類不同角色：一是網(wǎng)絡(luò)通信商，通過(guò)算網(wǎng)融合參與進(jìn)來(lái)；

另外超算的供應(yīng)商、云計(jì)算供應(yīng)商，通過(guò)超算互聯(lián)網(wǎng)也會(huì)參與提供算力

服務(wù)；還有國(guó)家電網(wǎng)通過(guò)建設(shè)發(fā)電廠，參與提供算力服務(wù)。三類角色從

不同的技術(shù)途徑搶占算力服務(wù)市場(chǎng)?；诖?，市場(chǎng)也在呼喚算力服務(wù)標(biāo)

準(zhǔn)，確保算力健康發(fā)展。新一年度的數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行即將開(kāi)啟，希望有

更多的力量參與到算力+產(chǎn)業(yè)的考察實(shí)踐中，推動(dòng)中國(guó)算力經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

和升級(jí)。

6

CHAPTER1

算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的

基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告

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2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

第一章

算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

2023年始，ChatGPT和GPT-4再次掀起了人工智能的熱潮，并打

開(kāi)了海量的應(yīng)用場(chǎng)景：生成應(yīng)用和布局、搜索和數(shù)據(jù)分析、程序生成

和分析、文本生成、內(nèi)容創(chuàng)作……ChatGPT基于其龐大的算力和算法

分析，可覆蓋教育、科研、新聞、游戲等行業(yè)。

從2018年第一代生成式預(yù)訓(xùn)練模型GPT-1誕生以來(lái)，GPT系列模

型幾乎按照每年一代的速度進(jìn)行迭代升級(jí)，2022年以來(lái)，新的通用

人工智能開(kāi)始以更加高效的方式解決海量的開(kāi)放式任務(wù)，它更加接近

人的智能，而且能夠產(chǎn)生有智慧的內(nèi)容，也帶來(lái)了新的研究范式——

基于一個(gè)非常強(qiáng)大的多模態(tài)基礎(chǔ)模型，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)和人的反饋，不

斷解鎖模型的新能力。

ChatGPT是AI大模型創(chuàng)新從量變到質(zhì)變長(zhǎng)期積累的結(jié)果，是通用人

工智能（AGI，ArtificialGeneralIntelligence）發(fā)展的重要里程碑。

以GPT-4為例，超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型展示了一條通向通用人工智能

的可能方向，人們通過(guò)輸入提示詞和多模態(tài)內(nèi)容，便可生成多模態(tài)數(shù)

據(jù)。更重要的是，它可以用自然語(yǔ)言方式生成任務(wù)描述，以非常靈活

新的通用人工智能開(kāi)始的方式應(yīng)對(duì)大量長(zhǎng)尾問(wèn)題和開(kāi)放性任務(wù)，甚至是一些主觀的描述。

以更加高效的方式解決

海量的開(kāi)放式任務(wù)，它“大模型+大算力+大數(shù)據(jù)”成為邁向通用人工智能的一條可行路

徑，比如大模型技術(shù)是自動(dòng)駕駛行業(yè)近年的熱議趨勢(shì)。自動(dòng)駕駛多模

更加接近人的智能，而

態(tài)大模型可以做到感知和決策一體化。在輸出端，通過(guò)環(huán)境解碼器可

且能夠產(chǎn)生有智慧的內(nèi)

對(duì)3D環(huán)境進(jìn)行重建，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可視化理解；行為解碼可生成完整

容，也帶來(lái)了新的研究

的路徑規(guī)劃；同時(shí)，動(dòng)機(jī)解碼器可以用自然語(yǔ)言描述推理的過(guò)程，進(jìn)

范式——基于一個(gè)非常

而使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)變得可以解釋。

強(qiáng)大的多模態(tài)基礎(chǔ)模

型，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)和人而大規(guī)模深度學(xué)習(xí)模型的參數(shù)和數(shù)據(jù)量達(dá)到了一定量級(jí)，超大規(guī)模

的反饋，不斷解鎖模型AI大模型的訓(xùn)練一般必須在擁有成百上千加速卡的AI服務(wù)器集群上

的新能力。進(jìn)行，需要相應(yīng)算力的支撐。根據(jù)OpenAI的數(shù)據(jù)，GPT-3XL參數(shù)

規(guī)模為13.2億，訓(xùn)練所需算力為27.5PFlop/s-day。由于ChatGPT

是在13億參數(shù)的InstructGPT基礎(chǔ)上微調(diào)而來(lái)，參數(shù)量與GPT-3XL

接近，因此預(yù)計(jì)ChatGPT訓(xùn)練所需算力約為27.5PFlop/s-day。

++++++

++++++

8

國(guó)內(nèi)AI大模型項(xiàng)目發(fā)布情況匯總

企業(yè)AI名稱發(fā)布情況具體發(fā)布日期

百度文心千帆2023年3月16日2023年3月16日

華為盤(pán)古NLP模型2023年4月10日未知

昆侖萬(wàn)維天工3.52023年4月17日測(cè)試未知

搜狗百川智能2023年4月10日預(yù)計(jì)2023年底

字節(jié)跳動(dòng)MyAI2023年4月11日2023年4月11日

阿里巴巴通義千問(wèn)2023年4月11日2023年4月11日

360360智腦2023年4月10日2023年4月10日

商湯科技日日新2023年4月10日2023年4月10日

騰訊混元2023年4月預(yù)計(jì)2023年內(nèi)

科大訊飛1+N智能大模型2022年12月2023年5月6日

京東言犀產(chǎn)業(yè)大模型2023年2月10日發(fā)布125計(jì)劃預(yù)計(jì)2023年內(nèi)

清華大學(xué)ChatGLM-6B2023年3月28日2023年3月28日

復(fù)旦大學(xué)MOSS2023年2月20日2023年2月20日

達(dá)觀數(shù)據(jù)曹植2023年3月18日公布試用未知

網(wǎng)易玉言2023年1月17日測(cè)試未知

瀾舟科技孟子2023年3月14日2023年3月14日

中科院自動(dòng)化所紫東太初2021年9月27日2021年9月27日

智源研究院悟道2.02021年6月1日2021年6月1日

知乎知海圖AI2023年4月13日發(fā)布2023年4月13日

心識(shí)宇宙MindOS2022年11月內(nèi)測(cè)2023年1月上線

MiniMaxGlow2023年2月16日2023年2月16日

（截止4月份國(guó)內(nèi)AI大模型項(xiàng)目發(fā)布情況匯總，信息來(lái)源網(wǎng)絡(luò)益企研究院整理）

9

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

同樣，算力作為自動(dòng)駕駛的基本要素，從視覺(jué)檢測(cè)、傳感器融合、軌

跡預(yù)測(cè)到行車規(guī)劃，上萬(wàn)個(gè)算法模型需要同時(shí)完成高并發(fā)的并行計(jì)

算，需要更高性能的智算中心來(lái)完成訓(xùn)練、標(biāo)注等工作。從2022年

開(kāi)始，人工智能算力成為主要增量，數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行考察期間，小

鵬汽車和阿里云共同發(fā)布在烏蘭察布合建當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的自動(dòng)駕

駛智算中心“扶搖”，專門(mén)用于自動(dòng)駕駛模型訓(xùn)練，算力規(guī)模達(dá)

600PFLOPS，相當(dāng)于每秒可以完成60億億次浮點(diǎn)運(yùn)算。

從2018年開(kāi)始，益企研究院（E企研究院）開(kāi)啟數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行，幾

年來(lái)，數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行的足跡遍布“全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心”體系下

的8個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)，出發(fā)點(diǎn)切合了國(guó)家后來(lái)提出“新基建”，路線選

擇和洞察也與國(guó)家“東數(shù)西算”工程的規(guī)劃高度契合，深入實(shí)地對(duì)

風(fēng)、光、儲(chǔ)能的考察符合“雙碳戰(zhàn)略”。

結(jié)合算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，我們認(rèn)為以下幾個(gè)方向值得

討論。

++++++

++++++

10

++++多類算力基礎(chǔ)設(shè)施并行發(fā)展

迄今為止，數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行已經(jīng)考察了位于全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)十大

數(shù)據(jù)中心集群中的多個(gè)不同類型數(shù)據(jù)中心，包含：互聯(lián)網(wǎng)/云計(jì)算數(shù)

據(jù)中心、金融數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心、第三方IDC、超算中心、智

算中心。2022年，我國(guó)算力基礎(chǔ)設(shè)施迎來(lái)了多樣化發(fā)展的繁榮期，從

數(shù)據(jù)中心承載的應(yīng)用來(lái)看，需要多類算力基礎(chǔ)設(shè)施并行發(fā)展，保障算

力資源的多元供給。

1、云數(shù)據(jù)中心加速算力普惠

過(guò)去幾年，云計(jì)算行業(yè)均處于蓬勃發(fā)展階段，技術(shù)演進(jìn)結(jié)合客戶需

求釋放，推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模加速增長(zhǎng)，促使云服務(wù)商加大全球數(shù)據(jù)中心

布局。從全球來(lái)看，在過(guò)去三年對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)行了持續(xù)的IT投資

后，通貨膨脹推動(dòng)公共云成本不斷上升，迫使企業(yè)客戶優(yōu)化公共云

支出。宏觀經(jīng)濟(jì)的不確定性導(dǎo)致信息技術(shù)預(yù)算采用更加保守的方案。

越來(lái)越多的客戶正在調(diào)整云策略，以提高效率和控制能力，在2022

年，云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的增長(zhǎng)開(kāi)始變緩。從Canalys的數(shù)據(jù)來(lái)看，2022

年全年，云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)總支出從2021的1917億美元增長(zhǎng)至

303億美元2471億美元，增幅達(dá)29%。季度增長(zhǎng)率放緩，2022年第一季度為

34%，2022年第四季度為23%。Canalys預(yù)計(jì)，在未來(lái)幾個(gè)季度，云

%基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的增長(zhǎng)速度將繼續(xù)放緩。2023年，全球云基礎(chǔ)設(shè)施服

10務(wù)支出將增長(zhǎng)23%。

2022年，中國(guó)傳統(tǒng)云服務(wù)商市場(chǎng)

同樣，SynergyResearchGroup的數(shù)據(jù)顯示，2022年第四季度

全球企業(yè)在云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)方面的支出超過(guò)610億美元。從數(shù)據(jù)來(lái)

看，比2021年第四季度增長(zhǎng)了100多億美元，前四季度的平均增

億美元長(zhǎng)率為31%。由于市場(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大，Synergy認(rèn)為增長(zhǎng)率的下降

79在一定程度上是意料之中的，但毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境也產(chǎn)生

了不利影響。

%

4而對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)而言，2022年是保守的一年，傳統(tǒng)云服務(wù)商市場(chǎng)增

季度增長(zhǎng)率放緩

長(zhǎng)了10%，總額達(dá)到303億美元。Canalys數(shù)據(jù)顯示，2022年第

四季度，云計(jì)算支出總額為79億美元，同比增長(zhǎng)4%。與過(guò)去幾年

的強(qiáng)勁表現(xiàn)（前三年的年增長(zhǎng)率超過(guò)30%）相比，2022年的增長(zhǎng)率

大幅下降。Canalys預(yù)計(jì)，2023年，中國(guó)云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)支出將增

%

12長(zhǎng)12%。

2023年，中國(guó)云基礎(chǔ)設(shè)施服

務(wù)支出將增長(zhǎng)12%

11

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

++++++

++++++

/newsroom/china-cloud-market-Q4-2022

疫情及其限制的影響不容忽視，但實(shí)際上，云計(jì)算行業(yè)增長(zhǎng)動(dòng)力逐步

由互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)企業(yè)。政企客戶對(duì)于云服務(wù)的安全、可控要求較

高，再加上國(guó)資云、算力網(wǎng)絡(luò)等新基建相關(guān)政策，電信運(yùn)營(yíng)商云接捧

互聯(lián)網(wǎng)巨頭成為政企行業(yè)上云的IaaS服務(wù)主力軍。

從中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通2022年年報(bào)業(yè)績(jī)來(lái)看，三家企業(yè)

營(yíng)收、凈利潤(rùn)均實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，云計(jì)算成為拉動(dòng)增長(zhǎng)的主力，2022年：

億元

579?中國(guó)電信天翼云營(yíng)收579億元，同比增長(zhǎng)108%；

108%?聯(lián)通云營(yíng)收361億元，同比增長(zhǎng)121%；

?移動(dòng)云營(yíng)收503億元，同比增長(zhǎng)108%。

作為算力的聚集點(diǎn)，云數(shù)據(jù)中心的規(guī)?；?yīng)使得算力得以普惠

億元化，用戶按需采購(gòu)算力、存儲(chǔ)、帶寬即可開(kāi)展業(yè)務(wù)。隨著國(guó)內(nèi)大模

361型市場(chǎng)的快速發(fā)展對(duì)我國(guó)的基礎(chǔ)算力提出更高的要求，沒(méi)有算力基

%礎(chǔ)，算法等發(fā)展難以為繼。此時(shí)，云計(jì)算廠商的算力基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢(shì)

121凸顯，大模型的爆發(fā)會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多，對(duì)訓(xùn)練的需

求大幅增長(zhǎng)，如何保證算力不衰減，對(duì)算力的高帶寬、存算一體等

提出新要求,需要底層平臺(tái)+分布式框架+加速算法的高效集成。

億元2023年，云計(jì)算廠商開(kāi)始發(fā)布人工智能大模型，4月份，阿里云通

503過(guò)官方微信公眾號(hào)官宣了旗下的超大規(guī)模語(yǔ)言模型；華為云也介紹

%了華為盤(pán)古大模型的架構(gòu)以及應(yīng)用場(chǎng)景，還有在礦山、鐵路、氣象、醫(yī)

108藥分子等細(xì)分行業(yè)的應(yīng)用。

12

未來(lái)，云數(shù)據(jù)中心的的核心依然是：讓算力更加普惠，促使AI大規(guī)

億美元模普及。全方位的算力服務(wù)能力依然是云服務(wù)商競(jìng)爭(zhēng)力的基石，算力

53.9基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率，會(huì)直接影響到云服務(wù)商的創(chuàng)新能力和盈利能力。

2021年中國(guó)Al服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模另外，大模型是一場(chǎng)“AI+云計(jì)算”的全方位競(jìng)爭(zhēng)，超千億參數(shù)的大

模型研發(fā)，并不僅僅是算法問(wèn)題，而是囊括了底層龐大算力、網(wǎng)絡(luò)、大

億美元數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)性工程，需要有超大規(guī)模AI

103.4基礎(chǔ)設(shè)施的支撐。因此，云服務(wù)商不斷優(yōu)化硬件基礎(chǔ)設(shè)施提升算力效

預(yù)計(jì)2025年達(dá)到

率，提供通用計(jì)算、智能計(jì)算能力，通過(guò)云統(tǒng)一管理多種算力，靈活

調(diào)度算力資源，并形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

17.7%

2021~2025年CAGR達(dá)2、智算中心加快智能算力部署

智算中心是服務(wù)于人工智能的數(shù)據(jù)計(jì)算中心，采用領(lǐng)先的人工智能計(jì)

EFLOPS算架構(gòu)，提供人工智能應(yīng)用所需算力服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和算法服務(wù)的公

155.2共算力新型基礎(chǔ)設(shè)施。2022年，智算中心作為發(fā)展最快的一種算力

2021年中國(guó)智能算力規(guī)模供給形式，全球人工智能算力成為主要增量。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，2021年

中國(guó)Al服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模為53.9億美元，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到103.4億

EFLOPS美元，2021~2025年CAGR達(dá)17.7%；2021年中國(guó)智能算力規(guī)模

922.8為155.2EFLOPS，預(yù)計(jì)2025年達(dá)922.8EFLOPS，2021~2025年

預(yù)計(jì)2025年達(dá)到

CAGR達(dá)56.15%。

%在中國(guó)，智算中心發(fā)展尚處于初期階段但發(fā)展迅速。從國(guó)家信息中心

56.15發(fā)布的《智能計(jì)算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)超過(guò)30個(gè)城

2021~2025年CAGR達(dá)

13

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

商湯上海臨港人工智能計(jì)算中心（AIDC）市正在建設(shè)或提出建設(shè)智算中心，整體布局以東部地區(qū)為主，并逐漸

向中西部地區(qū)拓展。

智算中心建設(shè)目的促進(jìn)產(chǎn)業(yè)AI化、AI產(chǎn)業(yè)化，主要應(yīng)用在城市治理、智

能制造、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。2023年火熱的大模型計(jì)算的需求加速了

算力的商業(yè)應(yīng)用以及智算中心的發(fā)展。無(wú)論是智慧城市還是智能制

造、無(wú)人駕駛、數(shù)字孿生等場(chǎng)景，除了要有數(shù)據(jù)支撐以外，還要和各

領(lǐng)域、各場(chǎng)景的知識(shí)模型、機(jī)理模型甚至物理模型相疊加，形成基于

人工智能的新應(yīng)用和場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)。以AI芯片為主的高效率、低成本、大

規(guī)模的智能算力基礎(chǔ)設(shè)施將成為訓(xùn)練AI大模型的前提。比如商湯科

技發(fā)布多模態(tài)多任務(wù)通用大模型“書(shū)生（INTERN）2.5”，其圖文跨

320億模態(tài)開(kāi)放任務(wù)處理能力可為自動(dòng)駕駛、機(jī)器人等通用場(chǎng)景任務(wù)提供高

參數(shù)規(guī)模的通用視覺(jué)模型效精準(zhǔn)的感知和理解能力支持。

多任務(wù)、多模態(tài)的能力需要強(qiáng)大的算力基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里

行參觀的商湯上海臨港人工智能計(jì)算中心（AIDC）一期為例，作為

億SenseCore商湯AI大裝置的算力基座，AIDC基于2.7萬(wàn)塊GPU的

2000并行計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了5.0exaFLOPS的算力輸出，可支持最多20個(gè)

參數(shù)規(guī)模的大模型

千億參數(shù)量超大模型（以千卡并行）同時(shí)訓(xùn)練。目前商湯有320億

參數(shù)規(guī)模的通用視覺(jué)模型，在NLP領(lǐng)域也有接近2000億參數(shù)的大

模型，有能力去訓(xùn)練1800億參數(shù)的多模態(tài)大模型。

億

1800大模型進(jìn)一步促進(jìn)智算中心的發(fā)展。智算中心有技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、建設(shè)

參數(shù)的多模態(tài)大模型

周期長(zhǎng)、資源投入巨大、產(chǎn)業(yè)輻射面廣的特點(diǎn)。一方面，智能算力需

求呈現(xiàn)幾何式增長(zhǎng)，本地智算中心主要服務(wù)本地產(chǎn)業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，無(wú)

14

++++++法向全國(guó)提供算力服務(wù)。另一方面，為了提供相匹配的超大規(guī)模的算

++++++力支撐，通過(guò)算力的生產(chǎn)、聚合、調(diào)度和釋放，支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聚集，亟

需構(gòu)建云化的智能算力網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)情況和各地區(qū)的需求情況進(jìn)行算力

動(dòng)態(tài)調(diào)配，確保已建成的人工智能計(jì)算中心保持高效運(yùn)營(yíng)。

3、超算中心產(chǎn)業(yè)化

超算算力是基于超級(jí)計(jì)超算算力是基于超級(jí)計(jì)算機(jī)等計(jì)算集群所提供的高性能計(jì)算能力，通

算機(jī)等計(jì)算集群所提供過(guò)各種互聯(lián)技術(shù)將多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起，利用所有被連接系

的高性能計(jì)算能力，通過(guò)統(tǒng)的綜合計(jì)算能力來(lái)處理大型計(jì)算問(wèn)題，所以又通常被稱為高性能

各種互聯(lián)技術(shù)將多個(gè)計(jì)計(jì)算集群。目前已有11個(gè)國(guó)家級(jí)超算中心，多個(gè)省級(jí)超算中心和高

算機(jī)系統(tǒng)連接在一起，利校級(jí)超算中心。

用所有被連接系統(tǒng)的綜一般來(lái)說(shuō)，超算中心主要面向科研和科學(xué)計(jì)算進(jìn)行計(jì)算密集型的任務(wù)

合計(jì)算能力來(lái)處理大型處理，應(yīng)用在基礎(chǔ)學(xué)科研究、模擬仿真、氣象環(huán)境、天文地理等領(lǐng)域。

計(jì)算問(wèn)題，所以又通常科學(xué)計(jì)算是大模型之外，AI發(fā)展的另一重要方向，借助HPC，科學(xué)

被稱為高性能計(jì)算集群。計(jì)算對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究和行業(yè)發(fā)展起到重大的推動(dòng)作用。隨著業(yè)務(wù)場(chǎng)景

目前已有11個(gè)國(guó)家級(jí)超越來(lái)越復(fù)雜，AI+HPC的算力融合成為趨勢(shì)。

算中心，多個(gè)省級(jí)超算2022年，超算商業(yè)化進(jìn)程不斷提速，我國(guó)超算進(jìn)入到以應(yīng)用為需求

中心和高校級(jí)超算中心。導(dǎo)向的發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)很多超算中心加強(qiáng)了商業(yè)化運(yùn)行改革，算力服

務(wù)異軍突起，加速科研創(chuàng)新，以云服務(wù)方式提供通用超算資源，為拓

展科學(xué)邊界、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新提供了更強(qiáng)勁的動(dòng)力。從2022年中國(guó)高

性能計(jì)算機(jī)性能TOP100排行榜來(lái)看，應(yīng)用于“算力服務(wù)”的系統(tǒng)

性能份額占比達(dá)到57%，超算中心、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、科學(xué)計(jì)算、視

頻應(yīng)用分別以18%、6%、4%、4%、3%排在其后。

應(yīng)用領(lǐng)域性能份額

++++

15

2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

++++++在應(yīng)用領(lǐng)域新增算力服務(wù)，充分反映了在大數(shù)據(jù)、人工智能算法和算

++++++力三駕馬車協(xié)同配合時(shí)代中算力經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，算力的多樣化正成為高

性能計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

目前，國(guó)家也重視超算互聯(lián)網(wǎng)工程，整合多個(gè)超算中心和云計(jì)算中心

的軟硬件資源，平衡算力的需求與供給，通過(guò)建設(shè)超算資源共享與交

易平臺(tái)，支持算力、數(shù)據(jù)、軟件、應(yīng)用等資源的共享與交易，同時(shí)向

用戶提供多樣化的算力服務(wù)。

多元算力與高速互聯(lián)

自動(dòng)駕駛，云游戲、短視頻、人工智能等應(yīng)用場(chǎng)景呈現(xiàn)多樣化，使得

數(shù)據(jù)中心側(cè)傳統(tǒng)單一的結(jié)構(gòu)難以滿足要求。而隨著非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占比

增大，原來(lái)可以用數(shù)據(jù)庫(kù)二維表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，現(xiàn)在需要對(duì)

海量、多種多樣非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如文本、圖片、語(yǔ)音、視頻）進(jìn)行加

工、處理，自然需要多樣性計(jì)算來(lái)進(jìn)行匹配。

多樣性計(jì)算需求，加速算力格局變換?；趚86的通用計(jì)算繼續(xù)構(gòu)

建數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，依然保持計(jì)算的核心地位。一方面繼續(xù)提供

更強(qiáng)的核心和更多的核心數(shù)滿足客戶不同場(chǎng)景需求，如第四代AMD

EPYC處理器基于業(yè)界領(lǐng)先的5nm的制程工藝，提供多達(dá)96個(gè)“Zen

4”架構(gòu)核心、192線程，以及最大384MB的L3緩存容量。另一方

面，在AI應(yīng)用的規(guī)?；渴鸷蛯?shí)踐中發(fā)揮重要的作用。為了更加充

分地利用CPU的資源，幾年前英特爾就在CPU中內(nèi)置針對(duì)AI進(jìn)行

加速的專用運(yùn)算單元或指令集，英特爾第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器新集

成5種加速器，并搭配以更為簡(jiǎn)單易用、能夠降低部署和優(yōu)化難度

的軟件工具。

而在Arm陣營(yíng)中，算力繼續(xù)快速延伸至服務(wù)器市場(chǎng)，目前在國(guó)外，基

于Arm指令集兼容架構(gòu)的服務(wù)器芯片廠商主要有NVIDIA、Ampere

Computing、亞馬遜和富士通。NVIDIAGraceCPU基于最新的

Armv9架構(gòu)，為AI、HPC、云計(jì)算和超大規(guī)模應(yīng)用而設(shè)計(jì)。如

AmpereComputing（安晟培半導(dǎo)體）致力于為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)創(chuàng)新

的云原生處理器，基于Arm架構(gòu)的AmpereAltra產(chǎn)品系列包括80

核的AmpereAltra和128核的AmpereAltraMax，并最新推出

基于192個(gè)自研核的AmpereOne。目前國(guó)內(nèi)騰訊云、阿里云、優(yōu)

刻得UCloud、京東、字節(jié)跳動(dòng)等多個(gè)超大規(guī)模客戶的數(shù)據(jù)中心已在

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++++++部署AmpereComputing產(chǎn)品。

++++++

亞馬遜云科技(AWS)也發(fā)布采用了Graviton3的C7g應(yīng)用實(shí)例，成

為業(yè)界首款采用ArmNeoverse架構(gòu)并支援DDR5的云端應(yīng)用實(shí)例。

在國(guó)內(nèi)，鯤鵬、飛騰耕耘市場(chǎng)多年，Arm服務(wù)器市場(chǎng)份額持續(xù)增加。

同時(shí)，Arm解決方案已經(jīng)在云服務(wù)商、高性能計(jì)算領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

目前云數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域正在進(jìn)行x86+Arm多元算力的布局。阿里巴

巴浙江云計(jì)算仁和液冷數(shù)據(jù)中心已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用自研CPU芯片倚天

710以及搭載倚天710的阿里云自研磐久服務(wù)器。在2022云棲大

會(huì)期間，阿里云宣布搭載倚天710芯片的阿里云彈性計(jì)算實(shí)例正式

上線，從現(xiàn)場(chǎng)官方公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，在新型云計(jì)算架構(gòu)體系下，倚

天+飛天+CIPU的組合表現(xiàn)亮眼，在大數(shù)據(jù)和AI及高性能計(jì)算、視

頻編解碼等場(chǎng)景下性能可提升20%以上。

騰訊云CVM標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)例SR1，基于主頻達(dá)2.8GHz的AmpereAltra

處理器，結(jié)合全新優(yōu)化虛擬化平臺(tái)，提供了平衡、穩(wěn)定的計(jì)算、內(nèi)存

和網(wǎng)絡(luò)資源。

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2023新型算力中心調(diào)研報(bào)告·算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施新價(jià)值

++++++飛騰系列CPU也是基于Arm指令集兼容架構(gòu)設(shè)計(jì)的處理器，共推出

++++++高性能服務(wù)器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU等多個(gè)系列。

數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行在順義考察了中國(guó)電子按照國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)

準(zhǔn)打造的中國(guó)電子信創(chuàng)云基地，支撐異構(gòu)多節(jié)點(diǎn)云的管理，基于飛騰

Arm架構(gòu)和x86架構(gòu)構(gòu)建云平臺(tái)資源池，其中國(guó)產(chǎn)化飛騰Arm體系

滿足國(guó)家安全規(guī)定，自主安全要求的信創(chuàng)基礎(chǔ)設(shè)施資源池；x86體系

的資源，作為現(xiàn)有部分適配難度較大的業(yè)務(wù)運(yùn)行的非信創(chuàng)過(guò)渡資源

池，服務(wù)諸多央企和政府用戶。

在高性能計(jì)算領(lǐng)域，從全球來(lái)看，全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排行榜

中，已有5臺(tái)基于Arm指令集兼容架構(gòu)處理器構(gòu)建的超級(jí)計(jì)算機(jī)入

圍。同時(shí)，美國(guó)、日本、歐洲也都發(fā)布了多臺(tái)基于Arm指令集兼容

架構(gòu)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)建設(shè)計(jì)劃，Arm指令集兼容架構(gòu)有望成為

未來(lái)HPC的主流技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

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全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500排行榜中基于Arm指令集兼容架構(gòu)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)

SC2022

超算名稱TOP500峰值性能CPU數(shù)量/處理器型號(hào)處理器架構(gòu)部署地部署

排名核數(shù)年份

Fugaku2537.21PFlop/s158976/48A64FX48CArmv8.2-A日本理研計(jì)2020

2.2GHzSVE512位算科學(xué)中心

Wisteria2325.95PFlop/s7680/48A64FX48CArmv8.2-A日本東京大2021

2.2GHzSVE512位學(xué)信息技術(shù)

中心

TOKI-SORA3919.46PFlop/s5760/48A64FX48CArmv8.2-A日本宇宙航2020

2.2GHzSVE512位空工業(yè)振興

機(jī)構(gòu)

Flow877.79PFlop/s2304/48A64FX48CArmv8.2-A日本名古屋2020

2.2GHzSVE512位大學(xué)信息技

術(shù)中心

Astra4672.30PFlop/s3990/36MarvellArmv8.1美國(guó)桑迪亞2018