近日，《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計(jì)劃》印發(fā)，算力整體布局持續(xù)優(yōu)化，全國上下已形成積極推動算力產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的局面。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2023年6月底，全國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過760萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)到197百億億次/秒，算力總規(guī)模近5年年均增速近30%，存力總規(guī)模超過1080EB。

與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相同步，算力融合應(yīng)用加速涌現(xiàn)。根據(jù)中國信息通信研究院（以下簡稱中國信通院）的測算，2022年我國算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬億元。算力每投入1元，將帶動3至4元的GDP經(jīng)濟(jì)增長。

但與此同時，大模型產(chǎn)業(yè)井噴式發(fā)展也帶來算力緊缺、能耗激增等問題。目前國內(nèi)已有100多個大模型公開發(fā)布，這加劇了智能算力緊張的局面。面對需求的暴增，“算力之渴”如何解？

“綠化”算力全產(chǎn)業(yè)鏈

“我們正在推動液冷、間接蒸發(fā)自然冷卻等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，并在部分算力中心開展試點(diǎn)。同時，我們正推動數(shù)據(jù)中心企業(yè)啟動氫燃料電池等綠電在數(shù)據(jù)中心的試點(diǎn)，梳理10個‘小散老舊’數(shù)據(jù)中心（約4000個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架），預(yù)計(jì)將于年底前全部完成數(shù)據(jù)中心改造任務(wù)。”近日，在工業(yè)和信息化部新聞宣傳中心（人民郵電報(bào)社）、中國郵電新聞工作者協(xié)會等單位聯(lián)合組織的“算力中國行”大型調(diào)研采訪活動中，上海市通信管理局信息通信發(fā)展處副處長魏征對記者表示。

滿足算力需求，除了增加算力供給規(guī)模以外，數(shù)據(jù)中心的“降耗增效”也正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。目前，從政府到企業(yè)，各個主體都在積極探索優(yōu)化數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)，提高算力應(yīng)用環(huán)節(jié)效率。

近日，螞蟻集團(tuán)與中國信通院發(fā)布《面向算力應(yīng)用環(huán)節(jié)的計(jì)算綠色化白皮書》（以下簡稱白皮書），白皮書顯示，截至2023年6月，我國累計(jì)建成196家國家綠色數(shù)據(jù)中心，行業(yè)內(nèi)先進(jìn)綠色中心電能利用效率降至1.08左右，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。但伴隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，PUE指標(biāo)（即評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)）的優(yōu)化空間不斷減少，局限性逐漸顯現(xiàn)。

螞蟻集團(tuán)首席技術(shù)官、平臺技術(shù)事業(yè)群總裁何征宇坦言，算力由數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器提供，但實(shí)際上大量的電能都被用于維持服務(wù)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而并沒有供給計(jì)算服務(wù)本身。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前的數(shù)據(jù)中心可能只有低于20%的電能用于計(jì)算本身。

白皮書也提到，在推動算力綠色低碳發(fā)展的過程中，行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)仍主要停留在可再生能源生產(chǎn)和綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)上。為了實(shí)現(xiàn)更大程度的總體節(jié)能減排效果，需要重視“端到端的綠色計(jì)算”。

端到端的綠色計(jì)算，即從電力生產(chǎn)、算力生產(chǎn)（包括智算中心建設(shè)商、硬件廠商、云廠商），到算力應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的綠色計(jì)算。據(jù)何征宇介紹，在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要通過優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心清潔能源和新型儲能的合理利用，圍繞源網(wǎng)荷儲一體化的微電網(wǎng)并網(wǎng)模式，探索數(shù)據(jù)中心與能源融合發(fā)展的綠色新場景；在算力生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過應(yīng)用高能效綠色硬件技術(shù)與產(chǎn)品，以及從選址、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等環(huán)節(jié)入手提高數(shù)據(jù)中心全生命周期綠色化水平，推進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排改造與綠色低碳化重構(gòu)，并采用高效IT系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)，協(xié)調(diào)促進(jìn)算力綠色生產(chǎn)與綠色傳輸；在業(yè)務(wù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，要注重提高軟件平臺對計(jì)算資源的利用率，提升應(yīng)用與算法效率，將固有計(jì)算資源通過動態(tài)、彈性的方式進(jìn)行調(diào)配，減少算力應(yīng)用側(cè)能源消耗，實(shí)現(xiàn)算力在服務(wù)環(huán)節(jié)的綠色低碳。

白皮書強(qiáng)調(diào)，算力應(yīng)用環(huán)節(jié)的綠色計(jì)算，是智能算效提升空間最大、收效最快，也是尚未被足夠重視的部分。

提升算力調(diào)度水平

當(dāng)前，算力網(wǎng)絡(luò)快速融合，多樣的算力需求提升了對異構(gòu)算力網(wǎng)絡(luò)的需要，而將不同類型的算力資源高效精準(zhǔn)地調(diào)度到相應(yīng)需求的資源節(jié)點(diǎn)中，就需要進(jìn)行算力調(diào)度。

讓算力像水、電一樣流動，供有需要的企業(yè)按需取用，是算力調(diào)度的理想狀況。近兩年，國內(nèi)涌現(xiàn)出一大批算力調(diào)度平臺，這些平臺可通過整合不同來源、類型和架構(gòu)的算力資源，滿足豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用場景需求。今年6月，我國首個實(shí)現(xiàn)多元異構(gòu)算力調(diào)度的全國性平臺“全國一體化算力算網(wǎng)調(diào)度平臺”發(fā)布。

中國工程院院士高文表示，我國算力網(wǎng)絡(luò)面臨的兩大技術(shù)挑戰(zhàn)，其中之一就是算力調(diào)度挑戰(zhàn)。目前云算力、智能算力、超算算力、混合算力的服務(wù)商入口、系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等均不相同，這為算力調(diào)度帶來了一定挑戰(zhàn)。

中企通信數(shù)據(jù)科學(xué)及創(chuàng)新總監(jiān)詹東東也表示：“尤其對于云計(jì)算和邊緣計(jì)算協(xié)同的算力架構(gòu)而言，最重要的是對算力的調(diào)度能力。對算力的需求很多時候會分布在不同的區(qū)域，如何協(xié)同好這些算力，是很多客戶正在思考的問題。”

國家（上海）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心（SHIXP）是算力調(diào)度、交易的重要試點(diǎn)。記者了解到，SHIXP主要負(fù)責(zé)本地區(qū)的算力網(wǎng)絡(luò)和算力中心的算力調(diào)度，并于今年7月底正式上線了全國首個算力交易平臺。目前，SHIXP已建成算網(wǎng)節(jié)點(diǎn)14個，吸納入駐企業(yè)40家，接入國內(nèi)主流運(yùn)營商8家、總帶寬1.82T，累計(jì)等級算力資源超過156千萬億次/秒。

“我建議，全國要建一個大的算力調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)?！蔽赫鞅硎?，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建立，意味著所有的云服務(wù)商要對外提供統(tǒng)一、可度量的算力服務(wù)，既保證現(xiàn)有運(yùn)營商資源的直接輸出，也保證他們在未來統(tǒng)一市場的可持續(xù)發(fā)展。

推進(jìn)國產(chǎn)化軟硬件適配

隨著人工智能技術(shù)的大爆發(fā)，特別是大模型時代的到來，通用大模型正快速向行業(yè)垂直應(yīng)用領(lǐng)域推進(jìn)。通過模型調(diào)優(yōu)與快速迭代，垂直大模型正在釋放前所未有的產(chǎn)業(yè)數(shù)智新動能；同時，智算資源緊缺、國內(nèi)產(chǎn)品相對不足的痛點(diǎn)也更加突出。除了硬件制造能力，在底層技術(shù)開發(fā)、軟件生態(tài)適配和場景落地實(shí)踐等方面，中國算力產(chǎn)業(yè)還需長足進(jìn)步。

上海市通信管理局二級巡視員葛倫卿表示，目前我國在算力供給方面，還面臨著國產(chǎn)適配性較差等問題。目前很多國產(chǎn)芯片廠商都在做自研或兼容開源生態(tài)軟硬件，企業(yè)間的低效競爭等問題愈發(fā)突出。針對這些問題，聯(lián)盟、協(xié)會等行業(yè)組織要凝聚共識，幫助算力供給方打破技術(shù)和生態(tài)壁壘，加強(qiáng)國產(chǎn)化軟硬設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。

工業(yè)和信息化部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，圍繞算力發(fā)展需要，應(yīng)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，推進(jìn)計(jì)算架構(gòu)、計(jì)算方式和算法創(chuàng)新，加強(qiáng)CPU、GPU和服務(wù)器等重點(diǎn)產(chǎn)品研發(fā)，加速新技術(shù)、新產(chǎn)品落地應(yīng)用；同時，圍繞算力相關(guān)軟硬件生態(tài)體系建設(shè)，將加強(qiáng)硬件、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件等的適配協(xié)同，提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化水平。

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國產(chǎn)量子算力進(jìn)入航天領(lǐng)域

科技日報(bào)記者 吳長鋒

記者10月16日從安徽省量子計(jì)算工程研究中心了解到，日前，由中國航天空氣動力技術(shù)研究院（以下簡稱航天氣動院）與本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司（以下簡稱本源量子）合作共建的量子計(jì)算流體力學(xué)聯(lián)合工作室在中國航天空氣動力技術(shù)研究院正式揭牌，這標(biāo)志著國產(chǎn)量子算力開始進(jìn)入中國航天領(lǐng)域。

在航空器、火箭等設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造過程中存在許多關(guān)鍵問題，它們都需要通過流體動力學(xué)，綜合運(yùn)用數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和理論分析等方法來解決。傳統(tǒng)主流方法在研究復(fù)雜流動場景時，基于現(xiàn)有計(jì)算能力下無法兼顧數(shù)值模擬的質(zhì)量和效率，而量子計(jì)算作為一種新型計(jì)算范式有望解決這一難題。

航天氣動院副院長艾邦成表示，量子計(jì)算機(jī)不僅能夠加速流體動力學(xué)模擬，在氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域同樣具有優(yōu)越性?！袄缭谝硇偷纳璞葍?yōu)化設(shè)計(jì)中，涉及到大量參數(shù)和約束條件下的最優(yōu)化問題，采用經(jīng)典計(jì)算機(jī)求解非常困難。量子計(jì)算機(jī)就像是‘加速器’，采用合適的量子優(yōu)化技術(shù)有望在較短的時間找到問題的最優(yōu)解。”艾邦成說。

“將量子計(jì)算應(yīng)用于流體動力學(xué)之前，還需要克服許多技術(shù)和算法上的挑戰(zhàn)?！北驹戳孔涌偨?jīng)理張輝向記者介紹，“未來，我們將培養(yǎng)并儲備相關(guān)人才，強(qiáng)化合作與交流，在氣動仿真、飛行器氣動設(shè)計(jì)與優(yōu)化等方向探索具體的量子計(jì)算應(yīng)用場景，推動量子計(jì)算流體力學(xué)在我國航空航天、智能制造等行業(yè)的應(yīng)用。”