算力需求狂飆,萬億產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的破局之道在哪?

《報(bào)告》認(rèn)為,算力作為新興生產(chǎn)要素,加大算力投資可能帶來一國(或地區(qū))穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率的躍升,算力先發(fā)國家或地區(qū)的優(yōu)勢會(huì)隨著算力投資比重的增加進(jìn)一步獲得強(qiáng)化,算力資本、算力服務(wù)協(xié)同互補(bǔ),賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

本文來自微信公眾號“元宇宙三十人論壇”。

繼能源爭奪戰(zhàn)之后,人類社會(huì)下一個(gè)爭奪目標(biāo)可能是什么?

是算力。

OpenAI帶火了人工智能,GPT大模型讓算力爭奪戰(zhàn)進(jìn)入白熱化,算力對經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用已經(jīng)超乎想象。

由IDC、浪潮信息和清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院聯(lián)合發(fā)布的《2022—2023全球計(jì)算力指數(shù)評估報(bào)告》(*文末獲取報(bào)告)指出,在全球GDP增長乏力的背景下,數(shù)字經(jīng)濟(jì)保持強(qiáng)勁增長,算力是經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動(dòng)力。

《報(bào)告》認(rèn)為,算力作為新興生產(chǎn)要素,加大算力投資可能帶來一國(或地區(qū))穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率的躍升,算力先發(fā)國家或地區(qū)的優(yōu)勢會(huì)隨著算力投資比重的增加進(jìn)一步獲得強(qiáng)化,算力資本、算力服務(wù)協(xié)同互補(bǔ),賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

可見,算力已經(jīng)成為繼石油和數(shù)據(jù)之后又一個(gè)新的生產(chǎn)力。未來誰掌握了算力,誰的競爭優(yōu)勢將會(huì)更加強(qiáng)大。

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誠然,算力的發(fā)展不能一蹴而就,目前我國算力產(chǎn)業(yè)還存在諸多問題、地區(qū)和行業(yè)發(fā)展仍不均衡,供需矛盾凸顯。未來如何尋求供需平衡點(diǎn),如何在有限供給下,合理調(diào)配算力在各地區(qū)和行業(yè)之間的有效配置?如何讓算力更好地為社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展賦能?已成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中繞不開的話題。

算力已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動(dòng)力

2022年ChatGPT上線后迅速走紅,僅用5天時(shí)間用戶規(guī)模突破百萬大關(guān),2個(gè)月后月活躍用戶數(shù)更是達(dá)到1億。

3月16日,百度發(fā)布“文心一言”;3月29日,周鴻祎展示“360版本的GPT”;此后是“通義千問”“商湯日日新”……僅2023年上半年,國內(nèi)就有80余個(gè)團(tuán)隊(duì)陸續(xù)宣布進(jìn)入該領(lǐng)域。

“盡管全球GDP增長普遍放緩,但數(shù)字經(jīng)濟(jì)依然保持強(qiáng)勁增長。”IDC中國副總裁周震剛在分析上述報(bào)告時(shí)強(qiáng)調(diào),算力已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動(dòng)力。

在全球多個(gè)行業(yè)的Top30企業(yè)中,IT投入的增加會(huì)帶來不同程度的實(shí)際收益,報(bào)告顯示IT每投入1美元,在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)可拉動(dòng)22美元的營收額與2美元利潤產(chǎn)出;在制造行業(yè)可拉動(dòng)45美元的營收額和6美元利潤產(chǎn)出。

“更多用戶看到了算力對促進(jìn)業(yè)務(wù)發(fā)展的深層次作用。”浪潮信息副總裁張東認(rèn)為,在傳統(tǒng)信息化時(shí)代,算力增長和業(yè)務(wù)增長是線性關(guān)系;到了智慧化時(shí)代,智慧化應(yīng)用和算力需求成指數(shù)級關(guān)系。

“對新能源汽車行業(yè)來說,通過強(qiáng)大的算力進(jìn)行仿真才能構(gòu)建一個(gè)安全汽車產(chǎn)品。”吉利汽車數(shù)字化中心CTO鄭金偉強(qiáng)調(diào)了算力對于制造業(yè)的重要性。2022年7月,吉利耗資10個(gè)億元建成了一個(gè)擁有1000多臺(tái)服務(wù)器,云端總算力達(dá)81億億次每秒的智算中心——星睿云·智算中心。這是全球車企首個(gè)“云、數(shù)、智”一體化超級云計(jì)算平臺(tái)。

清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院副院長李東紅表示,算力在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中能發(fā)揮倍增效應(yīng),對于“數(shù)實(shí)融合”有很強(qiáng)的促動(dòng)和催化作用。2022年制造行業(yè)中算力投入規(guī)模達(dá)125.8億美元,同比增速為29.0%。報(bào)告顯示,在行業(yè)計(jì)算力水平評估中,制造業(yè)的算力水平已經(jīng)超過金融行業(yè)排名第二。

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(各國計(jì)算力指數(shù)及排名)

算力產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也在一定程度上促進(jìn)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP的增長。上述報(bào)告顯示,算力指數(shù)平均每提高1點(diǎn),國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長3.6‰和1.7‰。按照2022年中國全年GDP超121萬億元計(jì)算,算力指數(shù)提高1點(diǎn),數(shù)字經(jīng)濟(jì)和全年GDP將分別增長7560億元和2057億元,這個(gè)增長幅度相當(dāng)于廈門和??谌闓DP總量。

算力對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的作用正在不斷加大。“去年這個(gè)數(shù)字還是3.5‰,今年增長到了3.6‰。”周震剛進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)說。

算力供給難以滿足指數(shù)式爆發(fā)需求

世界各國對算力的爭奪從未停歇。在本次報(bào)告中,中美兩國依然保持領(lǐng)跑者位置。2022年美國算力指數(shù)從77分增長到82分;中國算力指數(shù)從70分增長到71分。

“雖然我們算力指數(shù)全球第二,但是人均不足。”周震剛分析報(bào)告時(shí)指出,目前中國人均算力指數(shù)還處于中等水平位置。數(shù)據(jù)顯示,美國、英國、德國等國家的人均算力普遍高于10000億次/秒,而我國人均算力約為5500億次/秒,只有高算力國家門檻的一半左右。

不僅如此,在計(jì)算效率指標(biāo)上中國也有一定的追趕空間。中國算力使用效率目前和追趕者國家(日本、德國、新加坡等)處在一條起跑線上,算力在某些領(lǐng)域的應(yīng)用水平和美國相比也有很大差距。周震剛進(jìn)一步解釋說,“算力發(fā)展也像GDP一樣,需要從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,未來算力發(fā)展更多需要注重使用效率。”

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(全球計(jì)算力指數(shù)評估結(jié)果)

然而,算力要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,首先碰到的問題就是供需鴻溝問題。

“以前訓(xùn)練一個(gè)模型可能一兩百塊卡就能做,現(xiàn)在不僅需要上萬塊卡還需要更多的數(shù)據(jù)。”說起AIGC對算力的需求,張東表示,現(xiàn)在可能要把全球互聯(lián)網(wǎng)上能扒來的數(shù)據(jù)都喂給它,才能得到一個(gè)很好的模型。

大模型訓(xùn)練對算力需求異常龐大。根據(jù)谷歌測算,在1000張英偉達(dá)V100 GPU上訓(xùn)練OpenAI GPT-3大模型,需要14.8天,在數(shù)據(jù)中心PUE為1.1條件下,總能耗達(dá)到1287MWh,而ChatGPT是在大約10000個(gè)GPU上運(yùn)行。

過去十年全球數(shù)據(jù)流量以每年45%的復(fù)合年均增長率增長。隨著后疫情時(shí)代各國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展,全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,進(jìn)一步引發(fā)了各行業(yè)企業(yè)對更高規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析能力的需求增長。

目前的算力供給明顯難以滿足指數(shù)式的爆發(fā)需求。今年6月,有消息稱字節(jié)公司向英偉達(dá)訂購了超過10億美元的GPU,不僅如此,谷歌、Meta、微軟等國際頭部企業(yè)在英偉達(dá)的訂單也都是萬塊起訂。

“需求爆發(fā)式增長反襯出供給端確實(shí)出了一些問題。”張東指出,首先是供給絕對意義上的不足。雖然硬件投入在不斷加大,但是,仍不能滿足市場上的算力需求。

各方都在尋求解決之道。IDC中國副總裁周震剛認(rèn)為,長期來講,需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈從上游廠商到算力平臺(tái)供應(yīng)商、到軟件供應(yīng)商大家共同努力,解決整個(gè)供應(yīng)和產(chǎn)業(yè)鏈的問題。

在他看來,短期則可以通過軟件調(diào)優(yōu)來提高整個(gè)計(jì)算平臺(tái)的利用率,更好地服務(wù)新的應(yīng)用場景。如,2019年浪潮信息發(fā)布了AIStation,通過對計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源、深度學(xué)習(xí)軟件棧資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,AIStation能有效提升大規(guī)模AI算力集群的可用性和表現(xiàn)性能。

對于算力供需鴻溝問題,李東紅的看法是,“未來算力發(fā)展一定要注重規(guī)?;l(fā)展。”在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,各行各業(yè)需要更多算力,因此算力產(chǎn)業(yè)的規(guī)模必須起來。IDC預(yù)測,生成式AI計(jì)算市場規(guī)模將從2022年的8.2億美元增長到2026年的109.9億美元,占整體AI計(jì)算市場的比例將從4.2%增長到31.7%。

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(全球生成式AI計(jì)算市場規(guī)模預(yù)測)

除了算力供需不足之外,影響算力行業(yè)發(fā)展的另一個(gè)大問題是區(qū)域和行業(yè)間的不平衡問題。“如何實(shí)現(xiàn)算力資源區(qū)域之間的最優(yōu)配置也是需要考慮的問題。”張東強(qiáng)調(diào)。據(jù)了解,當(dāng)前我國大部分算力需求集中在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū),但西部及東北地區(qū)的自然資源稟賦比較適合構(gòu)建算力基礎(chǔ)設(shè)施。

讓算力像電一樣都用得起

在新基建大背景下,無論政府還是企業(yè),都開始強(qiáng)調(diào)算力基建化的重要性。

“隨著在算力產(chǎn)業(yè)上的投入越來越大,未來很可能存在用得上用得起的問題。”張東強(qiáng)調(diào),從這個(gè)角度講,需要讓算力盡快基建化。他解釋說,就像以前發(fā)展水和電或者電信基礎(chǔ)設(shè)施一樣。讓算力也能成為大家想用就用得起的基礎(chǔ)設(shè)施。

作為承載算力的重要載體,算力基礎(chǔ)設(shè)施無疑是推動(dòng)當(dāng)前各國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及未來數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本保障和重要支撐。上述報(bào)告建議,各國有必要從國家層面上引導(dǎo)多元資本繼續(xù)增加對算力基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

“智算中心會(huì)成為未來承載算力非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施。”張東介紹說,自2020年初首提“智算中心”概念以來,浪潮信息相繼推動(dòng)淮海智算中心、青田元宇宙智算中心、“錢塘江”液冷智算中心解決方案等項(xiàng)目和方案的落地。

在7月17日召開的2023中國算力大會(huì)新聞發(fā)布會(huì)上,工信部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,工信部計(jì)劃結(jié)合行業(yè)最新發(fā)展情況,出臺(tái)推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展的政策文件,進(jìn)一步強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),提升算力綜合供給能力。2022年我國算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬億元,并且正加速向政務(wù)、工業(yè)、交通、醫(yī)療等各行業(yè)各領(lǐng)域滲透。

算力的大規(guī)模建設(shè)也會(huì)推動(dòng)能耗的井噴式增長,降低能耗是“雙碳”背景下發(fā)展算力不能忽略的問題。報(bào)告顯示,2021年中國平均PUE為1.55,截至2022年底,中國累計(jì)建成153家國家綠色數(shù)據(jù)中心,規(guī)劃在建的大型以上數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計(jì)電能利用效率(PUE)降至1.30。

在政策、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性三重因素的共同推動(dòng)下,液冷正在快速替代風(fēng)冷,幾乎要成為數(shù)據(jù)中心散熱的唯一選擇。上述報(bào)告也建議,液冷技術(shù)可以顯著減少數(shù)據(jù)中心的能耗并有效緩解碳排放問題。盡管前期投入相對較高,但在長期運(yùn)營中可以降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本,更好地保護(hù)環(huán)境助力可持續(xù)發(fā)展。

2022年中國液冷服務(wù)器開始出現(xiàn)較大的增量市場,同比增速達(dá)305.2%。越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)用戶開始部署液冷數(shù)據(jù)中心。據(jù)賽迪顧問預(yù)測,到2025年中國液冷數(shù)據(jù)中心市場整體規(guī)模保守估計(jì)為1283.2億元。

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