智能算力，數(shù)字經(jīng)濟新引擎

 

位于浙江杭州的算力小鎮(zhèn)，以產(chǎn)學研一體的算力研究院與超算企業(yè)為抓手，有力助推城市的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型與發(fā)展。圖為從空中俯瞰中國（杭州）算力小鎮(zhèn)。龍 巍攝

 

每秒百億、千億次的浮點運算能力，拍字節(jié)（PB）級的數(shù)據(jù)存儲規(guī)模……許多人可能對這些指標沒有太多概念，但如果說起春節(jié)檔電影中的特效、渲染和人臉識別、智能客服、語音翻譯等應(yīng)用，大家應(yīng)該不會感到陌生。

 

看得見的應(yīng)用背后，是看不見的智能算力在支撐?；谧钚氯斯ぶ悄芾碚摗⒉捎妙I(lǐng)先人工智能計算架構(gòu)，提供算力服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和算法服務(wù)的智能計算中心（簡稱“智算中心”），在推進人工智能和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。近日，由國家信息中心聯(lián)合浪潮信息發(fā)布的《智能計算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》（以下簡稱《指南》）顯示，全國目前有超過30個城市正在建設(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。智算中心的創(chuàng)新發(fā)展，有望成為帶動人工智能及相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎。

 

算力資源是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要底座

 

前不久，位于浙江寧波高新區(qū)的人工智能超算中心（一期）項目正式上線運營，可提供100P（即PFLOPS，1PFLOPS=1千萬億次浮點運算/秒）的半精度人工智能算力；在天津，智能計算中心項目一期工程于去年底完工，項目覆蓋850余家企業(yè)及科研院所，達成意向合作算力空間120P；去年5月正式上線的成都智算中心，近期集中簽約多個項目，聚焦智慧醫(yī)療、智慧辦公等應(yīng)用場景……

 

算力資源是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要底座。隨著數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，數(shù)字化新事物、新業(yè)態(tài)、新模式推動應(yīng)用場景向多元化發(fā)展，算力規(guī)模不斷擴大，算力需求持續(xù)攀升。工信部日前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年，全國在用數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模超過650萬標準機架；近5年，算力總規(guī)模年均增速超過25%。

 

當算力在千行百業(yè)落地應(yīng)用時，不同精度的算力需要“適配”多樣化的應(yīng)用場景。特別是隨著人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，算力結(jié)構(gòu)也隨之演化，對智能算力的需求與日俱增。

 

“通用計算的概念區(qū)別于智能計算、超級計算等專用計算，是指原有CPU和GPU協(xié)同工作提供的通用型算力，其中CPU承擔主計算工作，GPU用于圖像處理，適用范圍更廣。但在人工智能計算場景下，其計算效率較低，相同浮點運算次數(shù)下，需要消耗更多算力資源。”阿里云相關(guān)技術(shù)專家介紹，智能計算則是以異構(gòu)計算資源為核心，通常面向人工智能訓練和推理的需求，因其專用性，在面向人工智能場景時性能和能耗更優(yōu)。

 

國際數(shù)據(jù)公司（IDC）等發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國智能算力規(guī)模達到268百億億次/秒（EFLOPS），超過通用算力規(guī)模；預(yù)計未來5年，中國智能算力規(guī)模的年復合增長率將達52.3%。“智能算力規(guī)模持續(xù)快速增長，智算中心適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求的變化，提供一種更好更新的計算力供給模式。未來，智算中心將成為智慧時代主要的計算力生產(chǎn)中心和供應(yīng)中心。”國家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部主任單志廣認為。

 

智算中心發(fā)展呈現(xiàn)新趨勢，為各類技術(shù)創(chuàng)新提供支撐

 

近年來，從國家到地方再到各類市場主體，都在大力推進算力資源布局建設(shè)，智算中心發(fā)展呈現(xiàn)算力的規(guī)模需求快速增加、圍繞算法的服務(wù)模式持續(xù)完善、普適樸實普惠的服務(wù)生態(tài)逐步構(gòu)建、綠色低碳的發(fā)展格局加速形成等新趨勢。

 

單志廣解釋，智算中心能夠提供大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和高性能智能計算支撐，將經(jīng)濟、社會、產(chǎn)業(yè)中各種模型和經(jīng)驗“固化”下來，形成了新的生產(chǎn)力；大規(guī)模、大參數(shù)量預(yù)訓練模型的出現(xiàn)，又使“預(yù)訓練大模型+下游任務(wù)微調(diào)”的新范式，成為解決人工智能技術(shù)落地難問題的突破口；智算中心形成集算力、算法、數(shù)據(jù)、運營于一體的服務(wù)生態(tài)，加快了人工智能的普惠化；隨著人工智能服務(wù)器功率密度的提升和應(yīng)用場景的不斷拓展，液冷等節(jié)能降耗新技術(shù)將得到進一步推廣應(yīng)用。

 

過去一年，人工智能應(yīng)用向縱深發(fā)展：利用AI技術(shù)自動生成內(nèi)容的生產(chǎn)方式（AIGC）打造的“數(shù)字人”效果媲美真人水平；人工智能預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)給基礎(chǔ)研究帶來全新的研究手段；人工智能驅(qū)動的聊天機器人能夠?qū)W習和理解人類的語言并與人類進行對話；華為云開發(fā)的“盤古氣象大模型”在預(yù)報臺風軌跡和登陸時間方面大顯身手……

 

人工智能是創(chuàng)新的加速器，智算中心則可以為各類技術(shù)創(chuàng)新提供支撐。一方面，智算中心可以為構(gòu)建安全可信、可復用的技術(shù)研發(fā)環(huán)境提供算力設(shè)施支撐，為各領(lǐng)域科技研發(fā)提供智能計算服務(wù)，加速科技研發(fā)的進程；另一方面，智算中心是新一代信息技術(shù)的集成應(yīng)用載體，智算中心的快速建設(shè)推廣與規(guī)模化應(yīng)用將推動通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速迭代，從而促進技術(shù)創(chuàng)新。

 

2022年8月，阿里云推出全棧智能計算解決方案“飛天智算平臺”，支撐建設(shè)兩座超大規(guī)模智算中心。其中，張北智算中心算力建設(shè)規(guī)模為12百億億次/秒，烏蘭察布智算中心建設(shè)規(guī)模為3百億億次/秒，為用戶提供智能計算服務(wù)、支撐行業(yè)創(chuàng)新。北京大學化學與分子工程學院靶向藥物研究就受益于此。研究團隊通過應(yīng)用智能計算解決方案，構(gòu)建了“超大規(guī)模蛋白—配體復合物動力學”數(shù)據(jù)集，計算效率大為提升，為人工智能輔助的活性預(yù)測模型提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

 

智算中心還為新業(yè)態(tài)提供了土壤。比如，智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)就在智能算力的支撐下駛上“快車道”。今年1月，毫末智行科技有限公司建立每秒浮點運算達到67億億次的智算中心，有效降低了自動駕駛模型訓練成本，大幅提升了計算效率，車端感知架構(gòu)實現(xiàn)升級。根據(jù)《指南》的測算，“十四五”期間，在智算中心實現(xiàn)80%應(yīng)用水平的情況下，城市對智算中心的投資，可帶動人工智能核心產(chǎn)業(yè)增長約2.9至3.4倍；智算中心能夠帶動人工智能及相關(guān)產(chǎn)業(yè)倍速增長，成為經(jīng)濟增長的新動力。

 

以應(yīng)用為導向，堅持開源開放、集約高效、綠色普惠原則建設(shè)智算中心

 

從政策層面看，中國高度重視人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，智能算力發(fā)展的基礎(chǔ)逐漸夯實。

 

2017年出臺的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》就提出“建立人工智能超級計算中心”；2020年，國家發(fā)改委將“以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施”納入新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；2021年7月印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年》提出“加快高性能、智能計算中心部署”；2022年1月，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出“打造智能算力、通用算法和開發(fā)平臺一體化的新型智能基礎(chǔ)設(shè)施”；隨著“東數(shù)西算”工程全面實施，智算中心建設(shè)也進入了加快發(fā)展的新階段。

 

單志廣認為，智算中心在發(fā)展過程中也存在概念認知不清晰、建設(shè)標準不統(tǒng)一、應(yīng)用場景不豐富、運營模式不成熟等問題。“比如，智能計算中心建設(shè)的架構(gòu)體系、數(shù)據(jù)接口、信息安全、軟硬件規(guī)范等方面仍缺少較為通用的標準體系，將帶來屬地化、碎片化風險，不利于跨區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新和生態(tài)構(gòu)建。”他舉例說。

 

針對智算中心發(fā)展的新形勢和挑戰(zhàn)，單志廣表示，智算中心應(yīng)以應(yīng)用為導向，堅持開源開放、集約高效、綠色普惠的建設(shè)原則。一方面，智算中心的建設(shè)要以開放硬件和開源軟件為主，融合多元算力，實現(xiàn)算力的聚合、調(diào)度、釋放，讓智算中心“用起來、用得好”；另一方面，要朝著標準化、集約化、低門檻和綠色低碳方向發(fā)展，通過算力+算法的一體化、基建化，發(fā)揮出智算中心普惠高效的賦能效果。“要讓智能算力像水、電一樣，成為城市的公共基礎(chǔ)資源，為用戶提供功能豐富、使用便捷的智能算力、算法服務(wù)和個性化開發(fā)服務(wù)，實現(xiàn)‘帶著數(shù)據(jù)來、拿著成果走’。”單志廣說。

 

浪潮信息高級副總裁劉軍認為，智算中心的很多“技術(shù)組件”已經(jīng)具備了一定的發(fā)展基礎(chǔ)，關(guān)鍵是如何基于已有的技術(shù)基礎(chǔ)進行相應(yīng)集成與融合，面向人工智能應(yīng)用提供算力、算法以及相應(yīng)的服務(wù)。

 

算力就是生產(chǎn)力，智能算力就是創(chuàng)新力。單志廣表示：“新基建要通過打通數(shù)據(jù)流、打通信息的‘大動脈’來支撐各類創(chuàng)新。智能計算將為經(jīng)濟增長提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新的新動力。”