近日，“東數(shù)西算”國家項(xiàng)目正式啟動(dòng)，為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)帶來了重要利好信號(hào)。
作為數(shù)據(jù)中心中領(lǐng)域的一顆“明珠”，智算中心也引起行業(yè)關(guān)注。
一般認(rèn)為，智算中心全稱是人工智能計(jì)算中心，主要是為人工智能（AI）應(yīng)用提供所需算力服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和算法服務(wù)，由 AI 芯片和算力機(jī)組等設(shè)備組成，與云計(jì)算中心、超算中心有一定區(qū)別。企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)可以依托智算中心提供的強(qiáng)大算力，驅(qū)動(dòng) AI 模型進(jìn)行數(shù)據(jù)深度加工，實(shí)現(xiàn) AI 應(yīng)用創(chuàng)新。
“東數(shù)西算”國家項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)在京津冀、長三角、成渝等八大樞紐間建設(shè)算力網(wǎng)絡(luò)，支持全國各地日益增長的算力需求。而沿著這張算力網(wǎng)絡(luò)“地圖”，我們發(fā)現(xiàn)智算中心已經(jīng)“遍地開花”。
細(xì)數(shù)過來，從 2021 年到 2022 年開年，全國有不下 20 座城市建成或正在建智算中心，智算中心數(shù)量達(dá)到 27 個(gè)，而其中位于八大樞紐的就有 12 個(gè)，接近 50%。
▲“東數(shù)西算”工程國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的智算中心
那么具體有哪些城市在建設(shè)或者規(guī)劃建設(shè)智算中心？“東數(shù)西算”工程會(huì)對(duì)智算中心帶來什么樣的影響？各地智算中心項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度如何？可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)?AI 產(chǎn)業(yè)有何影響？
智東西通過調(diào)查 2021 年以來各地規(guī)劃、建設(shè)和建成的智算中心，并與業(yè)內(nèi)人士交流，來與大家一起探討這些問題。
一、26 城開建智算中心，華為曙光等是贏家
據(jù)智東西統(tǒng)計(jì)，從 2021 年 1 月 1 日到 2022 年 2 月 15 日，全國共有至少 26 個(gè)城市在推動(dòng)或剛剛完成當(dāng)?shù)刂撬阒行牡慕ㄔO(shè)，這些城市中既有省會(huì)城市，例如南京、西安，也有非省會(huì)城市，像許昌、青島。
其中，不少城市已經(jīng)在本地建設(shè)了像大數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算中心、國家超算中心等信息基礎(chǔ)設(shè)施。不過這些中心并不能替代智算中心，它們之間的功能存在差異 —— 像云計(jì)算中心，主要是提供云服務(wù)，超算中心主要為科學(xué)研究提供超算服務(wù)，智算中心則主要是為企業(yè)和科研院所提供普惠 AI 算力服務(wù)。
此外，中信所《人工智能計(jì)算中心發(fā)展白皮書（2021）》中指出，智算中心借鑒了超級(jí)計(jì)算（高性能計(jì)算）中心和云計(jì)算數(shù)據(jù)中心大規(guī)模并行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的技術(shù)架構(gòu)，但它是以 AI 專用芯片為計(jì)算算力底座的。上述三類中心的軟件和業(yè)務(wù)架構(gòu)不一樣，不過云數(shù)據(jù)中心和超算中心也可以通過延展建設(shè)，來對(duì)外提供智能算力。
據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，2021 年，全國建成并投入運(yùn)營或試運(yùn)營的智算中心有 8 個(gè)，分別是武漢人工智能計(jì)算中心、合肥先進(jìn)計(jì)算中心、南京智能計(jì)算中心、中國電信京津冀大數(shù)據(jù)智能算力中心、浙江（長三角）新一代全功能智能超算中心、西安未來人工智能計(jì)算中心、中原人工智能計(jì)算中心、哈爾濱人工智能先進(jìn)計(jì)算中心，投運(yùn)時(shí)間分別是 5 月、6 月、7 月、8 月、9 月、9 月、10 月和 12 月。這些智算中心中大部分都有二期建設(shè)規(guī)劃。
▲ 截至目前，2021 年和 2022 年各地投入運(yùn)營的智算中心情況
一些智算中心并沒有直接用“智算中心”或“人工智能計(jì)算中心”命名，而是采用“先進(jìn)計(jì)算中心”或“智能超算中心”的命名方式，但它們也提供智能算力，所以也可以算作智算中心，例如合肥先進(jìn)計(jì)算中心和浙江（長三角）新一代全功能智能超算中心。
不同智算中心的測(cè)算算力時(shí)采用的算力測(cè)試基準(zhǔn)有所差別，使用算力單位略有不同，但是無論是“1 P OpS”、“1 PFLOPS FP16”、“1 Petaflops”還是“1 P”，都相當(dāng)于每秒可進(jìn)行一千萬億次運(yùn)算。
2022 年開年以來，國內(nèi)已經(jīng)有一個(gè)新投運(yùn)的智算中心，是位于上海的商湯科技人工智能計(jì)算中心。
很多城市是正在建設(shè)智算中心，從 2021 年 1 月 1 日到 2022 年 2 月 15 日，全國共有至少 18 個(gè)城市簽約、開工、招標(biāo)、計(jì)劃建設(shè)智算中心項(xiàng)目，其中已經(jīng)宣布開工建設(shè)的至少有 6 個(gè)城市，分別是合肥、慶陽、大連、沈陽、深圳、長沙。
▲ 截至目前，2021 年和 2022 年各地規(guī)劃或已經(jīng)開始建設(shè)的智算中心情況
對(duì)比 2021 年之前的各地智算中心建設(shè)情況來看，2020 年之前的智算中心項(xiàng)目更少一些。不過，部分 2021 年開工建成的智算中心其實(shí)在 2020 年就已經(jīng)立項(xiàng)招標(biāo)和預(yù)研規(guī)劃，比如武漢人工智能計(jì)算中心項(xiàng)目。
智算中心并不是 2021 年才有的新類型數(shù)據(jù)中心，我國較早建成的智算中心還有深圳鵬城云腦、曠視蕪湖 AI 超算中心等。2018 年，鵬城云腦 I 初步建成并上線運(yùn)行，算力達(dá)到 100 PFLOPS（1 PFLOPS 相當(dāng)于每秒運(yùn)算能力為一千萬億次）。
二、100P 算力起步，還沒建成就被“約滿”
從全國智算中心的地理位置分布來看，目前，東部、中部和西部都有省市在部署智算中心。作為數(shù)據(jù)中心的一種，各地的智算中心建設(shè)規(guī)劃難免會(huì)受到“東數(shù)西算”政策的影響。
特別是國家發(fā)改委等部門在《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》等文件中指出：“原則上，對(duì)于在國家樞紐節(jié)點(diǎn)之外新建的數(shù)據(jù)中心，地方政府不得給予土地、財(cái)稅等方面的優(yōu)惠政策?！敝撬阒行淖鳛楦鞯卣鲗?dǎo)的項(xiàng)目，極有可能受到影響，但是并不一定會(huì)大批向西部地區(qū)遷移。因?yàn)橹撬阒行闹饕嫦?AI 相關(guān)產(chǎn)業(yè)，這些業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的要求也比較高，在這方面，東部地區(qū)略有優(yōu)勢(shì)。
中科曙光高級(jí)副總裁任京暘告訴智東西，“東數(shù)西算”工程會(huì)促進(jìn)智算中心的發(fā)展，預(yù)計(jì)在全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)中，規(guī)劃的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目會(huì)配置一定規(guī)模的智能算力，有些項(xiàng)目還可能是直接以智算中心的形態(tài)出現(xiàn)。
另外，從這些智算中心公布的算力規(guī)模情況來看，100P 算力是很多智算中心的起步目標(biāo)。
一般認(rèn)為，100P 大約相當(dāng)于 5 萬臺(tái)高性能電腦的算力。拿科研場(chǎng)景為例，天文學(xué)家在 20 萬顆天體的星空?qǐng)D中要定位某種特征星體，如果算力不夠，耗時(shí)可能要超 100 天，如果擁有 100P 算力，定位星體所需時(shí)間僅為 100 秒。
任京暘說，一般智算中心提到的 100P 是指 FP16 或 INT16，即半精度算力，就現(xiàn)階段而言，以 100P 起步，能實(shí)現(xiàn)比較大的規(guī)模效益。
從需求角度看，智算中心作為城市級(jí)公共算力平臺(tái)，要滿足區(qū)域內(nèi)政府、企業(yè)、高校等各類用戶的算力需求，起步規(guī)模不宜過小，否則無法支撐類似大模型訓(xùn)練等大算力需求，也不足以發(fā)揮集約共享的規(guī)模效益。
任京暘補(bǔ)充道，從投資角度看，智算中心發(fā)展尚處于初期階段，建設(shè)、運(yùn)營、應(yīng)用與生態(tài)建設(shè)等投入較大，需要結(jié)合地方財(cái)政承受能力做出合理評(píng)估，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適度的超前部署。
大部分智算中心都是分期建設(shè)的，建成一期，就可以投入運(yùn)營一期，后期再根據(jù)運(yùn)行情況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行二期、三期建設(shè)。
例如武漢人工智能計(jì)算中心，該智算中心在 2021 年 5 月完成了一期項(xiàng)目建設(shè)工作，并開始為企業(yè)提供 AI 算力，但很快飽和了。于是，武漢人工智能計(jì)算中心又進(jìn)行了二期項(xiàng)目擴(kuò)容工作，將算力規(guī)模從 100P 擴(kuò)容到 200P。武漢人工智能計(jì)算中心相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受媒體采訪時(shí)說，現(xiàn)在二期算力也接近飽和，隨著準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)一步的算力擴(kuò)容工作。
▲ 武漢人工智能計(jì)算中心
根據(jù)各智算中心的數(shù)據(jù)，至少數(shù)百家企業(yè)已經(jīng)簽約智算中心，例如武漢人工智能計(jì)算中心已經(jīng)為多家高校和科研院所、100 多家企業(yè)提供算力，南京智能計(jì)算中心已經(jīng)吸引超 40 家產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)入駐。
一個(gè)智算中心可以同時(shí)支撐的產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景很多，例如自動(dòng)駕駛、智慧醫(yī)療、智慧城市、智慧交通、智慧礦山、智能制造等等，主要看當(dāng)?shù)氐男枨?，一般都是為了支撐?dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展。比如，青島靠近海域，其人工智能計(jì)算中心招標(biāo)文件就有提到青島人工智能計(jì)算中心要支撐青島優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群，比如智能家居、智能制造等產(chǎn)業(yè)智能化持續(xù)領(lǐng)先，并著重強(qiáng)調(diào)支撐當(dāng)?shù)刂腔酆Ｑ蠼?jīng)濟(jì)的發(fā)展。
上述智算中心都并不局限于支撐單一產(chǎn)業(yè)。不過，也有一些城市選擇建設(shè)針對(duì)性更強(qiáng)的智算中心，像山西晉城建設(shè)了專門面向煤炭行業(yè)的智算中心（智能礦山創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新成果 & 計(jì)算中心）。該智算中心由華為、晉能控股等企業(yè)參與建設(shè)，主要是為推動(dòng)山西煤礦智能化建設(shè)。
▲ 智能礦山創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新成果 & 計(jì)算中心
三、地方智算中心大潮背后的科技力量
在智算中心建設(shè)過程中，市政和建筑設(shè)計(jì)企業(yè)背后的 AI 和 ICT 企業(yè)是重要角色，例如曙光、華為、浪潮、騰訊、商湯科技等企業(yè)。
目前，曙光 5A 級(jí)智算中心已在廣東珠海、安徽合肥、浙江桐鄉(xiāng)等地陸續(xù)落成，其江蘇昆山等地的智算中心也進(jìn)入建設(shè)階段。
▲ 合肥先進(jìn)計(jì)算中心
曙光智算中心會(huì)采用兼容多種芯片、算法、模型等的多元協(xié)作方式以實(shí)現(xiàn)多元算力提供。例如曙光參建的合肥先進(jìn)計(jì)算中心不僅能提供智能算力，還能提供高性能計(jì)算所需算力。在降低智算中心、數(shù)據(jù)中心能耗方面，曙光研發(fā)有浸沒式相變液冷技術(shù)，可使智算中心的 PUE 值降至 1.04 到 1.05。
華為應(yīng)該是比較早嘗試智算中心的企業(yè)，而且也是參與各地智算中心建設(shè)最多的企業(yè)之一。華為昇騰計(jì)算業(yè)務(wù)總裁許映童曾在 2021 世界人工智能大會(huì)期間透露，華為希望在 2021 年內(nèi)啟動(dòng)超 20 個(gè)智算中心建設(shè)。
包括“鵬城云腦 II”、“武漢人工智能計(jì)算中心”在內(nèi)的幾個(gè)華為承建的智算中心項(xiàng)目幾乎都是使用華為的 Atlas 900 AI 集群架構(gòu)，來實(shí)現(xiàn) AI 算力供給的。Atlas 900 AI 集群架構(gòu)是由數(shù)千顆昇騰 910 AI 處理器構(gòu)成，其總算力達(dá)到 256P～1024 PFLOPS FP16。
▲ 鵬城云腦
浪潮在智算中心方面也有多年的研究，無論是智算中心運(yùn)行過程中算力生產(chǎn)、算力聚合、算力調(diào)度還是算力釋放環(huán)節(jié)，浪潮都分別有相應(yīng)的技術(shù)和軟硬件支撐。南京智能計(jì)算中心就是采用了浪潮 AI 服務(wù)器算力機(jī)組和寒武紀(jì)思元 270 和思元 290 智能芯片及加速卡。
▲ 南京智能計(jì)算中心
作為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的重要玩家，騰訊將其在數(shù)據(jù)中心方面的探索應(yīng)用在了智算中心建設(shè)中，像騰訊智慧產(chǎn)業(yè)長三角（合肥）智算中心建設(shè)中就用到了騰訊第四代 T-Block 等高端模塊化技術(shù)，支持項(xiàng)目快速交付。騰訊第四代 T-Block 等高端模塊化技術(shù)就是將 IT、空調(diào)等數(shù)據(jù)中心的各個(gè)功能模塊化，以實(shí)現(xiàn)按需靈活配置。
商湯科技是從 2018 年開始進(jìn)行人工智能計(jì)算中心預(yù)研工作的，2020 年 7 月開始商湯科技人工智能計(jì)算中心建設(shè)工作。2022 年 1 月 24 日，商湯科技人工智能計(jì)算中心啟動(dòng)運(yùn)營。商湯科技人工智能計(jì)算中心的峰值算力高達(dá) 3740 Petaflops，這背后包含了商湯科技的多種技術(shù)突破，包括高性能計(jì)算、分布式調(diào)度、硬件 / 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)等。
▲ 商湯科技人工智能計(jì)算中心
結(jié)語：2022 年大批智算中心將建成投運(yùn)
我們通過調(diào)查 2021 年以來建設(shè)和建成的智算中心，發(fā)現(xiàn)越來越多的城市已經(jīng)開始了智算中心建設(shè)。這體現(xiàn)了各地對(duì)于 AI 產(chǎn)業(yè)的重視。從一些現(xiàn)有的智算中心建設(shè)工期來看，一般一期建設(shè)大概時(shí)間在半年到一年不等，今年可能會(huì)有更多在建的智算中心建成并投運(yùn)。另外，“東數(shù)西算”工程也會(huì)對(duì)新的智算中心的規(guī)劃、建設(shè)產(chǎn)生多重影響。
目前參與智算中心建設(shè)的企業(yè)相對(duì)有限，隨著各地對(duì)智算中心建設(shè)需求的增加以及一些新玩家加入，智算中心領(lǐng)域玩家可能會(huì)面臨更激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
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