訓練需求井噴 “算力之渴”何解

科技日報報道

2023-11-01

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?！苯?，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?！?/strong>

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?！蔽赫鞅硎?，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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文章來源：《科技日報》

作者：崔爽

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