计算机行业助力数字经济人工智能开启算力时代

1、算力是数字经济时代生产力数据成为经济发展要产要素按照C总，球数据创与用结三个段10年前数集在数中存与理即使通远访，终端计能低，无对数进深计，据均商。100摩定威C起数的理存更流向终端同出了乐电影游的字乐业。00 至线带及推数进云，数据特的理备脱钩。社交与流媒体的兴起使得数据中心更多承担数据交互与集中计算任务而在断互程数量高增。图图 1. 计算的发展DC，数据量呈现指数级长企业端占比不断提。据中信院到 035 年，全球据将达 4（ZZtbt1ZB 约十亿字，是 00年所建据的 456 。由进云，数在地储需逐步减少企在端为户提实的据服。图 图 . 全球数据量规模（16035）图 3. 数据的创建与

2、存储位置占比（010- 05）886320001500100050002016 2017 2018 2019E 2020E 2025E 2030E 2035E数据量)中国信院，DCdta e 5注：IC 该报发布于 7 年3 月数据逐渐成为经济发展的重要生产要素。于云够快速访问的数据运用式数据益响业日生如业空动驶医应控制系统遥技等会产力密关数占持续升C预到5年娱相的费据占从12年近6降至30左下约0是娱化像/频生力业生等入数。 图 4. 数据类型占比（0005）ICdta e 05注：IC 该报发布于 7 年3 月数据重要性提升，维据整合挖掘深度价，生算力旺盛需求重要数据量快速增同数间重性差大

3、例医类据要于流媒数不数行出问所成影亦不例私用PC机造成文丢和动驶据错造人伤C计来键据速将高于据总增05年要全护企经营医记等据将达8。图图 5. C 测算 01505 年数据量增速（按数重性划分）数据类型数据描述2015-05CAGR所有数据包括全球数据圈中的所有数据。30%比较关键的对于用户日常生活的顺利而言必不可少的数据。37%关键的对于用户日常生活的持续而言必不可少的数据。39%超关键的能够对用户的健康和幸福造成直接和即时影响的数据。(例如商业航空旅行、医疗应用、控制系统和遥测技术数据。这种类型的数据在元数和嵌入式系统数据中的占比较大。54%DC， 图 6. 数据按安全防护需程划分占比（0

4、1005）ICdta e 05注：IC 该报发布于 7 年3 月单个数据的价值下降，多维数据整合方可挖掘深度价值，进一步催生算力需求当前据数增的时数类也加化在通工运营等领量一数据价较有大量多维度数进综合分析能生有价例如管域于车识要车行轨、车辆像像与对车登数等维数进分才能准确于杂同类数尤非化一析存需求催生数湖随着计技的入用带资集化用灵活性势云生念产生大模群算求旺。 图 7. 数据平台技术演进DC，全球超级数据中心比速提升算力进步集近五全数中任量增长15大据与应人智深需旺随摩律逐渐走极超数心成数中主增据io数超级数据心造务数占所数中搭服比由 06 的 提升至01的5。 图 8. 数据中心负载任务(

5、0601) 图 9. 超级数据中心数量化(1601)600500700600860%400300200100500400300200100032.0%38.0%44.0%48.0% 53.0%40%30%20%10%0%566.7495.4566.7495.4432.4371.8303.8241.5201620172018201920202021201620172018201920202021超级数据中心数量个)搭载服务器数量占比数据中心负载任务量万个）Cco Gbl Cud dex、Cco Gbl Cud dex、算力正成为经济增主动力之一算力已成为数字经时的关键生产力要素统的方济理中驱动社

6、会济展生要包括劳资业的能一系列新信数技的起与泛用数经时代计能的成直接相的力本数据算力算农业代水业代的电成数经展的心产是经济展重基设国务院发十五字经发规也确提到 05 年国字 经济心业加占P重从00的.上到0字济将为济会续康展提持动。 图 10. 主要国家算力指数名同比去年涨幅（0A）80706050402010010计算力指数计算力发展水平涨幅（）DC，中美算力规模全球领先。截至 01 年底，全球数据中心算力总规模达 51LP（FO秒行018次运算美国力分别约为 6EOPS 和 10LPS占球算力额为 1和 。 图 11. 全球各国算力规模占球比例（01）20015050%500美国中161.

7、5140.7156.340%31%161.5140.7156.340%31%30%20%26.1215.610%0%OS)算例中国信院，计算力和 P 增长显相关据C机研球均看他构建“算指每升1个国数经和P分增长35和 1。时计力数”高对P的动作越著。 图 1. 不同国家的“计算指”与 P 的关系DC浪潮集，清华球产业研院，图 13. 得出“计算力指数所的具体指标与计算径一级指标二级指标三级指标计算口径计算能力通用/学/ 终端/缘计能通用/边计算件支规手机与PC支出模与有量全球0超数量排名通用/边算力出规/该年 该国超计算在球TP0排名加得智能手及PC出规/该年P智能手及PC保有量计算效率新技术

8、用云计算透CPU内存储存用率新技术用云计算透服务器P/内/存平均用率新技术SDSC/异构平均率云计算出规/该当年P服务器P/内/存设备均用计算应水平大数据人工能、物联网、块链机器人相关软、硬、服整体出模支出规GP基础设持数据中软件服务数据中软件服务出规模数据中软件服务出规/该当年GP数据中规模超大规数据心数量超大规数据心机数0数量数据中效率数据中平均PE数据中平均PE值网络基设施网络支规模电信支规模网络支规模该国年GP电信支规模该国年GP储存基设施存储设支出模存储出量B)存储设支出模GP存储设出量DC，东数西算，数字经时新基建启航大数据时代算力与数增长齐头并进国算白（02的 数据01我算规模到

9、1Efo每一万千亿浮运， 包含用能力超算缘力纳入计围球约 为7五年增超0展未部印“四通 信行发规出05年国据心力规模增到0EOS， CR 达 另面，随 5、工、物网技的用及， 数据量长率在断加。据 C 的，全数总在 00 年 将达Z而一到05有达到15BAR达与同 时，根据中央网信办的数据统计，09 年度中国移动互联网数据接入量为 15.0亿预计4将到56.0AR高达 此我认在前经济时度建设数中为的型基 建具明的略义。图 14.图 14. 中国数据中心算力规模（00- 05E）图 15. 全球每年产生数据（0605E）35030025020015010050030060%50%40%30%20

10、%10%0%2001801601401201008060402050.535%30%25%20%15%10%5%220221223E225E0201620182020E0%2025E中国数中心力规L）AR全球年产数据量（）CAGR数据来源工信部DC“东数西算正式启预计每年带动 000 资今二家改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀长三港大区成渝内古州肃夏等8启建国家算力纽点并了10个家据心群标志“数工正 式全启与西输”西东”南北调等程数西 算”一国级力源跨调战工对我东部力源布总体呈出东不部过”不衡引导西利能优建设 算力础施数据向西算力向东务部沿等力缺域解决 我

11、国东西部算力资源供需不均衡的现状“东数西算”工程对我国的长远发展有 重要意：有利于提升国家整算水平通全一化数据心局设扩大算力施模提算使用率实全算规模集化展。有利于促进绿色节能中心于耗行又称“冒的厂。 将数中从耗标张的部区往洁源富力加价的西部将幅升色源使比，低据心运的本。有利于扩大有效投据中产链长投规模动应改委十五间数据心资将每超过0的度长， 每年计方投达40元。有利于推动区域协发过算设由向布带相产效转促东部流值递延部发空推西大开发成格。 图 16. “东数西算”布局划数据来源国家发委，图 17. “东数西算”相关策台历程时间政策相关目标200 年 12 月关于加快构建全国一体化数据中心协同创新

12、体系的指意见到05年，全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的基础设施一体化格局。东西部数据中心实现结性平衡，大型、超大型数据中心运行电能利用效率降1.3以下。201 年 5 月全国一体化大数据中心协创新体系算力枢纽实施方案引导超大型、大型数据中心集聚发展，构建数据中心群，推进大规模数据的“云端”分析处理，重点支持对 海量规模数据的集中处理；在城市城区内部，加快对有数据中心的改造升级，提升效能。201 年 7 月新型数据中心发展三年行计划（0103年）到03年底，全国数据中心机架规模年均增速保持 0左右，平均利用率力争提升到60%以上，总算力超过00ELOPS，高性能算力占比达到10。202

13、 年 1 月“十四五”数字经济发展规 划加快构建算力、算法、数据、应用资源协同的全国一化大数据中心体系；加快实施“东数西算”工程，推进 云网协同发展；推动智能计算中心有序发展，打造智算力、通用算法和开发平台一体化的新型智能基础设202 年 2月“东数西算”工程正式启动同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙 古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点，规划了张家口集群等10个国家数据中心集群。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。数据来源国务院国家发委，后摩尔时代，算力从 PC 走向 I 集群后摩尔时代，传统算构亟待革新AI 算量需求急剧增统架构

14、难以满足尔定集电上容纳的晶管目约每 18 个月加倍而 AI 练算自 12 年开平均每 .3 月速实现数长在片达个米的下，传统片力升以赶计量速。 图 1. AI 算量需求剧增 30万013019）Opn I、下游应用的高景气和断衍生的智能化需动芯片革新国计市规模长速，01年到39元，近5年AR达46云作为人智云训芯的主应场，动芯片构代。图 19.图 19. 中国云计算市场规模及增速（016- 01）图 0. 云计算市场规模相对总 T 支出占比（01901）350030002500200015001000500020162017201820192020市场规模（亿元）同比增长60%56.7%56.

15、7%54.4%39.2% 38.6%34.3%133514.9 61.6962.840%30%20%10%0%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%10.46%7.29%4.93%6.77%6.08%4.76%201920210.46%7.29%4.93%6.77%6.08%4.76%世界占比（）中国占比）中国信院、中国信院、Grtr、AI 算力需求旺盛，PU是主流图 1. 不同技术架构的 AI 片征对比PU 是当前主流数据心端 AI 计算架构。技架构类AI 芯可形处（PU场编程阵（F用集电（SI脑芯片U 初调形处，着大并计算力发步入通用计领域FA以定制为征

16、重务垂领域SIC则对客户用景求行图 1. 不同技术架构的 AI 片征对比PUFPASC基本架构多核并行计算的基础结构；核数多无指令、无需共享内存的体系结 构；寄存器和片上内存属于各自的控制逻辑多以CLD（复杂可编程逻器件）和FPA为基础架构主要功能图像处理、密集型并行运算可根据定制编程反复改写（半定制化）可根据算法定制（全定制化）成熟度较为成熟正在发展正在发展优点比CU更强的并行计算能；比FPA和SC更强的通灵活编译芯片硬件层；计算速度快可实现全优化定制设计，适于量产降低成本，充分利用能缺点并行运算能力在推理端无法完发挥复杂算法开发难度大；单个单元算能力弱，电子管仍有冗余初始成本过高；编程架构

17、设难度大；通用性弱成本高较高低功耗大较大小试用场景云端训练、云端推理云端推断、终端推理云端推理、云端推理、终端推理代表厂商D、景嘉微tea（被ntl收购）、x（被D收购）、安路科技谷歌、寒武纪、智能算力需求旺盛U充分受益市规看01服器U全球市规到15元1901复速6服器体市场规比快提；期 FPGA 全市规为 7.9 亿元相比 00 年基本而SIC主用于端们期看U将据中心端AI训练加计主流片充受于能算高气。图 图 . 全球服务器 PU 与 FPA 市场规模（01901）图 3. 全球服务器 PU 占服务器中市场模比例（01901）71.544.8171.544.8125.85.607.807.9

18、07060504030100201920202021全球服务器GPU市场规模亿美元) 全球G市场规模亿美元).%.%.%090001 服务器GPU市场规模服务器总体市场规模中国信院，DC，vidia&A：市值越ntel，时代算力从PC 走向 AI 集群Nvidia：02 年上半数据中心收入占比过 5%。受于能算高气， a 作全球 PU 头，据心务比年快提，由 4 68提至02半的04，主入增动。图图 4. vidia 收入分项占比（1401）100%80%60%40%20%0%6.8%6.8%12.0%25.0%40.2%39.4%36.3%50.4%Nda 财报201420152016201

19、720182019202020212021H12022H1数据中心游戏图像显示智能驾驶其他图图 5. vidia 数据收入、增速总收入增（01501）1201008060402002015201620172018201920202021Nda数据中心收入亿美元)Nda数据中心收入增速Nda总收入增速160%140%120%100%80%60%40%20%0%20%Nda 财报，AD数据中心发力抢占 X6 市D于206年布n构相比nl的M式AD的abs模式当芯片程近限景更具优，助球先 unay 厂先于 nel 身的程势性持追赶。其服器 CU 方面是 AD 占 iel 市场主发点在 X芯片市份持提

20、至0Q4的1.。图图 6. X6 芯片各分市场 AD 份额情况（01401Q4）0%5%0%5%.%.%.%.%.%0%.%.%.%040203040102030401020304PC端服务器端Notebo等综合ts HRDR，a 和 AD 市值双超越 ntel时代算从 C 端走向集群 AI 端a在据心场强劲和D在器PU市的它们的值已越 ne虽然 nel 前收利润量显于 vida 和 A是本场后两估溢明志着代力从的PC端走服的AI集产业潮可。图图 7. vidia、AD 与 nel 市值之比（00.80.09.0，月频）2016年2016年Aa围棋战胜李世石，以深学习为核心的人工智能潮开启20

21、18年Nvd：服务器PU市场规模速增，数据中心业务高速增长。AM：以服务器CU核心快速抢占X86芯片市场。20820821921821822Nii市值/ne市值A市值It市值， 图 . ntel/Nvidia/AD 业(01) 图 9. ntel/Nvidia/AD 业(01)9008007006005004003002001000ntelNvidia140%120%100%80%60%40%20%0%20%400350300250200150100500ntelNvidia80.0%60.0%40.0%2.0%0.0%200%400%600%营业收入亿美元) 归母净利润亿美元) 收入增速 归

22、母增速营业收入亿美元) 归母净利润亿美元) 收入增速 归母增速，图 图 30. ntel/Nvidia/A（01.040.0）的PSTTM图 31. ntel/Nvidia/A(01.40.09)的PETTM0005505000505000500InelviaMDInelviaMD，人工智能开启算力时代AI 三要素：数据、法算力图 3. 算力服务分类及介（1 年）AI 行业快速发展智能力需求提升使备和供力度不算力可为础能力与端力大随深度习术快发，以及联和计时海量据高计能的支计机觉语音技自语理术等工能术得突破进并锁行业的人智场驱人工能业关计量快增根算力白皮02年的统01全智能力总达1ELP，占全

23、总力的们为伴人智技术复性断加人工智图 3. 算力服务分类及介（1 年）算力分类分类标准应用领域全球总规模（EFLOPS）通用算力主要基于CPU片的器提供的计能力电子邮、数存储等395智能算力主要基于GPU、PGA、IC芯片的速计平台的工智能练和理的能人工智相关算113超算算力主要基大规集群高密度计算工业仿、气、生息、石油物探等10数据来中算力白书（2年，AI 三要素相互耦共生成 AI 模型传的AI型括练推预测两大分训环将训数（常现历史据输进法，通过AI 芯、A ）供力撑以及据程的析参，最后产足定的AI用型推环通过训完的AI型中入际用景的新生对推断这过数据、法算扮着等重的色三素耦合系索 AI 未

24、发展道路重基：数据是 AI 模型汽油数是切工能基据其具强也最易理竞争（斯在驾驶据积科讯飞在智慧教育的库数积累等。未来数的突口在于 ）数据积行业（能渗的提传技的等现数的通（实现将不同行业，政府与企业间的数据互联互通；因此，在特定行业备数积先优和行业据合力公有望成持先。算力是 AI 模型“发动力最易直化的（伟每推出新 PU 参但也目最的颈算力瓶并体在算力的对在现该力成特在算场众迭速度较的AI域如计出时足用和算的I芯仍当下炙手热话因具备单芯模往合异多片式展能力的司望先益。算法是 AI 模型的大脑：算是AI实技跃的根，是难被直观解部从Aet新兴经络到Trsoer开大模型时人智的次里碑件伴着法层的破创往

25、后展一好算了能好完设的务需备强的通激更的数据更化计（少力负。因们为在AI领具备研源资实的公将望得筹。图图 33. AI 三要素及 AI 模型练推断原理BN“大模型”横空出，工智能进入算力时代深度神经网络模型为 AI 行业注入新动能。数家阿灵在 出机能考一跨纪命题, 类未停过智化思与探索自56年特会议首提人智概念工能与应用已展0多，历了次潮低。去的年，们幸证了深度习兴为业发展入惊的力：012 年 Alxt一卷积经络型引了利用 PU 并运算，以压性准得当年 gt 图别大的军带了深度神网的一复。06 年 epMnd 开的人智能 Alho 败人顶棋李石，开启人智发的纪元。07 年 oge 队出的 Ta

26、foer 模横空世成了后自然语学P计机视（V架标基于Trsoer的预训模型 BT 更将 P 型精度泛化力上新台。00有70参的T（etvePetaed Trsoer）诞，标着大正成为向人智的 重要步。图图 34. 人工智能近十年重发历程（0101 年）SN图 35. AI 大模型及其参数模018022 年）222GT2(.B)0101EMo9M)218219220221T51B)BR-age30)1Trn-LG 1.B)10Mgto-M(.B)10GT3(7B)Mgto-uigNG(3B)100100伴随场景与数据的增大模型或许成为规化新的基础模指超大规模参设和据入通大力大据以及大算支与练，而得的础具用性综的模大模浪最起于训练模型gle 发的 ERT 模即自语理领最典的训模型。eAI则了PT模，是00发的T3型量即到70全掀起模的潮大型可使工图 35. AI 大模型及其参数模018022 年）222GT2(.B)0101EMo9M)218219220221T51B)BR-age30)1Trn-LG 1.B)10Mgto-M(.B)10GT3(7B)Mgto-uigNG(3B)100100模型参数大小（十亿）模型参数大小（十亿）异构计算突破算力颈大模型问世，AI 计算量求指数增长。第章述AI 训算自 12 年 开始平