智能计算中心创新发展指南

智能计算中心创新发展指南 国家信息中心 2023年1月 版权声明 智能计算中心创新发展指南 本报告中所涉及的图片、表格及文字内容的版权归国家信息中心和浪潮信息共同所有。其中部分数据在标注有来源的情况下，版权归属原数据公司所有。本报告取得的数据来源于公开资料，如有涉及版权纠纷问题，请及时联络我们。 任何机构、个人在引用本报告数据或转载有关报告内容时，需标注来源。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。 版本号：2023.1 目录 前言01 基础篇02 一、智算中心概述03 （一）定义03 （二）主要作用03 1.推进AI产业化03 2.赋能产业AI化03 3.助力治理智能化04 4.促进产业集群化04 （三）效益分析04 二、智算中心发展新趋势06 （一）智能算力的发展需求快速扩大06 （二）通用智能的算法模型快速演进06 （三）普适普惠的服务生态逐步构建07 （四）绿色低碳的发展格局加速形成07 三、建设智算中心的必要性分析09 （一）我国智算中心政策形势09 1.人工智能发展环境良好，算力发展基础逐渐夯实09 2“.东数西算”工程全面实施，智算中心建设提速10 （二）建设智算中心的现实意义10 1.智算中心已成为提升国际竞争力的关键基础设施10 2.智算中心建设已成为数字经济高质量发展的重要支撑10 3.智算中心已成为构建智慧城市的必然选择11 技术篇13 一、体系架构14 （一）总体架构14 （二）技术演进14 1.AI芯片15 2.AI服务器15 3.AI集群15 4.AI大模型15 5.智算OS16 6.软件生态16 （三）建设架构17 二、技术路线18 （一）以算力基建化为主体18 1.面向潜在算力需求，适度超前规模化部署算力资源18 2.聚焦异构加速技术，提升高性能人工智能计算能力18 （二）以算法基建化为引领18 1.面向千行百业发展需求，提供多类型预置行业算法18 2.面向模型即服务应用需求，构建大规模预训练AI模型19 3.面向可持续化发展需求，推进AI模型不断演进升级19 4.面向算法高效调用需求，提供专业化开发部署支撑19 （三）以服务智件化为依托19 1.提供多元算力调度服务，实现算力调度“智件化”19 2.提供简便算法模型服务，实现算法供给“智件化”20 3.提供开放生态环境服务，实现供需对接“智件化”20 （四）以设施绿色化为支撑20 1.采用先进节能技术，全面降低智算中心能耗20 2.采用绿色清洁能源，从源头上实现绿色低碳20 应用篇21 一、智算中心激发AI产业化创新活力22 （一）自动驾驶22 （二）机器人22 （三）元宇宙23 1.虚拟数字人23 2.数字孪生23 二、智算中心助力产业AI化走深向实24 （一）智慧医疗24 （二）文娱创作24 （三）智慧科研25 1.生命科学25 2.大规模分子模拟25 3.数值计算25 建设篇26 一、建设类型与策略27 （一）建设原则27 （二）依据建设方式分类建设27 1.新建智算中心27 2.已建数据中心升级27 （三）依据功能定位分类建设28 1.产业合作平台28 2.产业园区28 二、建设运营模式29 （一）主流建设模式29 1.独立投资建设模式29 2.由第三方出资的建设模式29 3.基于特殊项目公司的建设运营（SPV）模式29 （二）主流运营服务模式29 1.运营方选择29 2.运营服务类型30 智能计算中心创新发展指南 前言 党的二十大报告强调，推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。当前，我国人工智能技术快速发展，数据和算力资源日益丰富，应用场景不断拓展，配套政策持续完善。自2017年《新一代人工智能发展规划》发布以来，我国围绕人工智能产业发展、人工智能技术标准体系建设等方面先后出台一系列政策和指导意见。2021年，“人工智能”在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中被多次提及，文件对“十四五”时期及未来十数年我国人工智能的发展目标、核心技术突破、智能化转型与应用等多个方面都作出了相关部署。2022年7-8月，科技部等部门先后印发《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》和《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景》，提出支持一批基础较好的人工智能应用场景，构建人工智能行业应用生态。 计算力是数字经济的核心生产力。当前，超算和云计算已较成熟，正在多个应用赛道上全面发力，但以通用处理器架构为核心的基础算力很难满足人工智能的发展需求。随着数据总量的增长和智能化社会构建需求的扩大，各行业各领域对智能算力的需求日趋强烈，全国范围内掀起了智能计算中心（以下简称“智算中心”）的建设浪潮，智能算力规模迅速扩大，这为人工智能及其相关产业的发展提供了良好的基础。同时，智算中心作为算力基础设施的重要组成部分，是全国一体化大数据中心建设和“东数西算”工程的核心关键。新时期背景下，人工智能技术的发展及应用场景的丰富对智算中心的规划建设提出了新的要求。 为此，国家信息中心和浪潮信息开展联合研究，与时俱进，聚焦科技革命、产业变革、技术服务需求等对智算中心规划、建设、运营模式的影响，在2020年发布的《智能计算中心规划建设指南》基础上，编制了《智能计算中心创新发展指南》，更新优化智算中心的基础、技术、应用、建设等内容，提出不同类型智算中心的发展策略，为各地智算中心的创新发展提供借鉴和参考，使其朝着开放、融合、普惠、绿色方向发展，成为支撑数字经济、数字社会和数字政府发展的技术底座，赋能千行百业，助力经济社会全面数字化转型。 01 基础篇 作为新型基础设施和新的能力支撑，智算中心在数字时代承担着重要使命。基础篇从智算中心定义、主要作用、发展趋势等方面，着重阐述了数字经济时代建设智算中心的必要性和重要意义。 一、智算中心概述 （一）定义 智算中心是基于最新人工智能理论，采用领先的人工智能计算架构，提供人工智能应用所需算力服务、数据服务和算法服务的公共算力新型基础设施，通过算力的生产、聚合、调度和释放，高效支撑数据开放共享、智能生态建设、产业创新聚集，有力促进AI产业化、产业AI化及政府治理智能化。智算中心以多种异构方式共同发展的AI服务器算力机组为算力底座，不断提升智能计算能力和速度，满足人工智能应用场景下大规模、多线并行的计算需求。智算中心围绕“算力生产、算力聚合、算力调度、算力释放”四个核心业务功能，为各行业各领域人工智能应用提供稳定的技术支撑，打造可持续发展的算力生态。 （二）主要作用 智算中心作为信息基础设施的重要组成部分，为快速增长的人工智能算力需求提供必不可少的基础支撑，在推进AI产业化、赋能产业AI化、助力治理智能化、促进产业集群化等方面发挥了显著作用，是数字经济时代促进产业转型升级、优化产业结构、提升城市竞争力的关键。 1.推进AI产业化 人工智能产业在算力支撑下快速发展。国际数据公司 （IDC）的数据显示，到2026年，中国人工智能加速服务器市场规模将达到123.4亿美元。智算中心的人工智能加速计算能力能够有效支持AI训练、AI推理、数据压缩、图像编码、视频编码，为人工智能大模型开发、训练等提供密集型、大规模计算服务，较云计算中心、超算中心更能满足日益丰富的人工智能算力需求。智算中心的人工智能专用算力服务、数据服务和算法服务为开展人工智能理论创新与关键共性技术研发提供支撑，为企业、高校等各类研发机构创造了低成本、高可靠、便捷简易的人工智能应用开发与场景试验条件，最终促进人工智能技术的成果转化，已成为推进AI产业化的重要引擎。 2.赋能产业AI化 智算中心作为信息基础设施，为促进人工智能技术在各行业领域落地应用创造基础条件，赋能产业数字化、智能化发展，催生新业态新模式，对带动一二三产业提质增效都有显著作用。 智算中心能够以强大的硬件支撑和软件服务促进农业生产效率提升，是推动我国农业高质量发展的重要力量。农业农村部印发的《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》提出，到2025年，农业生产信息化率达到27%。针对农业生产过程中的土壤条件、气象、降水、农作物生长等信息采集与处理需求，智算中心可以提供数字农业专有算法，分析各类传感器、气象卫星、结构化视频监控等数据，为农业生产提供强力辅助。 智算中心的算力支撑和算法服务可以赋能工业转型发展。近年来，工业对人工智能的需求持续增加，通过将人工智能技术融入工业生产，改造工业的生产方式和决策模式，降低工业生产成本，实现提质增效。智算中心可以为智能制造、传感与检测、设备维护预测、工业机器人、智能化生产等多个应用场景提供算力和算法服务，并促进人工智能企业与传统工业企业的深度对接合作。 智算中心可以推动生活服务业向质优面广发展。国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》提出，到2025年，生活性服务业多元化拓展显著加快，电子商务交易规模要达到46万亿元。在消费互联网快速发展的趋势下，智算中心能够为新零售、电子商务、智能家居、智能驾驶等应用场景提供技术支撑，带动生活性服务业的智慧化升级。 智算中心的研发与孵化功能可以为新业态提供土壤。智算中心广泛赋能科学研究、产业发展、城市运行等多元场景，可以为日益丰富、个性化的数字产品或服务的研发提供必要的基础设施支撑，带动智能网联汽车、数字交易、元宇宙等新业态的蓬勃发展。同时，智算中心以其模块化的软件服务与优质的孵化功能，为微创新、微应用、微产品、微文创等微经济活动创造了环境，将极大地促进跨界融合的业态创新。 3.助力治理智能化 智算中心能够为日益丰富的城市公共服务和城市治理智慧化应用提供智算能力支撑。通过应用智算中心的计算平台、框架和底层算法，在政务服务、健康医疗、教育科研等公共服务领域和交通治理、灾害预警、生态环境监测、应急处置等城市治理领域推进业务与计算机视觉、自然语言处理、机器学习等人工智能技术的融合，实现公共服务便捷化、城市治理精准化，提升公众的获得感和幸福感。 4.促进产业集群化 智算中心除提供人工智能专用算力服务外，还聚合了人工智能技术研发、应用转化、人才培养、企业孵化等功能。通过加强与高校、科研院所、各行业各领域优势企业协作，提 供创新孵化服务、技术转移服务、人员培训服务，培育数据处理、数据分析、运营服务等领域的人才与企业，能够进一步聚合当地人工智能的研发优势、人才优势、产品优势与产业投资，撬动人工智能产业发展，形成人工智能产业技术研发与商业应用双闭环，从而推动地区人工智能产业的集聚发展。 基于智算中心的专业人才资源、创新资源，以建设配套产业园区等形式为产业链上下游参与方协同合作提供优质环境，可有效加强与IT和土建基础设施供应商等上游参与者，以及智算服务供应商、云服务供应商、互联网数据中心（Inter-netDataCenter，简称IDC）服务商等中游相关产业的协同，并服务于互联网、金融、电信、交通等行业用户的人工智能应用需求，实现对自动驾驶、机器人、元宇宙、智慧医疗、文娱创作、智慧科研等下游相关产业的带动。 AI服务器供应商 网络设备供应商 存储设备供应商 数据中心管理系统供应商 ...... 云服务供应商 IDC服务商 智算服务供应商 行业 产业 互联网 机器人 金融 电信 智慧医疗 交通文娱创作 ...... 智慧科研 ...... 元宇宙 自动驾驶 土建基础设施 ...... IT基础架构 ...... 电信运营商 供配电系统供应商 制冷系统供应商 土建及施工承包商 产业链上游产业链中游产业链下游 图1智算中心产业链 （三）效益分析 人工智能作为数字经济时代的核心生产力，在各地积极布局数字经济的趋势下迎来了飞速发展。《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》（国发〔2017〕35号）提出要“推进人工智能理论、技术与应用；到2025年，人工智能核心产业规模超过4，000亿