編者按：政府要服務社會公共產(chǎn)業(yè)，適合建“綜合醫(yī)院”,；企業(yè)要服務自身專項需求,，適合建“專科醫(yī)院”,。

作者 | AI科技評論

隨著數(shù)字經(jīng)濟進入新發(fā)展階段,，算力已成為核心資源之一。據(jù)有關資料統(tǒng)計,，我國各類算力中心總量超過46萬個,，總面積逾1000萬平米，且未來將保持一定概率的增長,。

然而,，盡管算力這個詞在近年來很“火”,，但其背后的含義，卻很少有人真正了解,?！八懔Α笔艿疥P注，但背后的技術領域依然小眾,、認知門檻高,，“如果連算力概念都不了解，那么企業(yè),、政府在規(guī)劃算力中心時難免吃大虧,，甚至出大事?！?/span>

基于這個問題,，AI科技評論與某超算中心主任進行了訪談，在本文中討論了算力中心建設的要點,，并分析該如何正確理解算力,，以及厘清該領域經(jīng)常被誤會的地方。

1

對立統(tǒng)一

算力中心有多種,，大致可分為數(shù)據(jù)中心,、超算中心、智算中心等,，而它們都可以用云的形式來提供服務,。

其中數(shù)據(jù)中心在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中常用到，用于處理數(shù)據(jù)密集,、通訊密集的事務性任務,，比如手機app應用的后臺數(shù)據(jù)數(shù)理。超算中心更偏重于科學計算等計算密集型的任務,。最后,，智算中心則應用于特定的大規(guī)模AI任務。

超算和智算之間更容易被混淆,，但要區(qū)分它們其實也很簡單,，“我們可以把超算看成綜合醫(yī)院，把智算看成?？漆t(yī)院,。”綜合醫(yī)院,、?？漆t(yī)院都有其存在的價值，并在動態(tài)意義上可以互相轉化,，由此也暗示超算和智算的對立統(tǒng)一關系,。

對立

“很多媒體對算力中心存在許多誤解,，甚至都算不上是誤解，很多時候連基本概念都沒有搞清楚,?！?/span>

近期，某人工智能計算中心宣布建成投運,，不少媒體報道指出該智算中心的算力規(guī)模達到1000P,，“AI算力峰值性能相當于5萬臺高性能計算機?！?/span>

專家表示,，媒體這種說法并不專業(yè)，就像說飛機飛的比100座山還高,。“一座山的高度可能是100米,，可能是8848米,。一臺高性能計算機，可能有10個節(jié)點,，也可能有10000個節(jié)點,。”

另外,，人們可能會認為,，該智能計算中心的算力已經(jīng)超越了曾獲得超算TOP500榜單第一的富岳（537PFLOPS）。

但實際上,，超算采用“FLOPS”即每秒浮點運算數(shù)為算力單位,，而智能計算的算力單位一般會采用“OPS”即每秒操作次數(shù)為算力單位，兩者是完全不同的度量單位,。

此外,，智能計算的性能結果（單位OPS）通常是基于半精度及整型運算測試（AI基準）得到的，超算的性能結果（單位FLOPS）則是基于雙精度,、單精度浮點運算測試（Linpack）得到的,。

對于超算和智算之間性能的比較，專家持比較嚴苛的觀點,，其表示1000POPS性能可能相當于0 PFLOPS,，“這里面涉及到能與不能的問題。具體還要看運算精度,，而運算精度最終是影響到可執(zhí)行的任務類型的,。就好比，我們不能說十個牙科診所相當于一個綜合醫(yī)院,?！?/span>

計算機的精度類型包括雙精度,、單精度、半精度以及整數(shù)類型等,，隨著精度減小,，其表示的數(shù)值范圍依次大幅度降低，同時對應硬件能勝任的任務也越來越聚焦到特定領域,。

注釋：【100P雙精度性能超算】和【1000P半精度浮點性能智算】執(zhí)行任務對比

注釋：不同精度可執(zhí)行任務對比

“在AI推理、AI訓練,、模擬這個維度上,，芯片的應用上限由其底層構造所決定，即使采用軟件優(yōu)化也無法再往上提升,?！?/span>

此外，有些廠商還會模糊智能計算機的推理性能和訓練性能,，或者在同為FLOPS單位的情況下,，掩蓋運算精度細節(jié)。“比如近期被媒體廣泛宣傳的聲稱達到超算TOP500第五的國外超級計算機,，其實更接近于智能計算機,，它的性能數(shù)值其實也是基于低精度運算得到的?！?/span>

統(tǒng)一

由于精度上的限制,，使得智能計算機受限為專用算力，一般僅支持單個場景,，而無法提供平臺性的服務,。比如安防領域擁有海量視頻，智算中心可以只做一個任務即視頻處理,，并且做10年乃至20年,，它都能表現(xiàn)的很好?！暗?，讓智算中心去跑需要運行數(shù)萬不同類型軟件的任務，那就是勉為其難了,?！?/span>

因此，智算中心并不適用于公共服務型的算力中心，而更適用于企業(yè),。

超級計算機則是一種通用算力,，更加擅長高精度計算，可勝任行星模擬,、新材料開發(fā),、分子藥物設計、基因分析等科學計算任務,，以及能源,、氣象、工程仿真,、生物基因,、智慧城市等。

當然，超算的勝任任務還包括人工智能,，我們可以深入到芯片層面來比較,。如果底層芯片采用的是CPU+GPU，那么其既能打造成超算,，也可以打造成智算。因為GPU既能做雙精度運算,，從而通用性很好,，可用于科學計算，也可用于AI的模擬,、訓練,、推理。

而如果底層芯片采用的是CPU+專用芯片比如AI芯片,，那么其只能打造成智算,。因為AI芯片無法做雙精度浮點運算，雙精度浮點運算大量涉及線性代數(shù)方程求解,，“自然界的很多問題,，包括科學問題、社會問題等,，最后都可轉化為線性代數(shù)方程求解問題,。”

盡管總存在某一方向主導的局面，但專家認為，我們仍然應該兩者兼顧,，不能厚此薄彼,。

超算和智算并不是互相排斥的存在，而是對立而統(tǒng)一的關系,。也就是說,，超算和智算應該作為兩條路線分別發(fā)展，并在整體上協(xié)同,，基于不同應用,、服務對象建立不同的算力中心。超算相對更適合用于公共算力服務,，智算更適合服務定向企業(yè),。

2

降本增效

明確了算力中心多樣性的整體布局理念之后，接下來要考慮的,，自然是在每一條路線上發(fā)揮最大效用,，即降本增效——提升算力中心的有效性。從方法論上,，可以簡單總結為“花更少的錢,，做更多的事?！?/span>

降本

造價越高的算力中心,，不代表性能同等地提高。以粵港澳大灣區(qū)的兩家算力約等的計算中心項目為例,，項目A的整體算力為1170POPS,，造價約為5億元；而使用同等精度芯片的項目B整體算力為2000POPS,，性能略超前者,，造價卻達到了驚人的近30億元。換算下來,，兩者每億元算力分別為234POPS,、66.7POPS，相差350%,。

也就是說,，不同的算力中心在性價比上可能差別特別大。算力中心由于市場化不足,，政府獲得的信息不對稱,，使得造價不透明，一定程度造成了公共財政資源的浪費,。

此外,，將性能和任務相匹配,，即“因地制宜”，仍然是最省錢的方式,。除了上述提到了智算更專用,，超算更通用以外，反過來看,，不同行業(yè)適合的算力中心類型也是不同的,，主要基于兩個維度，即通用和性能,。

比如618,、雙11等購物節(jié)涉及的任務類型非常多，更適合用數(shù)據(jù)中心來處理,；而像氣候模擬,、藥物篩選等定義相對單一的任務則涉及大量的高精度計算，則必須用超級計算機來處理,；在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù),、人工智能應用場景下，超級計算機和智能計算機均能勝任,。

智能計算機確實在向前發(fā)展,，但專家再次強調,，智能計算機所謂速度和能耗上的優(yōu)勢只是理論上的，而在實際應用中,，智能計算機的表現(xiàn)不一定比超級計算機好,。這背后的原因，即是“生態(tài)”——如何做更多的事,。

增效

“由于專用芯片的市場占有率低，生態(tài)支持上不如通用芯片那么完善,，因此其在實際運行中往往在性能,、速度、功耗上不一定能超越通用芯片,。智算當前面臨的一大困難是生態(tài)建設,，普及程度還很差?！?/span>

專家主要強調的是理論和實踐的差距,，而媒體宣傳中可能瞄準的是另一些層面。生態(tài)一般更注重通用性和平臺性層面,，但最好不要籠統(tǒng)地對任何一種計算類型談論生態(tài),，因為所謂通用性和平臺性也是相對的。

“如今很多媒體經(jīng)常說出諸如'智算中心生態(tài)不行’的話語，這種表述既對,，也不對,。首先智能計算確實支持的應用很少，因此說它'生態(tài)不行’是可以的,。雖然智能計算只能用于特定AI應用,，但如果在個別應用上達到一定的通用性，也能構成一種小生態(tài),?！?/span>

3

求同存異

回顧歷史，計算機的發(fā)展主要遵循兩條路線,，即專用和通用,，并且這兩個趨勢經(jīng)常交替出現(xiàn)。“在某一個時刻,，我們可能更追求計算機的多任務即通用性能,，直到碰到瓶頸，然后我們就會開始轉向另一個方向,，即犧牲一定的多樣性,，而追求某一專項任務的高性能。性能強,、效率高,、應用廣泛（通用）一直是超級計算機的追求，而專用芯片也在不斷地嘗試拓寬自己的能力邊界,?！?/span>

因此，盡管智算的發(fā)展目前尚屬幼稚,，但正如超算就像綜合醫(yī)院,、智算就像專科醫(yī)院,，“超算,、智算兩者各有其適用的領域,，應該求同存異,。”

近年來算力這個詞不斷地被大眾所提及,，在新基建的大背景下,，這體現(xiàn)了社會對算力的真實需求。

“但是,，對于從業(yè)人員而言,，最重要的還是腳踏實地,、一步一步地把基礎性工作做好，讓算力真正成為競爭力和生產(chǎn)力,?！?/span>