中科院张云泉博士：算力经济呈现六大发展趋势

数据是数据经济时代重要的生产资料，算力是数字经济很重要的生产要素，算法则是生产关系。算力是为了执行某种计算需求的软件和硬件的整合（其中存储促进了算力的应用）。这些需求来自于社会向数字经济和智能化的转变，需要一系列的创新来应对。

算力的提升在拉动GDP方面有很明显的效果。根据有关国际机构统计，中国总算力排在全球第二，仅次于美国，但人均算力方面中国还是中等发展国家，因此存在很大的鸿沟去跨越。算力的水平和国家智能水平有很大的关系，5G、物联网、区块链、元宇宙带来算力需求市场强大的预期——到2025年全球算力将达到3300EFlops(亿亿次浮点运算)。

围绕算力概念已经产生一系列新的概念，包括东数西算、“算力经济”、新型数据中心。

如果说，算力是硬件和软件配合共同执行某种计算需求的能力，那么，算力服务是提供算力的一种商业模式，是包括算力生产者、算力调度者、算力服务商以及算力消费者在内的算力产业链上算力经济模式的统称，他们共同构成一个闭环的“算力经济”的产业链。

2022年11月9日，在北京召开的2022中国数据与存储峰会上，中国科学院计算机技术研究所研究员张云泉博士在题为《算力经济的发展趋势分析与展望》的主题演讲中，分析了算力经济六大发展趋势。

趋势之一: 算力服务异军突起

算力的异军突起，催生了一个新兴领域——算力服务。这在超算前100名中的业务量从以前的四分之一到如今接近了一半中得以体现，并且表明算力服务继续呈现强势扩张的趋势。

2018年，中国科学院计算机技术研究所研究员张云泉博士首次提出“算力经济“概念，指出以计算为核心的算力经济将成为衡量一个地方数字经济发展程度的代表性指标和新旧动能转换的主要手段。目前，关注“算力经济”领域的机构大有人在。

算力服务的崛起，意味着人类正式进入了算力时代。

趋势之二：与AI融合创新，智能计算中心列入新基建

通过与人工智能的融合，智能计算中心也越来越热，使得人工智能训练的效果特别好，除了写新闻，还可以编故事、聊天，做很多事情。

在摩尔定律放缓的情况下，以英伟达（NVIDIA）创始人黄仁勋名字命名的定律“黄氏定律 (Huang’s Law)”对AI性能的提升作出预测，每10年GPU性能增长1000倍。

未来万亿的参数GPT4算力需求更大，至少需要上万块的GPU，甚至连国家超算中心都无法满足需求，建设新的智能计算平台成为人工智能新的发展方向。

2020年，国家信息中心发布了《智能计算中心规划建设指南》，其核心环节是算力的四个流程：算力的生产、算力的调度、算力的聚合、算力的消费应用，旨在降低中小公司的成本，把大数据惠及到国有中心，还可以实现产业协同经营创新；而采用最新的液冷技术降低PUE值，满足绿色要求。目前我国的国家级超算中心已经有10个，新的类型还在不断出现，如现代的新兴资产中心，一体化大数据中心，智慧城市的中心等，这些中心相互之间互相的融合，成为新的热门赛道。

张云泉博士曾在2017年到2019年间担任国家超算济南中心主任，促成济南市政府下决心把济南市建成中国的算谷。目前济南已经率先建设国际首个超算科技园、率先提出打造我国超算生态、率先实现以超级计算机研制与应用为标志的超算1.0向以打造超算生态、促进科学研究、赋能产业发展并重为标志的超算2.0转变，而且山东近期要建成国家超算济南中心和海洋国家实验室超算平台，形成以济、青为核心，济南超算承担运营的通用专用超级计算机协同的山东大超算发展格局。

趋势之三：传统算法与AI算法深度融合

由于科学计算应用效果不佳，现在人工智能生物算法反过来被融合到科技计算建模中，相当于把数据科学和计算科学（AI+Science）整合在一起，产生一个新的叫做智能科学的赛道。其中四个范式分别是实验科学、理论科学、计算科学和数据科学，AI范式则是第五范式。其代表是斩获2020年戈登贝尔奖的 Deep Potential 方法展示了 AI 和分子动力学模型的有效结合，在保证精度的同时，指数级地提升了物理模型的效率。

目前二者的结合应用尚停留在生物动力学、人工智能制药领域，如将传统方式需要十年以上、几十亿美元研制且药效存疑的新药耗时缩短至一年左右，成本数几百万美元，疗效远比过去更好。当然，很多新的领域也在不断拓展中，未来将系统性地解决药物设计、材料设计和化工设计等领域中的微观设计层面问题，实现“既快又准”的计算模拟；在宏观的飞机、汽车、火箭设计领域也将有丰富的应用。

趋势之四：算力网络将成为6G网络发展的基础

算力网络，是一种根据业务需求，在云、网、边之间按需分配和灵活调度计算资源、存储资源以及网络资源的新型信息基础设施。算力网络体系包括算力度量、算力感知、算力路由、算力编排、算力交易等内容；2021年7月，ITU-T发布了第一个算力网络技术的国际标准Y.2501，Computing Power Network- framework and Architecture。

算力网络吸纳和调度占算力总量88%的社会分散力量，以统一服务的方式，结合确定性网络输送高可靠、可度量、通用化的算力资源，使能AI应用，体现网络价值。

趋势之五：东数西算工程成为新基建产业发展热点

东数西算已经广为人知。这是为了落实全国一体化大数据中心的思路，巧妙地把东部和西部资源进行互补和对接，使得西部地区新能源能够通过网络来满足东部的算力需求的方式，有效地拉动了双方的经济发展。除了今年2月在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动的8个国家算力枢纽节点和规划的10个国家数据中心集群，一些新的地点，如韶关、芜湖也成为东数西算相关的热点地区，吸引众多公司布局。

趋势之六：业界急需算力评测标准

当前，算力中心火热，超算中心建设不断上马。但由于相关标准的缺失，又给市场带来一定的混乱。

传统超算是以大规模科学和工程计算的双精度浮点计算为主的计算，Linpack性能为基准的超级计算机排名是“全球高性能计算机TOP 500排行榜”、“中国高性能计算机TOP 100排行榜”等。这些标准不容易为大众百姓接纳。

在人工智能领域，也面临同样的问题，如：如何定义算力？哪套系统的人工智能算力更强、整个领域的发展状况如何？传统高性能计算机的测试结果为什么与人工智能需要的性能不完全一致？如何制定新评测标准？

好的指标可以引领领域的健康发展。为了解决上述问题，超级计算机界正在建立和推广相关的人工智能算力基准测试程序。

以AIPerf人工智能算力基准测试程序为例，其特点是只出一个分数，可变问题规模、计算有人工智能意义、多机通信可以少但不能没有。世界人工智能算力AIPerf500国际委员会由张云泉博士、蚂蚁技术研究院院长陈文光教授、Facebook公司AI主管Pavan Balaj、ETH苏黎世计算机科学教授Torsten Hoefler等专家组成，该排行榜已经发布了两榜，在即将召开的超级算力大会上会有第三榜发布。

总结与展望

算力服务快速崛起，东数西算世纪工程开启算力经济时代。

“算力经济的普及，需要类似电力插座一样的算力插座，阿里无影云电脑，成为算力插座的早期原型。”张云泉博士说。

他指出，未来，未来算力经济市场会有三类的公司参加，将出现类似发电厂的算力工厂，尤其是在东数西算西部新能源发达地区，而网络通信公司可通过实施算网融合战略转型为算力供应商，超算云公司、网络通信公司甚至国家电网等分别从不同的技术途径抢占算力服务市场，鹿死谁手尚未可知。

张云泉博士呼吁尽快推进国家算网、算力调度、算力交易等方面的新型组织机构和平台建设，尽快出台算力服务的评测标准，确保算力服务健康发展，更好地迎接数字经济时代的到来！

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