2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告

2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告 目录 核心观点01 第一章人工智能发展概况03 1.1放眼全球：各国持续加大布局，拓展人工智能创新应用04 1.2聚焦中国：人工智能算力需求稳增，持续夯实算力底座05 第二章人工智能算力及应用08 2.1芯片：需求日益增长，发展空间广阔09 2.2服务器：中国市场领跑全球，绿色节能引领未来10 2.3计算架构：以系统创新为基础，支持多元算力发展11 2.4云服务：市场规模稳步提升，算力设施提供强力支撑12 2.5算法模型：加速大模型行业落地，助力实体经济发展12 2.6生态：推进产业化布局，发挥平台价值13 2.7应用：场景化落地纵深发展，加速智算力向创新力转化14 第三章中国人工智能计算力发展评估17 3.1行业排名18 3.2地域排名22 第四章行动建议26 4.1对行业用户的建议27 4.2对技术提供商的建议27 4.3对产业发展的建议27 核心观点 01 1* 算力是数字经济时代的核心生产力，智算力则是数字化创新 的源动力。人工智能已在国家经济建设、科技实力提升、推动生产力发展等方面呈现出举足轻重的作用。人工智能算力正在为国家创造力的发展带来实质性推进，为企业带来切实的创新成效，加速驱动新业态的形成。 2* 我国进一步明确了人工智能对于提升国家核心竞争力的重要 支撑作用，随着新基建、数字经济等持续利好政策的推动，中国人工智能市场将保持平稳增长。IDC预测，2022年中国人工智能市场相关支出将达到130.3亿美元，有望在2026年达到266.9亿美元，2022至2026年年复合增长率达19.6%。 3* 中国算力规模，尤其是智能算力规模，正在高速增长。2021年 中国智能算力规模达155.2每秒百亿亿次浮点运算（EFLOPS），2022年智能算力规模将达到268.0EFLOPS，预计到2026年智能算力规模将进入每秒十万亿亿次浮点计算（ZFLOPS）级别，达到1,271.4EFLOPS。2021年中国通用算力规模达47.7EFLOPS，预计到2026年通用算力规模将达到111.3EFLOPS。2021-2026年期间，预计中国智能算力规模年复合增长率为52.3%，同期通用算力规模的年复合增长率为18.5%。伴随人工智能算力需求的高速增长，建立健全助商惠民的数字基础设施服务体系、推进算力基建化发展势在必行。 4* 人工智能服务器仍是人工智能市场增长的主力军。IDC数据显 示，2021年全球人工智能服务器市场的同比增速为39.1%，超过全球整体人工智能市场增速（20.9%），是整体人工智能市场增长的推动力。在中国，人工智能应用的加速落地很大程度推动了中国人工智能服务器市场的高速增长。2021年人工智能服务器市场规模59.2亿美元，与2020年相比增长68.2%，预计到2026年，中国人工智能服务器市场将达到123.4亿美元。 5* 目前，中国仍以GPU为主实现数据中心计算加速，市场占有率近90%，但ASIC、FPGA、NPU等非GPU芯片市场也在加速发展。近年来，在政策、资本等多重因素驱动之下，中国人工智能芯片专利数量不断增长，产业链和应用场景不断完善扩充，市场规模不断扩大，产业正向好发展。 6* 通过aaS服务提供AI平台和AI服务正越来越被用户接受，AI平 台和服务的快速迭代能力和丰富的场景化人工智能能力，正在为行业的智能化发展提供有力支撑。IDC调研显示，目前排名前三的人工智能云服务是:搜索、人脸识别和推荐引擎，预计未来18个月，排名前三的人工智能云服务将为：自然语言处理、图像识别和视频识别。 7* 人工智能算法模型呈现出多样化、巨量化、专业化等显著特征，算法基建化发展对于实现普惠人工智能具有重要作用，绿色高效、可应用性强等成为主要诉求。市场积极探索面向专业场景的轻量化模型以加速落地运作，并通过集中式的数据和算力开发模式为企业提供预训练平台，提供分布式加速计算集群解决方案，合理匹配计算任务与计算资源，提升整体利用率和训练效率，加速实现人工智能普惠化目标。 8* 从计算架构发展来看，基于DSA（Domain-SpecificArchitec- tures）思想设计的人工智能芯片正在成为主导，推动了人工智能芯片多元化发展。多元算力从“能用”到“好用”并且为企业创造业务价值，离不开通用性强、绿色高效、安全可靠的计算系统的支持。业内正在推动多元算力系统架构创新，基于计算节点内和节点间的互联技术破局现有计算架构的瓶颈，通过充分调动起多芯片、多板卡、多节点的系统级能力，实现各种加速单元以及跨节点系统的高效协同，提升计算性能。 9* 2022年，人工智能在各个行业的渗透度均有提升，应用渗透 度排名前五的行业依次为：互联网、金融、政府、电信和制造。总体来看，人工智能在各个行业的应用程度都呈现不断加深的趋势，应用场景也越来越广泛，人工智能已经成为企业寻求新的业务增长点、提升用户体验、保持核心竞争力的重要能力。 10* 在2022年中国人工智能城市排行榜中，北京、杭州、深圳继 续保持前三名，上海和广州分列第四、五名，天津进入前十名。除了TOP10城市之外，诸如合肥、武汉、长沙等多个城市在自身产业优势及各种因素推动下，人工智能应用取得了较大进展，未来将会出现越来越多具有城市特点的人工智能示范区，为产业发展树立标杆。 022022-2023中国人工智能计算力发展评估报告 人工智能发展概况 03 1.1 放眼全球：各国持续加大布局，拓展人工智能创新应用 ■全球企业持续增加对人工智能的投资 伴随数字经济的持续发展，以及诸如新冠肺炎疫情等突发事件的影响，企业积极打造敏捷反应机制，推进精益化管理，提升组织创新能力，以期在变革中发现新的赛道甚至实现弯道超车，实现数字时代中的自身发展。 为满足企业内部发展需求和外部市场需求，企业一直大力投资数字化转型相关技术，特别是在人工智能领域。人工智能支出已经成为支持企业数字化转型支出的主力之一。IDC数据统计，全球范围内，企业在包括硬件、软件和服务在内的人工智能（AI）市场的技术投资从2019年的612.4亿美元增长至2021年的924.0亿美元，预计将在2022年（同比）增长26.6%至1,170.0亿美元，并有望到2025年突破2,000亿美元，增幅高于企业数字化转型（DX）支出整体增幅。 图1全球人工智能支出、数字化转型支出及GDP增长趋势预测，2020-2024 35.0% 29.0% 纵观各国，人工智能发展呈现如下特征： 各国持续布局人工智能发展战略：诸如美国、英国、欧盟、日本等全球主要经济体进一步推进人工智能战略的制定，在国家战略领域的引导下，持续推进技术的产业化发展：在2022财年美国研发类项目预算中，人工智能、量子计算等领域被列为优先投资项目；英国采取全行业、大投入策略，从基础设施建设到人工智能企业进行全方位扶持建设，一批人工智能创业企业崭露头角，得到市场认可；欧盟、日本等尝试结合产业优势，成为细分领域“领头羊”，比如，德国结合工业行业积累，积极打造人工智能工业制造品牌；日本从可持续发展、灾难预警治理等方面入手，希望构建具有国家特色的人工智能产业。在政府推动下，各国科技企业积极跟进，进一步提升人工智能领域投资。这些人工智能发展战略对应用水平的提高起到了促进作用，同时也推动了各国对人工智能的投入，根据IDC数据，各个国家的人工智能投入在其本国GDP总量的占比均出现不同程度提升，从2015年-2022年，美国人工智能投入占比提高了3倍，德国提高了5倍，而中国人工智能投入占比则提高了13倍之多。全球领先超大规模企业引领了这一发展，微软支出数十亿美元投资AI创业公司OpenAI构建智能计算系统；StabilityAI公司在AWS云上部署了4,000多个节点的集群用于人工智能训练工作负载等。 加强政策支持和引导，探索监管与创新之间的平衡：各国越来越重视公共政策的出台，以期规范和引导人工智能的 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% -5.0% 16.9% 16.9% 5.7% 2.9% 3.0% 3.0% -3.3% 10.6% 26.6%27.9%26.3% 17.6%17.0%16.2% 良性发展：诸多国家和地区相继出台不同的人工智能监管法规，例如，美国国防部2022年出台的《负责任的人工智能策略》报告，指出政府应主动思考并提出应对策略，解决人工智能可能带来的数据安全、道德伦理等问题；日本政府发布的《人工智能战略2022摘要》指出产业发展对数字化、人工智能等基础设施具有迫切需求，在发展的前提下，政府也会配套关注人工智能安全策略；2022年，欧洲议会决议通过《欧洲机器人技术民事法律规 20202021202220232024 则》，填补机器人和人工智能民事立法空白，加强对机器 ■AI支出增幅■DX支出增幅■GDP增幅 ■全球各国人工智能发展特征 来源：IDC，世界银行，2022 人市场的监管和引导。各国一方面鼓励区域性的人工智能解决方案的提出，降低在数据获取、数据偏见、隐私和道德伦理等方面存在的潜在风险，另一方面也在思索如何在监管、创新和人工智能商业化之间取得平衡。 对于国家而言，人工智能在国家经济建设、科技实力提升、社会生产力发展等方面表现出举足轻重的作用。世界诸多国家，尤其是领先的大国正在竞相开发和部署人工智能技术，以改善人民生活、工作、科研条件和方式，进而在未来智能世界中保持科技竞争力和优势，同时对经济发展带来促进作用。 发挥人工智能在社会与民生问题方面的价值：各国政府面临的重要民生问题也有望通过人工智能技术制定更优的预防和管理方案。在医药研发领域，人工智能模型对基因组结构预测提供数万倍计算效率提升，同时精度并未有明显损失，有效助力新冠疫苗研发；在公共卫生事务管理领域，基于人脸识别的自动健康码扫描、身份证识别等服务，为突发公共事件的治理和预防提供新的有效方案；在 042022-2023中国人工智能计算力发展评估报告 气象灾害预测领域，越来越多组织以神经网络为基础进行智能化风险识别，比如，日本将“利用人工智能应对紧迫危机”作为2022年首要人工智能战略，希望通过利用人工智能技术，实现大规模灾害的精准预测，提升国家灾害抗压力；在农业领域，各国也加强人工智能赋能，以美国为例，美国国家科学基金会（NFS）联合各政府机构以及科技巨头，共同合作新建国家人工智能研究所，以期提供可持续发展的作物生产解决方案，对抗日益凸显的粮食危机。 人工智能的快速发展，极大拉动了算力的发展。如同生物大脑是“人智”的核心，人工智能也同样非常依赖一个高质量的“大脑”，即人工智能基础设施，包含计算、存储和网络。面对数据攀升、算法和模型领域的突破，“大脑”需要尽可能快速、精准地处理大量数据或执行复杂的指令，这对人工智能计算力提出更高的需求。 当前，全球人工智能算力基础设施产业加速发展，为人工智能技术更广泛的场景落地带来可能。释放算力的价值，对国家整体的经济发展将起到推动作用。根据《2021-2022全球计算力指数评估报告》的研究结果，计算力指数平均每提高1点，数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。国家计算力指数越高，对经济的拉动作用越强。 ■元宇宙迎来快速发展风口期，算力基础设施重要性凸显 2021年元宇宙（Metaverse）成为全球科技领域备受瞩目的重要概念之一，它作为混合现实类先进解决方案可推进实现数实融合：一方面实现虚拟数字世界对现实物理世界的映射，另一方面也在虚拟数字世界里创造可以与现实世界交互的新体验，进而打造共情化的卓越体验，实现高效有序的韧性运营。 在这个过程中，人工智能技术将对元宇宙的建设起到至关重要的作用，计算机视觉、机器学习、自然语言处理等人工智能技术为创造广阔复杂的虚拟空间、优化交互体验提供底层支持，元宇宙的实现将营造一个全新的数字环境。在这个环境里，诸如3D场景构建、实时渲染、高仿真交互等场景的实现需要大