一、基本概念

從廣義上看，算力是指數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新生產(chǎn)力，是支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的關(guān)鍵資源是數(shù)據(jù)、算力和算法，其中數(shù)據(jù)是新生產(chǎn)資料，算力是新生產(chǎn)力，算法是新生產(chǎn)關(guān)系，因此算力構(gòu)成了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代最基本的生產(chǎn)基石，也被稱作人類社會(huì)繼熱力、電力之后最新的生產(chǎn)力。

從狹義上看，算力是指設(shè)備通過對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)結(jié)果輸出的計(jì)算能力，最常用的計(jì)量單位是每秒執(zhí)行的浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)(FLOPS，1EFlops=10^18Flops)。浮點(diǎn)運(yùn)算是計(jì)算機(jī)二級(jí)制計(jì)算規(guī)則模擬包括小數(shù)在內(nèi)的所有運(yùn)算。該數(shù)值越大則代表綜合計(jì)算能力越強(qiáng)。

算力的分類主要包括通用算力、智能算力、超算算力三部分。通用算力以CPU芯片輸出的計(jì)算能力為主，主要用于云計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等；智能算力以GPU、FPGA、AI芯片等輸出的人工智能計(jì)算能力為主，主要用于人工智能的訓(xùn)練和推理計(jì)算，比如語音、圖像和視頻的處理；超算算力主要以超級(jí)計(jì)算機(jī)輸出的計(jì)算能力為主，主要用于尖端科學(xué)領(lǐng)域的計(jì)算，比如行星模擬、藥物分子設(shè)計(jì)、基因分析等。

二、中國算力產(chǎn)業(yè)總體情況

在算力規(guī)模方面，截止2021年底，全球算力總規(guī)模達(dá)到615EFLOPS，其中，中國算力總規(guī)模為202EFLOPS，為全球排名第二，占比達(dá)到了33%，僅比占比第一的美國少1%。在算力供給端分布方面，基礎(chǔ)算力規(guī)模為95EFLOPS，占我國總算力的47%；智能算力規(guī)模為104EFLOPS，占我國總算力的51%；超算算力規(guī)模為3EFLOPS，占我國總算力的2%。

在算力需求端分布方面，主要為互聯(lián)網(wǎng)、政企、金融、其他，分別占比47%、26%、7%、20%左右。其中互聯(lián)網(wǎng)主要可細(xì)分為公有云、網(wǎng)站、視頻、AI、電商、游戲等領(lǐng)域，分別占比18%、4%、6%、2%、6%、2%。

圖 1 2021年我國算力行業(yè)應(yīng)用分布情況

目前，我國加速推進(jìn)算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家發(fā)改委、工信部等部委發(fā)布一系列政策，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，根據(jù)《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》設(shè)定的目標(biāo)，到2025年我國算力將突破300EFLOPS，預(yù)計(jì)未來3年將存在5000億元左右的投資增量空間，增長潛在空間巨大。

而在大力推進(jìn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的同時(shí)，高能耗、高碳排放等問題也日益凸顯，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全國數(shù)據(jù)中心耗電量約2700億千瓦時(shí)，超過2座三峽電站年發(fā)電量。為有效降低能耗，我國針對(duì)能源消耗情況同樣設(shè)定了目標(biāo)，2025年P(guān)UE將從2020年的1.4下降至1.3。PUE為數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載消耗的能源的比值，PUE越低能源使用更加有效。

三、算力產(chǎn)業(yè)鏈情況

算力產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為軟硬件及設(shè)備，其中硬件包括CPU、GPU和存儲(chǔ)設(shè)備，軟件包括數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)和其他中間件，IT設(shè)備主要為服務(wù)器、交換機(jī)、路由器以及光模塊等。中游主要為算力集成系統(tǒng)，包括AI計(jì)算、邊緣計(jì)算、IDC服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、算力安全等。下游主要為應(yīng)用領(lǐng)域，目前在互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融業(yè)、服務(wù)業(yè)、電信業(yè)、制造業(yè)均有大量應(yīng)用。

圖 2 算力產(chǎn)業(yè)鏈

四、算力應(yīng)用賦能

目前算力產(chǎn)業(yè)在綠色電力、車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域獲得了較好的應(yīng)用。

綠色電力是借助生物能、太陽能、風(fēng)能等可再生能源進(jìn)行發(fā)電，但源荷錯(cuò)配現(xiàn)象較為明顯，可通過云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，建立電鏈路和整流模塊拓?fù)鋵?duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減少配電環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了更高運(yùn)行效率。

車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車標(biāo)網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在車與人、路及互聯(lián)網(wǎng)之間，進(jìn)行無線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。通過智能算力，實(shí)現(xiàn)路況的智能管理，系統(tǒng)統(tǒng)一提供調(diào)度處理信息，提高公路運(yùn)行效率，減少風(fēng)險(xiǎn)事故。

智慧醫(yī)療的建設(shè)是基于現(xiàn)有醫(yī)療信息平臺(tái)，利用先進(jìn)的的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，整合所有衛(wèi)生信息資源，形成信息高度集成的醫(yī)療系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)患者和醫(yī)生、醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到醫(yī)療產(chǎn)業(yè)信息化。

萬物互聯(lián)作為未來社會(huì)發(fā)展的方向，其技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用進(jìn)展始終是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。目前信息社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)開始從“互聯(lián)網(wǎng)＋”向“萬物＋”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)“萬物＋”技術(shù)條件已基本具備。未來，“萬物＋”將在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的支撐下，挖掘萬事萬物的數(shù)據(jù)價(jià)值，衍生出更多新的應(yīng)用場景和商業(yè)模式。

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