求解算力“致用”難題，中國算力行業(yè)給出首個(gè)答案

《論語》有句話，“治其器必求其用”。經(jīng)世致用，是中國文化的傳統(tǒng)之一。當(dāng)前，全球進(jìn)入了數(shù)字化、智能化的新紀(jì)元，算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的核心生產(chǎn)力，也帶動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要性上升到了新的高度，產(chǎn)業(yè)處于高速增長期。工信部的數(shù)據(jù)顯示，目前，我國算力總規(guī)模超180EFLOPS，已經(jīng)位居全球第二。

大量算力被制造出來，中國各行各業(yè)又存在著多元豐富的應(yīng)用場景，那么問題來了：這些算力資源是否被充分使用了呢？

有數(shù)據(jù)顯示，目前整體算力利用率不足30%，大量算力仍處于閑置狀態(tài)，尤其智算水平還需要進(jìn)一步提升。

在算力供需矛盾凸顯的同時(shí)，其他產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展又對算力提出了更高要求。以用促建、建以致用，推進(jìn)算力高質(zhì)量發(fā)展，才能更好地滿足智能時(shí)代千行百業(yè)的算力需求，確保算力資源的充分利用。

2023年12月，由清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院主辦的“算力高質(zhì)量發(fā)展與應(yīng)用高端論壇”上，各界人士圍繞算力高質(zhì)量發(fā)展議題展開深入研討。浪潮信息首次從技術(shù)視角，提出了“高質(zhì)量算力”的明確定義，總結(jié)了高算效、高能效、可持續(xù)、可獲得、可評估五大特征，為算力高質(zhì)量發(fā)展找到了路徑。

理解了“高質(zhì)量算力”的涵義，算力行業(yè)如何走向經(jīng)世致用，答案也就愈發(fā)明晰了。

尋路：算力“致用”的核心矛盾

算力為什么要“致用”？《2022-2023全球計(jì)算力指數(shù)評估報(bào)告》顯示，計(jì)算力指數(shù)平均每提高1點(diǎn)，國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長3.6‰和1.7‰。讓算力充分釋放新質(zhì)生產(chǎn)力的新動(dòng)能，將惠及每一家企業(yè)和每一個(gè)人。

因此，更有必要弄清楚一個(gè)問題：算力基礎(chǔ)設(shè)施的利用率不高，究竟是什么情況？

對此，浪潮元腦首席技術(shù)官張東提出了算力供需矛盾的核心問題——結(jié)構(gòu)化失衡。

張東認(rèn)為，導(dǎo)致算力整體利用率不高的原因，主要是供需錯(cuò)位。

一方面，算力需求總量仍在不斷增長，AI專項(xiàng)算力、高性能算力等高端算力的缺口大。另一方面，在實(shí)際使用過程中，由于現(xiàn)有供給結(jié)構(gòu)與用戶實(shí)際的算力需求不平衡、不匹配，會(huì)出現(xiàn)供需錯(cuò)位的情況，導(dǎo)致大量算力閑置和浪費(fèi)。

具體來說，不同水平算力的供給結(jié)構(gòu)與實(shí)際需求出現(xiàn)錯(cuò)配，比如通用算力的利用率不高，低端算力供給過剩，而大模型、自動(dòng)駕駛等AI任務(wù)需要的智算算力則供給不足。此外，供給端與需求端之間存在“斷層”，由于配套服務(wù)、生態(tài)等不完善，導(dǎo)致企業(yè)想買但買不到，很多數(shù)據(jù)中心的算力資源用不起來。

在此次論壇上，清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院副院長李東紅教授坦言：“未來一整年的問題，就是怎么避免低水平同質(zhì)化的算力建設(shè)，賦能其他產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

”致用必先明道。走高質(zhì)量發(fā)展之路，成為中國算力行業(yè)解決供需矛盾、優(yōu)化供給結(jié)構(gòu)、平衡供需關(guān)系的必然選擇。

接下來的問題是，如何推進(jìn)算力高質(zhì)量發(fā)展？

路標(biāo)：算力行業(yè)給出首個(gè)答案

2023年10月，工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合印發(fā)了《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，明確了高質(zhì)量算力的發(fā)展方向。

到了落地執(zhí)行層面，要進(jìn)一步將宏觀目標(biāo)拆解成清晰可行的具體方法與路徑。但是，由于參與到算力建設(shè)的產(chǎn)學(xué)研各方面力量眾多，各領(lǐng)域?qū)Α案哔|(zhì)量算力”這一新興概念的理解差異大，導(dǎo)致概念紛雜、眾說紛紜，迫切需要一個(gè)能夠凝聚產(chǎn)業(yè)共識的明確定義。

浪潮信息在本次論壇上，從技術(shù)視角對“高質(zhì)量算力”提出了明確定義：高質(zhì)量算力采用先進(jìn)的計(jì)算架構(gòu)，具備高算效、高能效、可持續(xù)、可獲得、可評估五大特征。

在張東看來，高質(zhì)量算力一定是以應(yīng)用為導(dǎo)向的?！案哔|(zhì)量算力”的五大特征也聚焦實(shí)用，成為一個(gè)破解算力“致用”難題的“五邊形戰(zhàn)士”。具體來說：

第一個(gè)指標(biāo)高算效，解決的是“算力利用率不高”問題。

以往衡量一個(gè)算力基礎(chǔ)設(shè)施，更關(guān)注參數(shù)指標(biāo)，有多少張芯片、多少臺AI服務(wù)器、總規(guī)模達(dá)到多少Flops。而面向應(yīng)用的高質(zhì)量算力，在建設(shè)時(shí)就不能只看理論指標(biāo)，還要關(guān)注應(yīng)用場景下的實(shí)際性能和資源利用率。

在張東看來，高算效是算力供需失衡、算力利用率低等矛盾的破局之道。通過實(shí)測性能與資源利用率的雙重提升，可以提高實(shí)際性能，避免算力堆砌及大量資源閑置。

第二個(gè)指標(biāo)高能效，解決“算力能耗成本高”的問題。

算力中心是耗電大戶，在雙碳背景下，節(jié)能降碳成為算力行業(yè)的共同使命和硬性指標(biāo)。過去幾年，PUE為算力中心畫下了一道“綠線”，但降低PUE，主要著眼于“風(fēng)火水電”等“運(yùn)營碳”的減少，在算力全生命周期中，還有一些“隱含碳”的環(huán)節(jié)，比如從服務(wù)器和芯片的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和減碳。

高能效指標(biāo)的提出，著眼于算力全生命周期的減碳，用每單位碳排能產(chǎn)生的算力來衡量數(shù)據(jù)中心的能源利用率，可以綜合減少算力能耗成本。

第三個(gè)指標(biāo)可持續(xù)，旨在消除算力供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)封閉風(fēng)險(xiǎn)。

具體來說，要實(shí)現(xiàn)供給的可持續(xù)，通過完備完整的供應(yīng)鏈，保證算力的持續(xù)供給；技術(shù)的可持續(xù)，要具有足夠的兼容性，不斷升級迭代；服務(wù)的可持續(xù)，高質(zhì)量算力的生態(tài)開放，服務(wù)分層解耦，可以靈活替換，不用擔(dān)心被某一家廠商綁定。

第四個(gè)指標(biāo)可獲得，從便捷性和成本兩個(gè)維度，解決一些場景算力不易得到或算力價(jià)格貴的問題。

便捷性上，高質(zhì)量算力應(yīng)該具有普適性，滿足各種應(yīng)用場景復(fù)雜多樣的算力需求；成本上，高質(zhì)量算力要具備普惠性，讓千行萬業(yè)低成本地使用。

第五個(gè)指標(biāo)可評估，則解決了“沒有度量就不好改進(jìn)”的問題。

如果沒有一個(gè)規(guī)范的多元的算力評估體系，容易出現(xiàn)低水平同質(zhì)化扎堆、技術(shù)創(chuàng)新方向和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃不匹配等問題，高質(zhì)量發(fā)展是很難持續(xù)的。可評估的高質(zhì)量算力，可以更好地輔助用戶決策、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、明確規(guī)劃方向。

可以看到，“高質(zhì)量算力”五大特征，直面算力致用難題，給出了針對性的答案。首個(gè)定義，可以視作算力高質(zhì)量發(fā)展之路上一塊清晰的路標(biāo)。

邁步：浪潮信息的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐

我們常說行勝于言、質(zhì)勝于華，不僅要看算力企業(yè)怎么說，更要看實(shí)際行動(dòng)。目前看來，浪潮信息做到了。

此次論壇上，浪潮信息不僅首次定義了“高質(zhì)量算力”，也提出了高質(zhì)量算力的發(fā)展路徑，實(shí)打?qū)嵉赝苿?dòng)“高質(zhì)量算力”落地。

比如針對當(dāng)前算效問題，浪潮信息提出了以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為核心的技術(shù)路徑，圍繞算力的生產(chǎn)、聚合、調(diào)度、釋放各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行全局優(yōu)化，進(jìn)一步提升算效。

以浪潮信息“源2.0”大模型的訓(xùn)練為例，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，整合高性能部件，打造多元異構(gòu)的強(qiáng)大算力機(jī)組；聚合環(huán)節(jié)，消除網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)性能瓶頸，進(jìn)行集群性能調(diào)優(yōu)，構(gòu)建高效的算力集群；調(diào)度環(huán)節(jié)，通過上層的調(diào)度軟件高效調(diào)度，確保平臺穩(wěn)定運(yùn)行；釋放環(huán)節(jié)，提供豐富的框架、工具及算法優(yōu)化，充分釋放硬件性能。實(shí)現(xiàn)千卡集群平均計(jì)算峰值效率高達(dá) 54%，是業(yè)界平均效率的 1.8倍。

在算力能效問題上，浪潮信息也深入到算力全生命周期，從綠色采購、綠色設(shè)計(jì)、清潔生產(chǎn)、綠色包裝和運(yùn)輸、綠色運(yùn)營、回收處理等各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全面的碳足跡管理，推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)能減排。

比如設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在“隱含碳”，減碳難度比較高，為此，浪潮信息加大液冷技術(shù)創(chuàng)新，業(yè)界采用浪潮信息液冷技術(shù)的數(shù)據(jù)中心，相比傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心大幅節(jié)能減排，相當(dāng)于減少1.54萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤消耗，4.1萬噸二氧化碳排放，同時(shí)相當(dāng)于種植231萬棵樹。

此外，針對可持續(xù)、可獲得、可評估這三大指標(biāo)，浪潮信息也積極與產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴協(xié)作，為高質(zhì)量算力鋪平道路。比如，聯(lián)合中國開放計(jì)算組織OCTC（開放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)），推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，通過一云多芯、分層解耦，消除單一技術(shù)路線依賴，實(shí)現(xiàn)算力可持續(xù)；推動(dòng)算力基建化，聯(lián)手合作伙伴推動(dòng)南京、淮海、青田等智算中心的落地，讓算力人人“用得上、用得起”，實(shí)現(xiàn)算力可獲得；依托OCTC及中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)，構(gòu)建一套面向多元算力的評估規(guī)范，全面評估高質(zhì)量算力各項(xiàng)性能要素，讓算力可評估。

浪潮信息正以實(shí)際行動(dòng)讓“五邊形戰(zhàn)士”邁出的每一步，都扎根在產(chǎn)業(yè)土壤中。

加速跑：進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段

根據(jù)《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》，到2025年，“數(shù)字中國建設(shè)要取得重要進(jìn)展”。算力是新興生產(chǎn)要素，算力基礎(chǔ)設(shè)施相當(dāng)于數(shù)字中國的底座，所以，在接下來不到兩年的時(shí)間中，算力行業(yè)必須爭分奪秒地補(bǔ)短板、快提速，完成從“總量擴(kuò)張”向“結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的轉(zhuǎn)變。

首個(gè)定義與發(fā)展路徑的提出，無疑為算力高質(zhì)量發(fā)展按下了加速鍵。

在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)學(xué)研各方能夠進(jìn)一步消除認(rèn)知分歧，凝聚產(chǎn)業(yè)共識，消除技術(shù)和生態(tài)壁壘，集中力量去打造千行百業(yè)真正需要的“五邊形戰(zhàn)士”。

把數(shù)字中國建在高質(zhì)量算力的底座上，讓算力與千行萬業(yè)無縫接軌，這就是中國算力行業(yè)的“經(jīng)世致用”之道。