算力产业为数字经济发展注入新动能

随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术加速演进，传统产业与新兴技术加速融合，算力产业蓬勃发展。在数字经济时代，算力是新质生产力，正以前所未有的广度和深度为千行百业的发展注入新动能，成为推动科技进步、赋能现代化产业体系以及经济高质量发展的重要支撑。有研究表明，计算力指数平均每提高1个百分点，数字经济和国内生产总值（GD P）将分别增长3.3‰和1.8‰。当前，我国算力产业发展面临多重机遇，但同时也面临诸多挑战，只有遵循算力产业发展规律，才能构建我国算力产业发展新格局。建设高效节能、成本集约的算力，才能更好地赋能新技术、新场景。

我国算力产业规模稳步增长体系逐步完善

算力可分为通用算力、智能算力、超级算力，分别对应基础计算、智能计算、超级计算三种计算模式。不同场景所需要的计算精度不同，也相应需要不同种类的算力。通用算力主要由基于CPU（中央处理器）芯片的服务器提供，对实时性有较高要求，常用于支持如云计算和边缘计算等基础通用计算。智能算力主要由GPU（图像处理器）、FPGA（现场可编程逻辑门阵列）、ASIC（专用集成电路）等AI（人工智能）芯片的加速计算平台提供，常用于AI的训练和推理计算。超级算力由超级计算机等高性能计算集群提供，主要用于尖端科学领域的计算，比如航空航天、行星模拟、生命科学等领域。

从发展规模看，近年来我国算力规模稳步增长（见图1）。根据工信部数据，截至2023年底，全国算力总规模达230EFLOPS（每秒百亿次浮点运算），同比增长27.8%，居全球第二位，算力总规模近5年年均增速近30%。2023年10月，工信部发布《算力基础设施高质量发展行动计划》，其中提出，到2025年，算力规模将达300EFLOPS。结合算力产业的内外部环境看，政策利好、需求激增叠加技术发展，预计2024年算力产业将维持高速增长态势。赛迪研究院预测，截至2024年底，我国算力规模将达265 EFLOPS。

从产业结构看，算力产业体系逐步完善。2024年政府工作报告提出，适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系。算力方面，呈现算力规模增长快、智能算力需求激增的特点。我国算力产业结构不断优化，智能算力比例逐步提升，算力资源多样化供给加速推进。运力方面，我国网络基础设施建设不断完善。截至2024年6月，全国互联网宽带接入端口数量达11.7亿个，全国光缆线路总长度达到6712万公里。存力方面，存储规模不断扩大，以全闪存技术为代表的先进存力快速发展。2023年，全国数据存储总量为1.73ZB，存储空间利用率为59%，其中政府和行业重点企业存储空间利用率均为70%左右。

算力产业发展的机遇与挑战

第一个机遇，以大模型为代表的新兴技术驱动算力需求激增。以AIGC为代表的人工智能新应用、新业务蓬勃发展，推动算力产业规模快速增长、计算技术不断创新、产业格局加快革新。AI大模型训练数据量巨大，对算力尤其是智能算力需求庞大，驱动算力产业加速发展。用于训练人工智能系统的算力需求呈指数型增长。一方面，ChatGPT、文心一言等通用大模型，模型的训练迭代、模型部署后的推理需要大量算力。举例来看，Transformer大模型训练算力需求以275倍/2年的速度增长。此外，根据OpenAI，从2012年以来，最大规模的AI模型训练所需要的计算量，每3.5个月翻倍一次。相比于摩尔定律两年的倍增期，算力需求具有远高于芯片承载计算量的增长速度。另一方面，垂直领域大模型加速应用。人工智能赋能千行百业，比如医疗、法律、金融、制造业等特定领域和行业，基于通用大模型的微调训练，也需要大量算力支撑。AI模型参数越多训练结果越精细，参数量呈指数级增长。

第二个机遇，国内行业级算力供给体系品牌优势提升，服务器、数据中心的系统集成能力和生态影响力持续增强。2023年全球市场份额前十名（见图2），国产服务器厂商有五位。2024年一季度，中国X86服务器市场份额的前三名分别是浪潮、新华三和联想。基于ARM架构的服务器生态有望成为算力体系的主流架构。在PC或服务器端的底层CPU多为X86架构，移动端被ARM架构垄断，自动驾驶、元宇宙等新一代信息技术底层CPU也是以ARM架构为基础。基于ARM架构的华为鲲鹏生态、PK生态（飞腾CPU+麒麟操作系统）形成从服务器CPU到整机产品线的布局，多个应用先后落地。作为算力的重要载体，数据中心是大规模算力聚合、调度、释放的节点，正在迅猛发展。数据中心流量与日俱增，无损网络、智能网卡、可编程网络等互联技术以及低功耗、高密度互联解决方案成为创新热点。

第三个机遇，政策利好保障算力产业发展。党中央、国务院高度重视算力基础设施建设，习近平总书记强调，“要加快新型基础设施建设，加强战略布局，加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经济社会发展的信息‘大动脉’”。我国出台一系列政策措施，推动算力基础设施建设和应用发展。世界各国政府也纷纷出台政策支持算力产业的发展，大幅增加政府对算力产业的直接研发投资。例如，美国“网络与信息技术研发计划”（NITRD）中，2024财年预算总额109亿美元，为重点投入人工智能（31亿美元）、高性能计算基础设施和应用程序（20.1亿美元）、大规模数据管理和分析（16.9亿美元）等领域。欧盟委员会批准“欧洲共同利益重要计划——下一代云基础设施和服务”的国家援助计划，提供12亿欧元的公共资金用于开发可互操作和开放访问的欧洲数据处理生态系统。

当前，算力产业在提速发展的同时，也面临一些挑战。

第一个挑战，算力芯片国产化自主水平亟需提升。芯片是算力的核心环节，其性能直接关系到设备的运行速度和处理能力。出口限制叠加传统国外生态体系壁垒，使得国产自研算力芯片肩负起填补市场空缺、破局算力产业发展的重要使命。当前，国产算力芯片的生态系统和自主工艺亟待进一步突破。

第二个挑战，多元异构算力有待进一步融合。当前，算力资源依然紧张，GPU紧缺叠加CPU达到单卡性能极限，如何突破算力瓶颈？“CPU+XPU”的异构融合计算解决方案出现，即用各种XPU加速器与CPU配合，完成各种计算任务，进而实现计算效力最大化。多种引擎构成的异构计算要求硬件设计兼顾更强的通用性、灵活性和高可用性，并能支持软件的更新迭代。当前，多元异构算力需加速融合，各类XPU还需加快实现高效协同，进而提升稳定性。

第三个挑战，数据跨区域、长距离的传输存在数据安全风险。“东数西算”的枢纽节点蕴含丰富的算力和大量的数据资源，可能成为黑客攻击的重点对象，在东数西运、西数东运、东数西存、西算流转等流程中，物理设施、网络安全、应用安全、数据安全和信息安全等可能面临多重风险。比如，算力资源从申请使用再到结算清退，其中某一个环节出现漏洞，可能给算力网络带来信息泄露风险。

推动算力高质量发展，须正视问题、系统布局、久久为功。要以“创新驱动”突破算力技术瓶颈，强化基础研究原始创新，从源头和底层解决关键技术问题。要构建“多元泛在”算力基础设施，联合产业上下游企业、科研机构、政府机构等各方力量，建立算力网络连接多源异构、海量泛在算力。要进一步健全“安全可信”的防护体系，打造内生安全的算力安全体系，提升自主智能的安全能力。

算力产业政策及分析

我国对算力产业的重视程度不断提升，陆续出台多项政策、规划助推产业高质量发展。2024年《政府工作报告》中提出，“适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系，培育算力产业生态”。2021年以来，国务院及相关部委相继出台政策文件，引导我国算力产业发展。随着政策落地见效，各地算力基础设施建设如火如荼，算力供给能力不断提升。

为更好推进算力基础设施建设，多地出台算力相关政策，确保项目建设与地区经济发展情况相适应。例如，2024年4月，北京发布《北京市算力基础设施建设实施方案（2024—2027年）》，将改变智算建设“小、散”局面，集中建设一批智算单一大集群。广东推进“1+2+N”算力中心布局，以韶关数据中心集群为核心，形成广州、深圳两个低时延智能算力应用区。贵州作为全国一体化算力网络国家枢纽节点之一，目前正加快打造面向全国的算力保障基地，力争全省算力产业规模突破100亿元。2023年10月，当地提出“算力券”概念，用于企业购买当地算力服务或数据交易产品。此外，多地根据自身优势资源禀赋，加大投入建设算力基础设施，提升算力供给，助力经济高质量发展。

趋势一：“东数西算”、全国一体化算力网络建设再深化，算力设施建设布局不断优化。2023年12月29日，国家发改委等五部门发布《深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》，强调统筹通用算力、智能算力、超级算力协同计算；东中西地区及大中小城市协同布局；算力、数据、算法协同应用；算力和绿色电力协同建设；算力发展和安全协同保障。

趋势二：多元化和国产化提速，发展高效可靠的本土化算力，进一步强化算力基础设施自主防护水平。2022年6月，科技部印发《国家新一代人工智能公共算力开放创新平台建设指引》，对平台的国产化程度、算力规模与解决方案等方面进行了明确要求。要求自主研发芯片提供的算力标称值占比不低于60%，并鼓励优先采用国产开发框架，使用率不低于60%。2023年10月，工信部等六部门印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，鼓励在关键信息基础设施中使用自主的存储设备，通过全闪存储整机带动关键存储部件的国产化应用。2023年12月29日，国家发改委等五部门发布《深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》，打造自主创新的技术供给能力，强化国家枢纽节点自主防护能力。进一步强化算力基础设施自主防护水平，确保算力基础设施安全可靠。

趋势三：引导算力基础设施绿色低碳发展，统筹推动算力与绿色电力的一体化融合。统筹发展与安全，进一步强化网络、应用、产业链安全管理和能力建设，构建完善的安全保障体系。提升数据中心绿电使用比例，增强绿色算力供给水平。进一步提高资源利用和算力碳效水平，通过对算力中心的设计建设、技术选型和设备选择等方面的引导，提升算力碳效水平。不断引导市场应用绿色低碳算力，积极引入绿色能源，采用源网荷储等技术，实现可再生能源的融合开发、就近消纳，提升算力设施绿电使用率。加速赋能行业绿色低碳转型，推动算力在重点行业发挥应用赋能作用，构建“算力+”绿色低碳生态体系，助力各行业绿色低碳发展。

责任编辑_赵晓璐