文 | 智東西 李水青
編輯 | 漠影
近來，對話式AI模型ChatGPT一夜間刷屏圈內(nèi)外，自動駕駛模型訓練速度提升超百倍，AI助力靶向藥研究成果頻登頂刊……AI（人工智能）技術(shù)正更深入人們的生產(chǎn)生活，背后的算力需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長態(tài)勢。
智能計算中心（簡稱：智算中心）是一種面向AI技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心，專門滿足海量而多元化智能算力需求。
2023年1月10日，國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心推出《智能計算中心2.0時代展望報告》（簡稱：《報告》），指出經(jīng)過5年多發(fā)展，智算中心正由1.0粗放擴張階段走向2.0精細規(guī)劃階段。
什么是智算中心2.0時代？我國智算中心發(fā)展面臨什么樣的真實挑戰(zhàn)？隨著當下各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加快，作為數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的智算中心的又遵循什么樣的發(fā)展規(guī)律？回答這些問題具有很強的實際意義。
近日，智東西通過對話智算中心領(lǐng)域代表企業(yè)中科曙光相關(guān)負責人，對這些問題進行了深入探討?！秷蟾妗肥珍浟硕囗椣蠕h實踐，其中，曙光憑借5A級智算中心、浸沒式相變液冷技術(shù)、全國一體化算力服務(wù)平臺等多項方案成果成為典型樣板。
01. 超30城落地智算中心，1.0時代面臨五大挑戰(zhàn)
隨著人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國智算中心建設(shè)自2017年以來按下快進鍵，進入十四五發(fā)展新時期更是被要求“適度超前發(fā)展”。根據(jù)《報告》，2017~2022年以來，我國超30城快速布局智算中心，涌現(xiàn)出包括京津冀大數(shù)據(jù)智算中心、長沙5A級智能計算中心等多個典型案例。
曙光相關(guān)負責人告訴智東西，當下智算中心主要分為企業(yè)自建和公共基礎(chǔ)設(shè)施，全國30城智算中心大多是第二種情況，用于支持地方產(chǎn)業(yè)AI化、AI產(chǎn)業(yè)化及智能化治理等。
比如曙光目前在運營中的合肥、長沙等地中心，已為科學研究、工業(yè)制造、政務(wù)服務(wù)等多領(lǐng)域提供支撐，助藥物研發(fā)、材料解析等近百項成果登上國際頂刊《Science》雜志，累計服務(wù)用戶突破10萬+。
根據(jù)《報告》，當下智算中心已逐漸賦能區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，但值得注意的是，其在多元算力融合、上下游協(xié)同、建設(shè)應(yīng)用聯(lián)動、能源消耗、使用價格等方面仍面臨至少以下五大挑戰(zhàn)：
1、通用算力和專用算力待融合。在自動駕駛、智慧醫(yī)療、智慧城市等不同場景中，算力需求不同。單一化算力方案難以滿足多元算力需求，不能兼顧多產(chǎn)業(yè)和多領(lǐng)域。
2、算力、算法和數(shù)據(jù)協(xié)同不足。這些年來建設(shè)的智算中心，不同的芯片平臺、算法模型、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用層面部分處于垂直一體化“孤島”狀態(tài)，軟硬件兼容性問題有待改進。
3、投資建設(shè)運營有待聯(lián)動。智算中心投資、建設(shè)和運營往往由不同主體負責。前期建設(shè)單位往往對建設(shè)后運營的模式、服務(wù)標準投入不足，出現(xiàn)了管頭不管尾、建設(shè)運營割裂的現(xiàn)象，影響客戶體驗。
4、碳排放和能耗高。設(shè)備自身的能耗排放帶來非常大的挑戰(zhàn)，比如OpenAI公司的超大規(guī)模預(yù)訓練模型GPT-3訓練所需的耗電量為19萬千瓦時，相當于2021年人均用電量的228倍。
5、投資成本和應(yīng)用價格待規(guī)范。智算中心的投建成本較高，部分智算中心每 100P半精算力的投資成本高達5-6億元，遠遠高出正常市場價格，同時使用成本也較高，比如據(jù)保守估計GPT-3大模型訓練費用超過1200萬美元。
02. 智算中心2.0時代：算力融合、告別煙囪、綠色低碳
按照《報告》對產(chǎn)業(yè)的洞察，我國智算中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在克服1.0時代的挑戰(zhàn)進入2.0時代，背后來自于產(chǎn)業(yè)和政策兩方面的驅(qū)動。
一方面，各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加快，智慧城市、智能制造、無人駕駛、數(shù)字孿生等大量場景需求拉動了數(shù)據(jù)計算分析的需求。根據(jù)知名行研機構(gòu)羅蘭貝格報告顯示，2030年人工智能的算力需求將是2018年的算力需求的390倍。
另一方面，“十四五”規(guī)劃與中長期發(fā)展綱要明確強調(diào)，要加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，強化算力統(tǒng)籌、智能調(diào)度。2022年2月東數(shù)西算啟動，我國智算中心在10大國家數(shù)據(jù)中心集群拉開新序幕。東數(shù)西算對數(shù)據(jù)中心提出集約化建設(shè)、能耗低碳等要求，催促智算中心由粗放式擴張走向精細式規(guī)劃建設(shè)的2.0階段。
智算中心2.0階段為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的指引，那么它有什么特征？
根據(jù)《報告》，智算中心2.0階段標志著一個“有序發(fā)展”和“算網(wǎng)一體”建設(shè)新格局產(chǎn)生，賦予了以下7大新內(nèi)涵：
1、算力融合，通用和專用算力融合供應(yīng)。智算中心在1.0階段主要提供同構(gòu)計算、專用算力，2.0階段則需要利用CPU、GPU等加速芯片的異構(gòu)，實現(xiàn)“高精度通用算力+低精度專用算力”融合供應(yīng)。包括谷歌、英特爾、阿里、曙光、百度等國內(nèi)外企業(yè)都在研發(fā)異構(gòu)計算結(jié)構(gòu)。
2、軟硬協(xié)同，加快增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同性。在1.0階段，智算中心主要采用垂直一體的軟硬件煙囪式方案，通用性和兼容性較低；在2.0階段，智算中心更強調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的開放協(xié)同，要實現(xiàn)算力、模型和數(shù)據(jù)集的橫向兼容，確保各層次靈活構(gòu)建。
3、建運一體，逐步完善一體化服務(wù)體系。在1.0階段，智算中心主要聚焦在算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上；2.0階段，更加關(guān)注規(guī)劃建設(shè)和服務(wù)的統(tǒng)籌全局性。
4、能耗低碳，加快部署能耗低碳化技術(shù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心較多采用風冷方式，散熱效率較低；在2.0階段，數(shù)據(jù)中心的冷卻方式需要綠色節(jié)能，液冷方式發(fā)展起來。
5、成本優(yōu)化，持續(xù)優(yōu)化成本實現(xiàn)價格的普惠。在1.0階段，較高的投建成本稀釋了算力的價值；2.0階段應(yīng)該發(fā)算力基礎(chǔ)設(shè)施的公共屬性，尤其要推進智能算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，促進不同地區(qū)、不同應(yīng)用之間的算力普惠發(fā)展。
6、需求牽引，從建起來到用起來。1.0階段，大多數(shù)智算中心是規(guī)劃牽引的政府規(guī)劃、財政撥款建設(shè)；2.0階段，應(yīng)更強調(diào)市場需求牽引、平臺化運營，多元化的模式來進行智算中心建設(shè)。
7、安全可信，落實新基建安全要求。在1.0階段，自主創(chuàng)新程度還是比較低；2.0階段要充分考慮信息安全和產(chǎn)業(yè)安全，以自主“通用芯片+AI芯片+操作系統(tǒng)+硬件設(shè)備+框架模型”為基礎(chǔ)技術(shù)體系來構(gòu)建生態(tài)、發(fā)展應(yīng)用。
可以看到，2.0階段的智算中心正從拼規(guī)模向拼質(zhì)量發(fā)展。
曙光相關(guān)負責人對智東西說，國家十四五數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中提及“有序發(fā)展”，意味著此前幾年存在的一些無序狀態(tài)將要改變；同時智算中心建設(shè)強調(diào)協(xié)同，從原來的單打獨斗走向上下游軟硬件廠商的協(xié)同作戰(zhàn)，將算法、算力、數(shù)據(jù)廠商聯(lián)動起來。
03.開放架構(gòu)曙光5A級智算中心打造行業(yè)樣板
基于2.0階段的要素特征，《報告》給出當前產(chǎn)業(yè)內(nèi)示范樣例，為智算中心從“建好”到“用好“提供借鑒與指導。值得一提的是，以曙光為代表的ICT企業(yè)憑借多個實際應(yīng)用案例正成為典型樣板。
《報告》指出，“中科曙光推出5A級智算中心可通過分布式異構(gòu)并行體系結(jié)構(gòu)，覆蓋全算力精度，實現(xiàn)多樣化算力供應(yīng)?！遍_放是曙光5A級智算中心的最核心宗旨，通過硬件、算法、框架、模型的全面開放、兼容，構(gòu)建多元集成的基礎(chǔ)架構(gòu)，實現(xiàn)算力底座最大程度的易用性，降低遷移成本。
當下國內(nèi)智算中心推進格局就像“爬珠峰”一樣，分化出南坡、北坡等不同的架構(gòu)“爬坡”路線。有的企業(yè)選擇用自己的芯片、操作系統(tǒng)、模型框架等技術(shù)形成一個垂直架構(gòu)閉環(huán)，有的選擇多方協(xié)作的開放架構(gòu)。而曙光推出的5A級智算中心，是要做第二種路線的典范。
目前，5A級智算中心在長沙、合肥等多地投運，致力為千行百業(yè)注入AI活力，打造智能算力領(lǐng)域的行業(yè)樣板。
04.結(jié)語：開放融合共建智算中心從“建起來”到“用起來”
《報告》以2022年十四五規(guī)劃及行業(yè)政策的陸續(xù)出臺為分界點，將智算中心的發(fā)展劃分為高速擴張的1.0階段與行業(yè)引導的2.0階段，2.0階段的智算中心將從粗放擴張轉(zhuǎn)向精細式規(guī)劃建設(shè)。
如同“攀珠峰”一般，國內(nèi)智算中心建設(shè)也開出了多條爬坡路徑。無論何種路徑，開放生態(tài)、綠色低碳、算力融合都是作為公共基礎(chǔ)設(shè)施的智算中心規(guī)模落地的必由之路。