摘要：正確認(rèn)識(shí)和理解算力，除了數(shù)字，還要關(guān)注精度和實(shí)際場(chǎng)景。
今天，數(shù)字技術(shù)開(kāi)始深入生產(chǎn)生活的每一環(huán)節(jié)。
然而要推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)的高水平發(fā)展，首先要確保擁有處理巨量數(shù)據(jù)的能力。隨著數(shù)據(jù)被列入生產(chǎn)要素，算力已成為重要的生產(chǎn)力。根據(jù)IDC發(fā)布的《2020全球計(jì)算力指數(shù)評(píng)估報(bào)告》，一國(guó)的算力指數(shù)每提高1個(gè)百分點(diǎn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長(zhǎng)3.3‰和1.8‰。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)算力的需求日益增大，加之新基建的東風(fēng)，作為算力基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計(jì)算中心也邁入加速發(fā)展階段。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國(guó)在用的數(shù)據(jù)中心機(jī)架超過(guò)400萬(wàn)架，年均增速超30%。
算力"突飛猛進(jìn)"的同時(shí)，市場(chǎng)認(rèn)知卻嚴(yán)重滯后。大多數(shù)人仍然對(duì)算力相關(guān)的概念比較陌生——算力如何衡量?不同算力等級(jí)間有何區(qū)別?算力與應(yīng)用場(chǎng)景如何匹配?
1.看算力水平，精度比數(shù)字重要
超級(jí)計(jì)算機(jī)被譽(yù)為"國(guó)之重器"，代表國(guó)家算力的最高水準(zhǔn)，也是一國(guó)科技實(shí)力的重要體現(xiàn)。理解超級(jí)計(jì)算機(jī)的峰值算力，首先需要知道算力的計(jì)量單位FLOPS(Floating-point operations per second)。
FLOPS表示每秒浮點(diǎn)的運(yùn)算次數(shù)。具體使用時(shí)，F(xiàn)LOPS前面還會(huì)有一個(gè)字母常量，例如TFLOPS、PFLOPS。這個(gè)字母T、P代表次數(shù)，T代表每秒一萬(wàn)億次，P代表每秒一千萬(wàn)億次。
除了運(yùn)算次數(shù)，衡量算力水平時(shí)還要看算力精度。例如，1000FLOPS的AI計(jì)算中心所提供的的算力，與1000FLOPS超級(jí)計(jì)算機(jī)提供的算力，雖然數(shù)值相同，但由于精度不同，實(shí)際算力水平也是天壤之別。
根據(jù)參與運(yùn)算數(shù)據(jù)精度的不同，可把算力分為雙精度算力(64位，F(xiàn)P64)、單精度算力(32位，F(xiàn)P32)、半精度算力(16位，F(xiàn)P16)及整型算力(INT8、INT4)。數(shù)字位數(shù)越高，意味著精度越高，能夠支持的運(yùn)算復(fù)雜程度就越高，適配的應(yīng)用場(chǎng)景也就越廣。
超級(jí)計(jì)算機(jī)常被用于需要大量運(yùn)算的工作，譬如天氣預(yù)報(bào)、運(yùn)算化學(xué)、分子模型、天體物理模擬等，是為高精尖科學(xué)領(lǐng)域提供極致算力的服務(wù)。由于這類科學(xué)領(lǐng)域的計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)精度要求高，因此通常的超算系統(tǒng)以雙精度數(shù)值計(jì)算為主。
近年來(lái)，AI在國(guó)內(nèi)獲得快速發(fā)展，為匹配AI訓(xùn)練與推理的特殊需求，AI超算系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。不同于傳統(tǒng)超算，AI超算系統(tǒng)大多用于語(yǔ)音、圖片或視頻的處理，浮點(diǎn)計(jì)算下的低精度計(jì)算甚至整型計(jì)算即可滿足相應(yīng)需求。
要確定不同精度算力的性能，需通過(guò)各自領(lǐng)域內(nèi)的專用測(cè)試程序來(lái)測(cè)試。例如，用于測(cè)試超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的Linpack測(cè)試專注于雙精度算力;用于智能計(jì)算機(jī)性能的Resnet-50則專注于半精度算力。
如果將參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)比作貨物，那么雙精度算力就可以看作重型卡車，低精度算力可以看作是小型貨車。重型卡車也可以承擔(dān)小型貨車的任務(wù)，但功耗過(guò)高，會(huì)造成浪費(fèi)。而小型貨車由于自身性能限制，無(wú)法承擔(dān)重型卡車的任務(wù)。
同樣，超級(jí)計(jì)算機(jī)的雙精度算力即可以看作是重型卡車，是一種"通用算力"，可以承擔(dān)各種計(jì)算任務(wù);而單精度、低精度算力作為小型貨車，則是一種"專用算力"，是專門為AI的訓(xùn)練和推理設(shè)計(jì)，無(wú)法承擔(dān)超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算任務(wù)。
"超級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為做更復(fù)雜的計(jì)算，所以即使只是做簡(jiǎn)單的計(jì)算，它的功耗還是很高。"中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員張?jiān)迫饲霸鴮?duì)媒體表示，AI計(jì)算擅長(zhǎng)于推理或訓(xùn)練，但多數(shù)不具備高精度數(shù)值計(jì)算能力，這也限制其在 AI 計(jì)算之外的應(yīng)用場(chǎng)景使用。
2.尋找"有效算力"
隨著數(shù)字化與千行百業(yè)的深度結(jié)合，每個(gè)行業(yè)、每個(gè)企業(yè)都面臨著選擇算力的問(wèn)題。需要注意的是，僅關(guān)注理論層面的最高算力并無(wú)太大意義，落到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景里，還需要綜合考慮用戶應(yīng)用、成本、算力兼容性等多方面因素，尋找效率更高且經(jīng)濟(jì)適用的有效算力。
在選擇芯片與算力時(shí)，首先需明確應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)先任務(wù)。在早期規(guī)劃階段，地方政府即需要重視區(qū)域內(nèi)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、明確數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用目標(biāo)。智算中心融合了AI技術(shù)與專用算力，在圖像分類、自然語(yǔ)言處理、循環(huán)翻譯等場(chǎng)景下較有優(yōu)勢(shì);超算中心則作為尖端科技領(lǐng)域的強(qiáng)大戰(zhàn)力，服務(wù)于行星模擬、分子藥物設(shè)計(jì)、基因分析等需要高精度數(shù)據(jù)處理的領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。
在追求最佳算力時(shí)，成本也是關(guān)注重點(diǎn)。一方面，算力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本極高，在前期規(guī)劃時(shí)，需要關(guān)注市場(chǎng)邏輯，重視經(jīng)濟(jì)可行性。粵港澳大灣區(qū)曾出現(xiàn)過(guò)同一地區(qū)的兩個(gè)智能計(jì)算中心，同精度算力單價(jià)相差近4倍的情況。為避免出現(xiàn)"高價(jià)高數(shù)值，低能低性價(jià)比"的情況，引入算力中心時(shí)應(yīng)重考察算力單價(jià)，關(guān)注算力的實(shí)際效益。
此外，加強(qiáng)算力基礎(chǔ)設(shè)施的頂層設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃，倡導(dǎo)開(kāi)放、多元、兼容的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施，能使基礎(chǔ)設(shè)施的利用率大幅提升。底層基礎(chǔ)設(shè)施搭建開(kāi)放性架構(gòu)，不僅能夠提供多種算力、提升基礎(chǔ)設(shè)施的易用度和適用度，還能夠支撐更加豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)賦能社會(huì)治理和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
（免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。
任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。 ）
