當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重塑全球經(jīng)濟(jì)版圖，作為集信息計(jì)算力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)力、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力于一體的數(shù)字技術(shù)“算力底座”，正日趨成為全球新一輪科技競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。AIGC、AI大模型等人工智能前沿技術(shù)應(yīng)用的不斷延伸和涌現(xiàn)，推動(dòng)算力互聯(lián)的智能時(shí)代拐點(diǎn)加速到來(lái)，驅(qū)動(dòng)算力規(guī)模增長(zhǎng)飛輪、算力技術(shù)多元?jiǎng)?chuàng)新及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化重構(gòu)。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新型生產(chǎn)力，算力，正在被賦予越來(lái)越豐富的內(nèi)涵。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展分別呈現(xiàn)出哪些新特點(diǎn)，又將如何賦能千行百業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？如何研判智算產(chǎn)業(yè)未來(lái)主要趨勢(shì)、挑戰(zhàn)和機(jī)遇？……透過(guò)中國(guó)信通院發(fā)布的《中國(guó)算力發(fā)展指數(shù)白皮書(shū)（2023）》，我們或許可以找到答案。
全球算力規(guī)模持續(xù)走高，算力“軍備競(jìng)賽”步入白熱化階段
2022年全球數(shù)據(jù)總量和算力規(guī)模繼續(xù)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。大語(yǔ)言模型掀起的“生成式AI”風(fēng)暴持續(xù)席卷全球，進(jìn)一步引爆算力資源需求井噴。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年全球數(shù)據(jù)總產(chǎn)量達(dá)81ZB，過(guò)去五年平均增速超過(guò)25%。另?yè)?jù)中國(guó)信通院測(cè)算，2022年全球計(jì)算設(shè)備算力總規(guī)模達(dá)到906EFlops，增速達(dá)47%，其中基礎(chǔ)算力規(guī)模（FP323）為440EFlops，智能算力規(guī)模（換算為 FP32）為451EFlops。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)，到2025年全球計(jì)算設(shè)備算力總規(guī)模將超過(guò)3ZFlops，至2030年將超過(guò)20ZFlops。
隨著通用AI“千億參數(shù)時(shí)代”的到來(lái)，創(chuàng)新算法、模型迭代下的訓(xùn)練和推理計(jì)算量高速擴(kuò)張，全球主要國(guó)家和地區(qū)持續(xù)加碼推進(jìn)算力發(fā)展，AI大模型激戰(zhàn)正酣，算力博弈愈演愈烈，從算力水平方面來(lái)看，美國(guó)、中國(guó)、歐洲、日本在全球算力規(guī)模中的份額分別為34%、33%、17%和4%，中美兩國(guó)占比與2021年持平，其中全球基礎(chǔ)算力競(jìng)爭(zhēng)仍以美國(guó)和中國(guó)為第一梯隊(duì)，且兩國(guó)差距呈逐步縮小態(tài)勢(shì)。在智能算力方面，中國(guó)、美國(guó)處于領(lǐng)先地位，按照近6年AI服務(wù)器算力總量估算，中美兩國(guó)全球算力占比分別為39%和31%。
全球各國(guó)算力規(guī)模與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平亦存在顯著關(guān)聯(lián)，2022年算力規(guī)模前20 的國(guó)家中有17個(gè)是全球排名前20的經(jīng)濟(jì)體，且前五名排名一致，其中美國(guó)和中國(guó)依然分列前兩位，同處于領(lǐng)跑者位置。
我國(guó)算力賦能效應(yīng)持續(xù)顯現(xiàn)，算力創(chuàng)新邊界不斷擴(kuò)大
2022年我國(guó)算力規(guī)模穩(wěn)步提升，算力產(chǎn)業(yè)加速壯大升級(jí)。近6年來(lái)我國(guó)累計(jì)出貨超過(guò)2091萬(wàn)臺(tái)通用服務(wù)器、82萬(wàn)臺(tái)AI服務(wù)器，2022年我國(guó)計(jì)算設(shè)備算力總規(guī)模達(dá)到302EFlops，全球占比約為33%，連續(xù)兩年增速超過(guò)50%，高于全球增速。其中基礎(chǔ)算力規(guī)模為120 EFlops，占比約40%，以26%的增速穩(wěn)定增長(zhǎng)。截至目前，我國(guó)算力總規(guī)模位居全球第二，近5年年均增速近30%。
另一方面，我國(guó)算力創(chuàng)新能力持續(xù)增強(qiáng)，行業(yè)賦能效應(yīng)日益凸顯。算力發(fā)展對(duì)我國(guó)GDP增長(zhǎng)的拉動(dòng)作用顯著，在2016-2022年期間，我國(guó)算力規(guī)模平均每年增長(zhǎng)46%，數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)14.2%，GDP增長(zhǎng)8.4%。更多算力應(yīng)用新業(yè)態(tài)、新模式正加速涌現(xiàn)，我國(guó)算力應(yīng)用已從互聯(lián)網(wǎng)、電子政務(wù)等傳統(tǒng)領(lǐng)域，向電信、金融、醫(yī)療、制造、教育等行業(yè)加快滲透，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要支點(diǎn)。“東數(shù)西算”等戰(zhàn)略統(tǒng)籌優(yōu)化算力格局、智能計(jì)算中心等“綠色計(jì)算底座”加快布局……我國(guó)算力正在實(shí)現(xiàn)“質(zhì)”與“量”的雙向提升。
2022年我國(guó)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)近兩萬(wàn)件，先進(jìn)計(jì)算領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新成果。一是基礎(chǔ)軟硬件持續(xù)突破。GPU芯片、AI芯片自研成為創(chuàng)新熱點(diǎn)，壁仞科技推出BR100系列GPU，單芯片峰值算力達(dá)到PFlops 級(jí)別；我國(guó)首個(gè)開(kāi)源桌面操作系統(tǒng)“開(kāi)放麒麟1.0”正式發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)擁有了操作系統(tǒng)組件自主選型、操作系統(tǒng)獨(dú)立構(gòu)建的能力。二是新興計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)加速布局。百度推出的由AI計(jì)算、AI存儲(chǔ)、AI容器三部分組成的百舸AI異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，具有高性能、高彈性、高速互聯(lián)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。三是前沿計(jì)算技術(shù)多維突破。南方科技大學(xué)聯(lián)合福州大學(xué)、清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在量子糾錯(cuò)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，延長(zhǎng)了量子信息的存儲(chǔ)時(shí)間，相關(guān)結(jié)果優(yōu)于無(wú)糾錯(cuò)編碼邏輯量子比特。我國(guó)推進(jìn)“量子+經(jīng)典”算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，國(guó)內(nèi)首個(gè)量子人工智能計(jì)算中心太湖量子智算中心揭牌。
智能算力發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，成為算力增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?/strong>
隨著AI與千行百業(yè)加速交融，圍繞“大算力+大數(shù)據(jù)+大模型”，可為大規(guī)模人工智能算法和模型訓(xùn)練、推理提供基礎(chǔ)支撐的智能算力需求不斷釋放，智能算力成為算力增長(zhǎng)新曲線。
從基礎(chǔ)設(shè)施側(cè)看，我國(guó)數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心加快部署，據(jù)工信部數(shù)據(jù)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施算力規(guī)模達(dá)到180EFlops，位居全球第二。截至2022年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)650萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，截至2023年6月，已投運(yùn)智能計(jì)算中心達(dá)25個(gè)，在建智能計(jì)算中心超20個(gè)。地方依托智能計(jì)算中心，為當(dāng)?shù)乜蒲性核推笫聵I(yè)單位提供普惠算力，在支撐科研創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的同時(shí)培育人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推進(jìn)人工智能應(yīng)用創(chuàng)新。
從計(jì)算設(shè)備側(cè)看，2022 年通用服務(wù)器出貨量達(dá)384.6 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)3%，AI服務(wù)器出貨量達(dá)到28萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)23%，智能算力規(guī)模達(dá)到178.5 EFlops，增速為72%，在我國(guó)算力占比達(dá)59%，成為算力增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2026年中國(guó)智能算力規(guī)模將進(jìn)入每秒十萬(wàn)億億次浮點(diǎn)計(jì)算（ZFlops）級(jí)別，達(dá)到1271.4EFLOPS，2021-2026年，智能算力規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)52.3%，遠(yuǎn)超同期18.5%的通用算力規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率。日漸優(yōu)化的高性能計(jì)算與智能算力將讓更多數(shù)據(jù)價(jià)值得以充分挖掘，推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)向著智能高效、普惠便捷的方向加速演進(jìn)。
京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈等區(qū)域算力發(fā)展保持領(lǐng)先水平, 各省份算力發(fā)展指數(shù)與其經(jīng)濟(jì)規(guī)模呈顯著正相關(guān)
2023 年白皮書(shū)在 2022 年的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了對(duì)我國(guó)算力發(fā)展水平的評(píng)價(jià)，結(jié)合各地算力基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模、技術(shù)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展水平等指標(biāo)衡量各城市算力發(fā)展程度，客觀評(píng)估我國(guó)整體、各省份及各城市現(xiàn)階段的算力發(fā)展水平，并以此進(jìn)一步給出我國(guó)算力二十強(qiáng)市榜單，其中，北京、上海算力發(fā)展水平領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯；廣東、江蘇入圍城市數(shù)量最多。
數(shù)據(jù)顯示,2022年我國(guó)算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬(wàn)億元, 算力每投入1元，帶動(dòng)3至4元的GDP經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。2022 年數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模和地區(qū)生產(chǎn)總值較高的省份，算力發(fā)展水平也較高。京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈等區(qū)域算力發(fā)展水平持續(xù)保持領(lǐng)先，其中廣東、北京、江蘇、浙江、山東、上海排名前六，位于第一梯隊(duì)，山東首次超越上海位列第五。中西部核心省份算力發(fā)展日益崛起，算力發(fā)展指數(shù)相較2021 年平均增長(zhǎng)率達(dá)35%，但技術(shù)產(chǎn)業(yè)薄弱、發(fā)展環(huán)境亟待優(yōu)化等藩籬仍待打破。
據(jù)測(cè)算，算力發(fā)展指數(shù)每提高1點(diǎn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)約570億元 (約占全國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模的1.14%)，地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)約1285億元 (約占全國(guó)GDP的 1.06%)。從白皮書(shū)調(diào)研數(shù)據(jù)可以看出，整體而言,2022年算力對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)作用相較2021年有所下滑，主要?dú)w因于算力增長(zhǎng)的同時(shí)，邊際效用的逐漸凸顯及算力增長(zhǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用的滯后性，從算力建成到釋放最大效能通常需要經(jīng)歷1-3年的緩沖期。
