圍繞算力概念已經產生一系列新的概念,包括東數(shù)西算、“算力經濟”、新型數(shù)據(jù)中心。
如果說,算力是硬件和軟件配合共同執(zhí)行某種計算需求的能力,那么,算力服務是提供算力的一種商業(yè)模式,是包括算力生產者、算力調度者、算力服務商以及算力消費者在內的算力產業(yè)鏈上算力經濟模式的統(tǒng)稱,他們共同構成一個閉環(huán)的“算力經濟”的產業(yè)鏈。
2022年11月9日,在北京召開的2022中國數(shù)據(jù)與存儲峰會上,中國科學院計算機技術研究所研究員張云泉博士在題為《算力經濟的發(fā)展趨勢分析與展望》的主題演講中,分析了算力經濟六大發(fā)展趨勢。
趨勢之一: 算力服務異軍突起
算力的異軍突起,催生了一個新興領域——算力服務。這在超算前100名中的業(yè)務量從以前的四分之一到如今接近了一半中得以體現(xiàn),并且表明算力服務繼續(xù)呈現(xiàn)強勢擴張的趨勢。
2018年,中國科學院計算機技術研究所研究員張云泉博士首次提出“算力經濟“概念,指出以計算為核心的算力經濟將成為衡量一個地方數(shù)字經濟發(fā)展程度的代表性指標和新舊動能轉換的主要手段。目前,關注“算力經濟”領域的機構大有人在。
算力服務的崛起,意味著人類正式進入了算力時代。
趨勢之二:與AI融合創(chuàng)新,智能計算中心列入新基建
通過與人工智能的融合,智能計算中心也越來越熱,使得人工智能訓練的效果特別好,除了寫新聞,還可以編故事、聊天,做很多事情。
在摩爾定律放緩的情況下,以英偉達(NVIDIA)創(chuàng)始人黃仁勛名字命名的定律“黃氏定律 (Huang’s Law)”對AI性能的提升作出預測,每10年GPU性能增長1000倍。
未來萬億的參數(shù)GPT4算力需求更大,至少需要上萬塊的GPU,甚至連國家超算中心都無法滿足需求,建設新的智能計算平臺成為人工智能新的發(fā)展方向。
2020年,國家信息中心發(fā)布了《智能計算中心規(guī)劃建設指南》,其核心環(huán)節(jié)是算力的四個流程:算力的生產、算力的調度、算力的聚合、算力的消費應用,旨在降低中小公司的成本,把大數(shù)據(jù)惠及到國有中心,還可以實現(xiàn)產業(yè)協(xié)同經營創(chuàng)新;而采用最新的液冷技術降低PUE值,滿足綠色要求。目前我國的國家級超算中心已經有10個,新的類型還在不斷出現(xiàn),如現(xiàn)代的新興資產中心,一體化大數(shù)據(jù)中心,智慧城市的中心等,這些中心相互之間互相的融合,成為新的熱門賽道。
張云泉博士曾在2017年到2019年間擔任國家超算濟南中心主任,促成濟南市政府下決心把濟南市建成中國的算谷。目前濟南已經率先建設國際首個超算科技園、率先提出打造我國超算生態(tài)、率先實現(xiàn)以超級計算機研制與應用為標志的超算1.0向以打造超算生態(tài)、促進科學研究、賦能產業(yè)發(fā)展并重為標志的超算2.0轉變,而且山東近期要建成國家超算濟南中心和海洋國家實驗室超算平臺,形成以濟、青為核心,濟南超算承擔運營的通用專用超級計算機協(xié)同的山東大超算發(fā)展格局。
趨勢之三:傳統(tǒng)算法與AI算法深度融合
由于科學計算應用效果不佳,現(xiàn)在人工智能生物算法反過來被融合到科技計算建模中,相當于把數(shù)據(jù)科學和計算科學(AI+Science)整合在一起,產生一個新的叫做智能科學的賽道。其中四個范式分別是實驗科學、理論科學、計算科學和數(shù)據(jù)科學,AI范式則是第五范式。其代表是斬獲2020年戈登貝爾獎的 Deep Potential 方法展示了 AI 和分子動力學模型的有效結合,在保證精度的同時,指數(shù)級地提升了物理模型的效率。
目前二者的結合應用尚停留在生物動力學、人工智能制藥領域,如將傳統(tǒng)方式需要十年以上、幾十億美元研制且藥效存疑的新藥耗時縮短至一年左右,成本數(shù)幾百萬美元,療效遠比過去更好。當然,很多新的領域也在不斷拓展中,未來將系統(tǒng)性地解決藥物設計、材料設計和化工設計等領域中的微觀設計層面問題,實現(xiàn)“既快又準”的計算模擬;在宏觀的飛機、汽車、火箭設計領域也將有豐富的應用。
趨勢之四:算力網絡將成為6G網絡發(fā)展的基礎
算力網絡,是一種根據(jù)業(yè)務需求,在云、網、邊之間按需分配和靈活調度計算資源、存儲資源以及網絡資源的新型信息基礎設施。算力網絡體系包括算力度量、算力感知、算力路由、算力編排、算力交易等內容;2021年7月,ITU-T發(fā)布了第一個算力網絡技術的國際標準Y.2501,Computing Power Network- framework and Architecture。
算力網絡吸納和調度占算力總量88%的社會分散力量,以統(tǒng)一服務的方式,結合確定性網絡輸送高可靠、可度量、通用化的算力資源,使能AI應用,體現(xiàn)網絡價值。
趨勢之五:東數(shù)西算工程成為新基建產業(yè)發(fā)展熱點
東數(shù)西算已經廣為人知。這是為了落實全國一體化大數(shù)據(jù)中心的思路,巧妙地把東部和西部資源進行互補和對接,使得西部地區(qū)新能源能夠通過網絡來滿足東部的算力需求的方式,有效地拉動了雙方的經濟發(fā)展。除了今年2月在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動的8個國家算力樞紐節(jié)點和規(guī)劃的10個國家數(shù)據(jù)中心集群,一些新的地點,如韶關、蕪湖也成為東數(shù)西算相關的熱點地區(qū),吸引眾多公司布局。
趨勢之六:業(yè)界急需算力評測標準
當前,算力中心火熱,超算中心建設不斷上馬。但由于相關標準的缺失,又給市場帶來一定的混亂。
傳統(tǒng)超算是以大規(guī)??茖W和工程計算的雙精度浮點計算為主的計算,Linpack性能為基準的超級計算機排名是“全球高性能計算機TOP 500排行榜”、“中國高性能計算機TOP 100排行榜”等。這些標準不容易為大眾百姓接納。
在人工智能領域,也面臨同樣的問題,如:如何定義算力?哪套系統(tǒng)的人工智能算力更強、整個領域的發(fā)展狀況如何?傳統(tǒng)高性能計算機的測試結果為什么與人工智能需要的性能不完全一致?如何制定新評測標準?
好的指標可以引領領域的健康發(fā)展。為了解決上述問題,超級計算機界正在建立和推廣相關的人工智能算力基準測試程序。
以AIPerf人工智能算力基準測試程序為例,其特點是只出一個分數(shù),可變問題規(guī)模、計算有人工智能意義、多機通信可以少但不能沒有。世界人工智能算力AIPerf500國際委員會由張云泉博士、螞蟻技術研究院院長陳文光教授、Facebook公司AI主管Pavan Balaj、ETH蘇黎世計算機科學教授Torsten Hoefler等專家組成,該排行榜已經發(fā)布了兩榜,在即將召開的超級算力大會上會有第三榜發(fā)布。
總結與展望
算力服務快速崛起,東數(shù)西算世紀工程開啟算力經濟時代。
“算力經濟的普及,需要類似電力插座一樣的算力插座,阿里無影云電腦,成為算力插座的早期原型。”張云泉博士說。
他指出,未來,未來算力經濟市場會有三類的公司參加,將出現(xiàn)類似發(fā)電廠的算力工廠,尤其是在東數(shù)西算西部新能源發(fā)達地區(qū),而網絡通信公司可通過實施算網融合戰(zhàn)略轉型為算力供應商,超算云公司、網絡通信公司甚至國家電網等分別從不同的技術途徑搶占算力服務市場,鹿死誰手尚未可知。
張云泉博士呼吁盡快推進國家算網、算力調度、算力交易等方面的新型組織機構和平臺建設,盡快出臺算力服務的評測標準,確保算力服務健康發(fā)展,更好地迎接數(shù)字經濟時代的到來!