数港精选 | 训练需求井喷“算力之渴”何解？
近日，《算力基础设施高质量发展行动计划》印发，算力整体布局持续优化，全国上下已形成积极推动算力产业快速健康发展的局面。工信部数据显示，截至2023年6月底，全国在用数据中心机架总规模超过760万标准机架，算力总规模达到197百亿亿次/秒，算力总规模近5年年均增速近30%，存力总规模超过1080EB。
与基础设施建设相同步，算力融合应用加速涌现。根据中国信息通信研究院(以下简称中国信通院)的测算，2022年我国算力核心产业规模达到1.8万亿元。算力每投入1元，将带动3至4元的GDP经济增长。
但与此同时，大模型产业井喷式发展也带来算力紧缺、能耗激增等问题。目前国内已有100多个大模型公开发布，这加剧了智能算力紧张的局面。面对需求的暴增，“算力之渴”如何解？
“绿化”算力全产业链
“我们正在推动液冷、间接蒸发自然冷却等节能技术的应用，并在部分算力中心开展试点。同时，我们正推动数据中心企业启动氢燃料电池等绿电在数据中心的试点，梳理10个‘小散老旧’数据中心(约4000个标准机架)，预计将于年底前全部完成数据中心改造任务。”近日，在工业和信息化部新闻宣传中心(人民邮电报社)、中国邮电新闻工作者协会等单位联合组织的“算力中国行”大型调研采访活动中，上海市通信管理局信息通信发展处副处长魏征对记者表示。
满足算力需求，除了增加算力供给规模以外，数据中心的“降耗增效”也正在紧锣密鼓地进行。目前，从政府到企业，各个主体都在积极探索优化数据中心制冷系统，提高算力应用环节效率。
近日，蚂蚁集团与中国信通院发布《面向算力应用环节的计算绿色化白皮书》(以下简称白皮书)，白皮书显示，截至2023年6月，我国累计建成196家国家绿色数据中心，行业内先进绿色中心电能利用效率降至1.08左右，达到世界领先水平。但伴随产业发展，PUE指标(即评价数据中心能源效率的指标)的优化空间不断减少，局限性逐渐显现。
蚂蚁集团首席技术官、平台技术事业群总裁何征宇坦言，算力由数据中心的服务器提供，但实际上大量的电能都被用于维持服务器的正常运转，而并没有供给计算服务本身。根据统计数据，目前的数据中心可能只有低于20%的电能用于计算本身。
白皮书也提到，在推动算力绿色低碳发展的过程中，行业的关注点仍主要停留在可再生能源生产和绿色数据中心建设上。为了实现更大程度的总体节能减排效果，需要重视“端到端的绿色计算”。
端到端的绿色计算，即从电力生产、算力生产(包括智算中心建设商、硬件厂商、云厂商)，到算力应用全产业环节的绿色计算。据何征宇介绍，在电力生产环节，主要通过优化用能结构，实现数据中心清洁能源和新型储能的合理利用，围绕源网荷储一体化的微电网并网模式，探索数据中心与能源融合发展的绿色新场景；在算力生产环节，通过应用高能效绿色硬件技术与产品，以及从选址、设计、施工、运营等环节入手提高数据中心全生命周期绿色化水平，推进数据中心节能减排改造与绿色低碳化重构，并采用高效IT系统、制冷系统、供配电系统以及辅助系统，协调促进算力绿色生产与绿色传输；在业务应用环节，要注重提高软件平台对计算资源的利用率，提升应用与算法效率，将固有计算资源通过动态、弹性的方式进行调配，减少算力应用侧能源消耗，实现算力在服务环节的绿色低碳。
白皮书强调，算力应用环节的绿色计算，是智能算效提升空间最大、收效最快，也是尚未被足够重视的部分。
提升算力调度水平
当前，算力网络快速融合，多样的算力需求提升了对异构算力网络的需要，而将不同类型的算力资源高效精准地调度到相应需求的资源节点中，就需要进行算力调度。
让算力像水、电一样流动，供有需要的企业按需取用，是算力调度的理想状况。近两年，国内涌现出一大批算力调度平台，这些平台可通过整合不同来源、类型和架构的算力资源，满足丰富的业务应用场景需求。今年6月，我国首个实现多元异构算力调度的全国性平台“全国一体化算力算网调度平台”发布。
中国工程院院士高文表示，我国算力网络面临的两大技术挑战，其中之一就是算力调度挑战。目前云算力、智能算力、超算算力、混合算力的服务商入口、系统、计费标准等均不相同，这为算力调度带来了一定挑战。
中企通信数据科学及创新总监詹东东也表示：“尤其对于云计算和边缘计算协同的算力架构而言，最重要的是对算力的调度能力。对算力的需求很多时候会分布在不同的区域，如何协同好这些算力，是很多客户正在思考的问题。”
国家(上海)新型互联网交换中心(SHIXP)是算力调度、交易的重要试点。记者了解到，SHIXP主要负责本地区的算力网络和算力中心的算力调度，并于今年7月底正式上线了全国首个算力交易平台。目前，SHIXP已建成算网节点14个，吸纳入驻企业40家，接入国内主流运营商8家、总带宽1.82T，累计等级算力资源超过156千万亿次/秒。
“我建议，全国要建一个大的算力调度标准。”魏征表示，统一标准的建立，意味着所有的云服务商要对外提供统一、可度量的算力服务，既保证现有运营商资源的直接输出，也保证他们在未来统一市场的可持续发展。
推进国产化软硬件适配
随着人工智能技术的大爆发，特别是大模型时代的到来，通用大模型正快速向行业垂直应用领域推进。通过模型调优与快速迭代，垂直大模型正在释放前所未有的产业数智新动能；同时，智算资源紧缺、国内产品相对不足的痛点也更加突出。除了硬件制造能力，在底层技术开发、软件生态适配和场景落地实践等方面，中国算力产业还需长足进步。
上海市通信管理局二级巡视员葛伦卿表示，目前我国在算力供给方面，还面临着国产适配性较差等问题。目前很多国产芯片厂商都在做自研或兼容开源生态软硬件，企业间的低效竞争等问题愈发突出。针对这些问题，联盟、协会等行业组织要凝聚共识，帮助算力供给方打破技术和生态壁垒，加强国产化软硬设备的研发与应用。
工业和信息化部相关负责人表示，围绕算力发展需要，应增强自主创新能力，推进计算架构、计算方式和算法创新，加强CPU、GPU和服务器等重点产品研发，加速新技术、新产品落地应用；同时，围绕算力相关软硬件生态体系建设，将加强硬件、基础软件、应用软件等的适配协同，提升产业基础高级化水平。
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国产量子算力进入航天领域
科技日报讯 (记者吴长锋)记者10月16日从安徽省量子计算工程研究中心了解到，日前，由中国航天空气动力技术研究院(以下简称航天气动院)与本源量子计算科技(合肥)股份有限公司(以下简称本源量子)合作共建的量子计算流体力学联合工作室在中国航天空气动力技术研究院正式揭牌，这标志着国产量子算力开始进入中国航天领域。
在航空器、火箭等设备的设计和制造过程中存在许多关键问题，它们都需要通过流体动力学，综合运用数值模拟、实验验证和理论分析等方法来解决。传统主流方法在研究复杂流动场景时，基于现有计算能力下无法兼顾数值模拟的质量和效率，而量子计算作为一种新型计算范式有望解决这一难题。
航天气动院副院长艾邦成表示，量子计算机不仅能够加速流体动力学模拟，在气动优化设计领域同样具有优越性。“例如在翼型的升阻比优化设计中，涉及到大量参数和约束条件下的最优化问题，采用经典计算机求解非常困难。量子计算机就像是‘加速器’，采用合适的量子优化技术有望在较短的时间找到问题的最优解。”艾邦成说。
“将量子计算应用于流体动力学之前，还需要克服许多技术和算法上的挑战。”本源量子总经理张辉向记者介绍，“未来，我们将培养并储备相关人才，强化合作与交流，在气动仿真、飞行器气动设计与优化等方向探索具体的量子计算应用场景，推动量子计算流体力学在我国航空航天、智能制造等行业的应用。”
来源：中国新闻网
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编辑：时悦 裴丽艳
审核：邓晶龙