近日，《算力基礎設施高質量發展行動計劃》印發，算力整體布局持續優化，全國上下已形成積極推動算力產業快速健康發展的局面。工信部數據顯示，截至2023年6月底，全國在用數據中心機架總規模超過760萬標準機架，算力總規模達到197百億億次/秒，算力總規模近5年年均增速近30%，存力總規模超過1080EB。
與基礎設施建設相同步，算力融合應用加速涌現。根據中國信息通信研究院（以下簡稱中國信通院）的測算，2022年我國算力核心產業規模達到1.8萬億元。算力每投入1元，將帶動3至4元的GDP經濟增長。
但與此同時，大模型產業井噴式發展也帶來算力緊缺、能耗激增等問題。目前國內已有100多個大模型公開發布，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”算力全產業鏈
“我們正在推動液冷、間接蒸發自然冷卻等節能技術的應用，并在部分算力中心開展試點。同時，我們正推動數據中心企業啟動氫燃料電池等綠電在數據中心的試點，梳理10個‘小散老舊’數據中心（約4000個標準機架），預計將于年底前全部完成數據中心改造任務。”近日，在工業和信息化部新聞宣傳中心（人民郵電報社）、中國郵電新聞工作者協會等單位聯合組織的“算力中國行”大型調研采訪活動中，上海市通信管理局信息通信發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模以外，數據中心的“降耗增效”也正在緊鑼密鼓地進行。目前，從政府到企業，各個主體都在積極探索優化數據中心制冷系統，提高算力應用環節效率。
近日，螞蟻集團與中國信通院發布《面向算力應用環節的計算綠色化白皮書》（以下簡稱白皮書），白皮書顯示，截至2023年6月，我國累計建成196家國家綠色數據中心，行業內先進綠色中心電能利用效率降至1.08左右，達到世界領先水平。但伴隨產業發展，PUE指標（即評價數據中心能源效率的指標）的優化空間不斷減少，局限性逐漸顯現。
螞蟻集團首席技術官、平臺技術事業群總裁何征宇坦言，算力由數據中心的服務器提供，但實際上大量的電能都被用于維持服務器的正常運轉，而并沒有供給計算服務本身。根據統計數據，目前的數據中心可能只有低于20%的電能用于計算本身。
白皮書也提到，在推動算力綠色低碳發展的過程中，行業的關注點仍主要停留在可再生能源生產和綠色數據中心建設上。為了實現更大程度的總體節能減排效果，需要重視“端到端的綠色計算”。
端到端的綠色計算，即從電力生產、算力生產（包括智算中心建設商、硬件廠商、云廠商），到算力應用全產業環節的綠色計算。據何征宇介紹，在電力生產環節，主要通過優化用能結構，實現數據中心清潔能源和新型儲能的合理利用，圍繞源網荷儲一體化的微電網并網模式，探索數據中心與能源融合發展的綠色新場景；在算力生產環節，通過應用高能效綠色硬件技術與產品，以及從選址、設計、施工、運營等環節入手提高數據中心全生命周期綠色化水平，推進數據中心節能減排改造與綠色低碳化重構，并采用高效IT系統、制冷系統、供配電系統以及輔助系統，協調促進算力綠色生產與綠色傳輸；在業務應用環節，要注重提高軟件平臺對計算資源的利用率，提升應用與算法效率，將固有計算資源通過動態、彈性的方式進行調配，減少算力應用側能源消耗，實現算力在服務環節的綠色低碳。
白皮書強調，算力應用環節的綠色計算，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。
提升算力調度水平
當前，算力網絡快速融合，多樣的算力需求提升了對異構算力網絡的需要，而將不同類型的算力資源高效精準地調度到相應需求的資源節點中，就需要進行算力調度。
讓算力像水、電一樣流動，供有需要的企業按需取用，是算力調度的理想狀況。近兩年，國內涌現出一大批算力調度平臺，這些平臺可通過整合不同來源、類型和架構的算力資源，滿足豐富的業務應用場景需求。今年6月，我國首個實現多元異構算力調度的全國性平臺“全國一體化算力算網調度平臺”發布。
中國工程院院士高文表示，我國算力網絡面臨的兩大技術挑戰，其中之一就是算力調度挑戰。目前云算力、智能算力、超算算力、混合算力的服務商入口、系統、計費標準等均不相同，這為算力調度帶來了一定挑戰。
中企通信數據科學及創新總監詹東東也表示：“尤其對于云計算和邊緣計算協同的算力架構而言，最重要的是對算力的調度能力。對算力的需求很多時候會分布在不同的區域，如何協同好這些算力，是很多客戶正在思考的問題?！?/span>
國家（上海）新型互聯網交換中心（SHIXP）是算力調度、交易的重要試點。記者了解到，SHIXP主要負責本地區的算力網絡和算力中心的算力調度，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已建成算網節點14個，吸納入駐企業40家，接入國內主流運營商8家、總帶寬1.82T，累計等級算力資源超過156千萬億次/秒。
“我建議，全國要建一個大的算力調度標準。”魏征表示，統一標準的建立，意味著所有的云服務商要對外提供統一、可度量的算力服務，既保證現有運營商資源的直接輸出，也保證他們在未來統一市場的可持續發展。
推進國產化軟硬件適配
隨著人工智能技術的大爆發，特別是大模型時代的到來，通用大模型正快速向行業垂直應用領域推進。通過模型調優與快速迭代，垂直大模型正在釋放前所未有的產業數智新動能；同時，智算資源緊缺、國內產品相對不足的痛點也更加突出。除了硬件制造能力，在底層技術開發、軟件生態適配和場景落地實踐等方面，中國算力產業還需長足進步。
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，還面臨著國產適配性較差等問題。目前很多國產芯片廠商都在做自研或兼容開源生態軟硬件，企業間的低效競爭等問題愈發突出。針對這些問題，聯盟、協會等行業組織要凝聚共識，幫助算力供給方打破技術和生態壁壘，加強國產化軟硬設備的研發與應用。
工業和信息化部相關負責人表示，圍繞算力發展需要，應增強自主創新能力，推進計算架構、計算方式和算法創新，加強CPU、GPU和服務器等重點產品研發，加速新技術、新產品落地應用；同時，圍繞算力相關軟硬件生態體系建設，將加強硬件、基礎軟件、應用軟件等的適配協同，提升產業基礎高級化水平。
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國產量子算力進入航天領域
科技日報訊 （記者吳長鋒）記者10月16日從安徽省量子計算工程研究中心了解到，日前，由中國航天空氣動力技術研究院（以下簡稱航天氣動院）與本源量子計算科技（合肥）股份有限公司（以下簡稱本源量子）合作共建的量子計算流體力學聯合工作室在中國航天空氣動力技術研究院正式揭牌，這標志著國產量子算力開始進入中國航天領域。
在航空器、火箭等設備的設計和制造過程中存在許多關鍵問題，它們都需要通過流體動力學，綜合運用數值模擬、實驗驗證和理論分析等方法來解決。傳統主流方法在研究復雜流動場景時，基于現有計算能力下無法兼顧數值模擬的質量和效率，而量子計算作為一種新型計算范式有望解決這一難題。
航天氣動院副院長艾邦成表示，量子計算機不僅能夠加速流體動力學模擬，在氣動優化設計領域同樣具有優越性。“例如在翼型的升阻比優化設計中，涉及到大量參數和約束條件下的最優化問題，采用經典計算機求解非常困難。量子計算機就像是‘加速器’，采用合適的量子優化技術有望在較短的時間找到問題的最優解。”艾邦成說。
“將量子計算應用于流體動力學之前，還需要克服許多技術和算法上的挑戰。”本源量子總經理張輝向記者介紹，“未來，我們將培養并儲備相關人才，強化合作與交流，在氣動仿真、飛行器氣動設計與優化等方向探索具體的量子計算應用場景，推動量子計算流體力學在我國航空航天、智能制造等行業的應用。”
