带你三分钟了解算力

一、何为算力

算力是设备通过处理数据,实现特定结果输出的计算能力,常用FLOPS作为计量单位。FLOPS是Floating-point Operations Per Second的缩写,即每秒所能够进行的浮点运算数目(每秒浮点运算量)。

一个MFLOPS(megaFLOPS)等于每秒一佰万(=10^6)次的浮点运算;

一个GFLOPS(gigaFLOPS)等于每秒十亿(=10^9)次的浮点运算;

一个TFLOPS(teraFLOPS)等于每秒一万亿(=10^12)次的浮点运算;

一个PFLOPS(petaFLOPS)等于每秒一千万亿(=10^15)次的浮点运算;

一个EFLOPS(exaFLOPS)等于每秒一百亿亿次(=10^18)次的浮点运算。

算力可以分为基础算力、智能算力和超算算力:

(1)基础算力,由基于CPU芯片的服务器所提供的算力,主要用于基础通用计算。日常提到的云计算、边缘计算等都属于基础算力,它为移动计算、物联网等提供计算支持。基础算力占整体算力的比重由2016年的95%下降至2020年的57%,但其依旧是算力主力。

(2)智能算力,由基于GPU、FPGA、ASIC等AI芯片的加速计算平台提供的算力,主要用于人工智能的训练和推理计算,比如语音、图像和视频的处理。在技术架构上,人工智能的核心计算能力由训练、推理等专用计算芯片提供,注重单精度、半精度等多样化计算能力。在应用方面,人工智能计算中心主要支持人工智能与传统行业的融合创新与应用,提升传统行业的生产效率,在自动驾驶,辅助诊断、智能制造等方面大显身手。智能算力规模近年增长迅速,在整体算力中的占比已由2016年的3%提升至2020年的41%,预计到2023年智能算力的占比将提升至70%。

(3)超算算力,由超级计算机等高性能计算集群所提供的算力,主要用于尖端科学领域的计算,比如行星模拟、药物分子设计、基因分析等等。在技术架构上,超算的核心计算能力由高性能CPU或协处理器提供,注重双精度通用计算能力,追求精确的数值计算。在应用方面,超算中心主要应用于重大工程或科学计算领域的通用和大规模科学计算,如新材料、新能源、新药设计、高端装备制造、航空航天飞行器设计等领域的研究。超算算力在整体算力中的占比较为稳定,约为2%。

图1 算力分类

二、现状趋势

2015年以来,我国数据增量年均增速超过30%,2019年我国产生的数据量约占全球的9.3%,居世界第二。由此,对算力的需求也越来越高。目前,我国数据中心规模已达500万标准机架,算力达到130EFLOPS。随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透,全社会对算力需求十分迫切,预计每年将以20%以上的速度快速增长。

来源:中国信息通信研究院
图2 我国算力发展规模及增速

2022年2月,国家发展改革委等多部门联合发文,“东数西算”工程全面启动,推进构建国家算力网络体系。

在需求与政策的双重驱动下,全国多地在加快算力基础设施建设。据测算,2020年我国基础算力规模为77 EFLOPS,智能算力为56.23 EFLOPS。但到2025年,我国基础算力和智能算力总量将分别超过300 EFLOPS和1800 EFLOPS(智能算力大幅超越基础算力)。

AI复杂模型、复杂场景的计算需求进一步催生面向AI的算力基础设施的需求,目前智能计算中心是发展重点。智能计算中心主要是指基于最新人工智能理论,采用先进的人工智能芯片,针对人工智能多样场景的海量数据处理、智能算法加速、高速训练推理等计算需求,提供共性的算力、算数、算法服务的新型算力基础设施。

三、产业意义

算力发展推动我国产业数字化走向深入。我国在算力基础设施的支撑下,电子商务、平台经济、共享经济等数字化新模式接替涌现,工业互联网、智能制造等全面加速,为我国产业数字化持续健康发展输出强劲动力。2020年,我国产业数字化规模达31.7万亿元,占GDP比重为31.2%,同比名义增长10.3%,占数字经济比重由2015年的74.3%提升至2020年的80.9%。

算力产业对我国经济社会和产业能级的带动作用日益增强。通过国家投入产出表模型计算,2020年以计算机为代表的算力产业规模达到2万亿元,直接带动经济总产出1.7万亿元,间接带动经济总产出6.3万亿元,即在算力产业中每投入1元,平均将带动3~4元的经济产出。

来源:国家统计局、中国信息通信研究院
图3 我国算力投入对经济总产出的带动作用


最新文章