當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重塑全球經(jīng)濟版圖，作為集信息計算力、數(shù)據(jù)存儲力、網(wǎng)絡運載力于一體的數(shù)字技術“算力底座”，正日趨成為全球新一輪科技競爭焦點和驅動經(jīng)濟社會高質量發(fā)展的新引擎。AIGC、AI大模型等人工智能前沿技術應用的不斷延伸和涌現(xiàn)，推動算力互聯(lián)的智能時代拐點加速到來，驅動算力規(guī)模增長飛輪、算力技術多元創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化重構。作為數(shù)字經(jīng)濟時代的新型生產(chǎn)力，算力，正在被賦予越來越豐富的內涵。
當前國內外算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展分別呈現(xiàn)出哪些新特點，又將如何賦能千行百業(yè)高質量發(fā)展？如何研判智算產(chǎn)業(yè)未來主要趨勢、挑戰(zhàn)和機遇？……透過中國信通院發(fā)布的《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書（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)高速增長態(tài)勢。大語言模型掀起的“生成式AI”風暴持續(xù)席卷全球，進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81ZB，過去五年平均增速超過25%。另據(jù)中國信通院測算，2022年全球計算設備算力總規(guī)模達到906EFlops，增速達47%，其中基礎算力規(guī)模（FP323）為440EFlops，智能算力規(guī)模（換算為 FP32）為451EFlops。預計未來五年全球算力規(guī)模將以超過50%的速度增長，到2025年全球計算設備算力總規(guī)模將超過3ZFlops，至2030年將超過20ZFlops。
隨著通用AI“千億參數(shù)時代”的到來，創(chuàng)新算法、模型迭代下的訓練和推理計算量高速擴張，全球主要國家和地區(qū)持續(xù)加碼推進算力發(fā)展，AI大模型激戰(zhàn)正酣，算力博弈愈演愈烈，從算力水平方面來看，美國、中國、歐洲、日本在全球算力規(guī)模中的份額分別為34%、33%、17%和4%，中美兩國占比與2021年持平，其中全球基礎算力競爭仍以美國和中國為第一梯隊，且兩國差距呈逐步縮小態(tài)勢。在智能算力方面，中國、美國處于領先地位，按照近6年AI服務器算力總量估算，中美兩國全球算力占比分別為39%和31%。
全球各國算力規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展水平亦存在顯著關聯(lián)，2022年算力規(guī)模前20 的國家中有17個是全球排名前20的經(jīng)濟體，且前五名排名一致，其中美國和中國依然分列前兩位，同處于領跑者位置。
我國算力賦能效應持續(xù)顯現(xiàn)，算力創(chuàng)新邊界不斷擴大
2022年我國算力規(guī)模穩(wěn)步提升，算力產(chǎn)業(yè)加速壯大升級。近6年來我國累計出貨超過2091萬臺通用服務器、82萬臺AI服務器，2022年我國計算設備算力總規(guī)模達到302EFlops，全球占比約為33%，連續(xù)兩年增速超過50%，高于全球增速。其中基礎算力規(guī)模為120 EFlops，占比約40%，以26%的增速穩(wěn)定增長。截至目前，我國算力總規(guī)模位居全球第二，近5年年均增速近30%。
另一方面，我國算力創(chuàng)新能力持續(xù)增強，行業(yè)賦能效應日益凸顯。算力發(fā)展對我國GDP增長的拉動作用顯著，在2016-2022年期間，我國算力規(guī)模平均每年增長46%，數(shù)字經(jīng)濟增長14.2%，GDP增長8.4%。更多算力應用新業(yè)態(tài)、新模式正加速涌現(xiàn)，我國算力應用已從互聯(lián)網(wǎng)、電子政務等傳統(tǒng)領域，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)字化轉型的重要支點�！皷|數(shù)西算”等戰(zhàn)略統(tǒng)籌優(yōu)化算力格局、智能計算中心等“綠色計算底座”加快布局……我國算力正在實現(xiàn)“質”與“量”的雙向提升。
2022年我國計算機領域發(fā)明申請近兩萬件，先進計算領域涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新成果。一是基礎軟硬件持續(xù)突破。GPU芯片、AI芯片自研成為創(chuàng)新熱點，壁仞科技推出BR100系列GPU，單芯片峰值算力達到PFlops 級別；我國首個開源桌面操作系統(tǒng)“開放麒麟1.0”正式發(fā)布，標志著我國擁有了操作系統(tǒng)組件自主選型、操作系統(tǒng)獨立構建的能力。二是新興計算平臺系統(tǒng)加速布局。百度推出的由AI計算、AI存儲、AI容器三部分組成的百舸AI異構計算平臺，具有高性能、高彈性、高速互聯(lián)等優(yōu)勢特點。三是前沿計算技術多維突破。南方科技大學聯(lián)合福州大學、清華大學研究團隊在量子糾錯領域實現(xiàn)突破，延長了量子信息的存儲時間，相關結果優(yōu)于無糾錯編碼邏輯量子比特。我國推進“量子+經(jīng)典”算力基礎設施建設，國內首個量子人工智能計算中心太湖量子智算中心揭牌。
智能算力發(fā)展勢頭強勁，成為算力增長的主要動力
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練、推理提供基礎支撐的智能算力需求不斷釋放，智能算力成為算力增長新曲線。
從基礎設施側看，我國數(shù)據(jù)中心、智能計算中心加快部署，據(jù)工信部數(shù)據(jù)，我國基礎設施算力規(guī)模達到180EFlops，位居全球第二。截至2022年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模超過650萬標準機架，截至2023年6月，已投運智能計算中心達25個，在建智能計算中心超20個。地方依托智能計算中心，為當?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)的同時培育人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推進人工智能應用創(chuàng)新。
從計算設備側看，2022 年通用服務器出貨量達384.6 萬臺，同比增長3%，AI服務器出貨量達到28萬臺，同比增長23%，智能算力規(guī)模達到178.5 EFlops，增速為72%，在我國算力占比達59%，成為算力增長的主要驅動力。據(jù)IDC預測，預計到2026年中國智能算力規(guī)模將進入每秒十萬億億次浮點計算（ZFlops）級別，達到1271.4EFLOPS，2021-2026年，智能算力規(guī)模年復合增長率預計將達52.3%，遠超同期18.5%的通用算力規(guī)模年復合增長率。日漸優(yōu)化的高性能計算與智能算力將讓更多數(shù)據(jù)價值得以充分挖掘，推動現(xiàn)代社會向著智能高效、普惠便捷的方向加速演進。
京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經(jīng)濟圈等區(qū)域算力發(fā)展保持領先水平, 各省份算力發(fā)展指數(shù)與其經(jīng)濟規(guī)模呈顯著正相關
2023 年白皮書在 2022 年的基礎上，加強了對我國算力發(fā)展水平的評價，結合各地算力基礎設施規(guī)模、技術發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)應用發(fā)展水平等指標衡量各城市算力發(fā)展程度，客觀評估我國整體、各省份及各城市現(xiàn)階段的算力發(fā)展水平，并以此進一步給出我國算力二十強市榜單，其中，北京、上海算力發(fā)展水平領先優(yōu)勢明顯；廣東、江蘇入圍城市數(shù)量最多。
數(shù)據(jù)顯示,2022年我國算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到1.8萬億元, 算力每投入1元，帶動3至4元的GDP經(jīng)濟增長。2022 年數(shù)字經(jīng)濟規(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、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經(jīng)濟圈等區(qū)域算力發(fā)展水平持續(xù)保持領先，其中廣東、北京、江蘇、浙江、山東、上海排名前六，位于第一梯隊，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 年平均增長率達35%，但技術產(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)測算，算力發(fā)展指數(shù)每提高1點，數(shù)字經(jīng)濟增長約570億元 (約占全國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模的1.14%)，地區(qū)生產(chǎn)總值增長約1285億元 (約占全國GDP的 1.06%)。從白皮書調研數(shù)據(jù)可以看出，整體而言,2022年算力對數(shù)字經(jīng)濟和地區(qū)生產(chǎn)總值增長的驅動作用相較2021年有所下滑，主要歸因于算力增長的同時，邊際效用的逐漸凸顯及算力增長對經(jīng)濟帶動作用的滯后性，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。
