摘要：正確認識和理解算力，除了數(shù)字，還要關注精度和實際場景。

今天，數(shù)字技術開始深入生產(chǎn)生活的每一環(huán)節(jié)。

然而要推動數(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全球計算力指數(shù)評估報告》，一國的算力指數(shù)每提高1個百分點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長3.3‰和1.8‰。

數(shù)字經(jīng)濟對算力的需求日益增大，加之新基建的東風，作為算力基礎設施的數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計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，我國在用的數(shù)據(jù)中心機架超過400萬架，年均增速超30%。

算力"突飛猛進"的同時，市場認知卻嚴重滯后。大多數(shù)人仍然對算力相關的概念比較陌生——算力如何衡量?不同算力等級間有何區(qū)別?算力與應用場景如何匹配?

1.看算力水平，精度比數(shù)字重要

超級計算機被譽為"國之重器"，代表國家算力的最高水準，也是一國科技實力的重要體現(xiàn)。理解超級計算機的峰值算力，首先需要知道算力的計量單位FLOPS(Floating-point operations per second)。

FLOPS表示每秒浮點的運算次數(shù)。具體使用時，F(xiàn)LOPS前面還會有一個字母常量，例如TFLOPS、PFLOPS。這個字母T、P代表次數(shù)，T代表每秒一萬億次，P代表每秒一千萬億次。

除了運算次數(shù)，衡量算力水平時還要看算力精度。例如，1000FLOPS的AI計算中心所提供的的算力，與1000FLOPS超級計算機提供的算力，雖然數(shù)值相同，但由于精度不同，實際算力水平也是天壤之別。

根據(jù)參與運算數(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，能夠支持的運算復雜程度就越高，適配的應用場景也就越廣。

超級計算機常被用于需要大量運算的工作，譬如天氣預報、運算化學、分子模型、天體物理模擬等，是為高精尖科學領域提供極致算力的服務。由于這類科學領域的計算對數(shù)據(jù)精度要求高，因此通常的超算系統(tǒng)以雙精度數(shù)值計算為主。

近年來，AI在國內(nèi)獲得快速發(fā)展，為匹配AI訓練與推理的特殊需求，AI超算系統(tǒng)應運而生。不同于傳統(tǒng)超算，AI超算系統(tǒng)大多用于語音、圖片或視頻的處理，浮點計算下的低精度計算甚至整型計算即可滿足相應需求。

要確定不同精度算力的性能，需通過各自領域內(nèi)的專用測試程序來測試。例如，用于測試超級計算機性能的Linpack測試專注于雙精度算力;用于智能計算機性能的Resnet-50則專注于半精度算力。

如果將參與運算的數(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小型貨車的任務，但功耗過高，會造成浪費。而小型貨車由于自身性能限制，無法承擔重型卡車的任務。

同樣，超級計算機的雙精度算力即可以看作是重型卡車，是一種"通用算力"，可以承擔各種計算任務;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的訓練和推理設計，無法承擔超級計算機的計算任務。

"超級計算機設計的目標是為做更復雜的計算，所以即使只是做簡單的計算，它的功耗還是很高。"中國科學院計算技術研究所研究員張云泉此前曾對媒體表示，AI計算擅長于推理或訓練，但多數(shù)不具備高精度數(shù)值計算能力，這也限制其在 AI 計算之外的應用場景使用。

2.尋找"有效算力"

隨著數(shù)字化與千行百業(yè)的深度結合，每個行業(yè)、每個企業(yè)都面臨著選擇算力的問題。需要注意的是，僅關注理論層面的最高算力并無太大意義，落到實際應用場景里，還需要綜合考慮用戶應用、成本、算力兼容性等多方面因素，尋找效率更高且經(jīng)濟適用的有效算力。

在選擇芯片與算力時，首先需明確應用場景和優(yōu)先任務。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)勢產(chǎn)業(yè)、明確數(shù)據(jù)中心的應用目標。智算中心融合了AI技術與專用算力，在圖像分類、自然語言處理、循環(huán)翻譯等場景下較有優(yōu)勢;超算中心則作為尖端科技領域的強大戰(zhàn)力，服務于行星模擬、分子藥物設計、基因分析等需要高精度數(shù)據(jù)處理的領域，應用領域更為廣闊。

在追求最佳算力時，成本也是關注重點。一方面，算力基礎設施的建設成本極高，在前期規(guī)劃時，需要關注市場邏輯，重視經(jīng)濟可行性。粵港澳大灣區(qū)曾出現(xiàn)過同一地區(qū)的兩個智能計算中心，同精度算力單價相差近4倍的情況。為避免出現(xiàn)"高價高數(shù)值，低能低性價比"的情況，引入算力中心時應重考察算力單價，關注算力的實際效益。

此外，加強算力基礎設施的頂層設計和總體規(guī)劃，倡導開放、多元、兼容的新型算力基礎設施，能使基礎設施的利用率大幅提升。底層基礎設施搭建開放性架構，不僅能夠提供多種算力、提升基礎設施的易用度和適用度，還能夠支撐更加豐富的應用場景，同時賦能社會治理和產(chǎn)業(yè)應用。

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