吴 洁
党的二十大报告指出要加快建设网络强国、数字中国，为构建新发展格局、推动高质量发展指明了方向。2023年2月中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》（以下简称《规划》），明确指出，加快数字中国建设，对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响。而算力是数字经济的基本承载，也是经济数字化转型发展的关键。国际数据公司（IDC）、浪潮信息、清华大学全球产业研究院联合发布的《2021—2022全球计算力指数评估报告》显示，计算力指数平均每提高1个点，可带来数字经济3.5‰的增长和GDP1.8‰的增长，在新一轮技术革命、经济数字化转型和大国博弈背景下，我国各界应高度重视算力的提升。
算力起源与发展：伴随人类文明进步不断演进
远古时代，人类为了计量相关活动发明了结绳记事，使人类文明向前迈出了关键一步。算力最早表现为生物智能，如指算、口算、心算等，后来开始学会借助相关机械工具，如算筹、算盘等。20世纪四十年代，世界上第一台数字式电子计算机ENIAC诞生，标志着人类算力正式进入了数字时代，随后技术不断进步，展现出摩尔定律所预示的轨迹，算力越来越强，机器体积却变得越来越小、越来越轻。算力发展也呈现出电子化、数字化、智能化趋势，对人类生产生活的影响不断加速深化，演变为数字经济的基础支撑和核心能力要求，成为世界各国关注的核心领域。2018年诺贝尔经济学奖获得者威廉·诺德豪斯（William D. Nordhaus）在《计算过程》一文中给出现代算力的定义：“算力是设备根据内部状态的改变，每秒可处理的信息数据量”。可见，算力不但取决于硬件性能和软件智能化水平，而且与经济社会对信息处理的需求密切相关。随着经济数字化转型推进，算力作为数字经济的基础与核心支撑，经济发展和人类活动对算力容量和效率需求越来越大、要求越来越高。
目前与未来：人工智能技术的突破可能会给算力发展带来革命性变化
人工智能是各国竞相发展的重点领域，谁能在这个领域创新先行，谁就能获得更大发展机遇、更广发展空间，而算力是人工智能发展的能力保障和动力引擎。2023年ChatGPT商业化应用的推出引发全球关注。ChatGPT的快速发展就需要算力的强大支撑，OpenAI团队发表于2020年的论文《语言模型是小样本学习者》（Language Models are Few-Shot Learners）显示，训练一次1746亿参数的 GPT-3模型需要的算力约为3640 PFlop/s-day。即假如每秒计算一千万亿次，也需要计算3640天。据OpenAI测算，自2012年以来，全球头部AI模型训练算力需求3-4个月翻一番，每年头部训练模型所需算力增长幅度高达10倍。数据显示，从2012年到2018年，训练AI所需要的算力增长了30万倍。随着人工智能商用推广和产业数字化加速，对算力的需求可能呈现出指数型增长。华为预计，到2030年通用计算能力将增长10倍，AI计算能力将增长 500 倍。OpenAI研究资料显示，未来几年算力增长进入加速阶段（见图1）。
算力也会成为商业机会的蓝海。根据中商产业研究院发布的报告，算力市场规模正稳步快速增长，2021年全球算力网络市场规模为231.68亿美元，2022年市场规模约为265.93亿美元，预计2023年市场规模将增长至313.74亿美元（见图2）。
我国算力发展：已成为算力大国且仍有较大发展空间
一方面，我国算力发展成就显著。在2022中国算力大会上，工信部相关负责人披露，我国算力规模占全球的36%，是仅次于美国的全球第二大算力国。截至2022年底，我国算力总规模已经达到了180EFlops（每秒 18000 京次浮点运算次数），年增长率近30%，算力核心产业规模已达到1.8万亿元。中国信通院的研究报告《中国算力白皮书（2022）》显示，按照服务器算力总量估算 （年服务器出货规模×当年服务器平均算力），在全球算力规模中，中国已与美国并驾齐驱，分别占据了33%和34%的市场份额。国际数据公司（IDC）发布的数据显示，未来5年将呈现出指数型增长（见图3），我国智能算力规模的年复合增长率将达52.3％。
我国算力“绿色化”也取得显著进展。2021年我国平均设计电能利用效率（PUE）为1.55，截至2022年底，中国累计建成153家国家绿色数据中心，规划在建的大型以上数据中心平均设计电能利用效率（PUE）降至1.30。2022年越来越多的传统行业如金融、电信等行业用户也开始部署液冷数据中心。到2026年，中国液冷服务器出货量占整体服务器的比例将超过10%，成为增速最快的服务器子市场之一。
另一方面，我国算力领域还有较大发展空间。中国算力产业进入高速增长和高质量发展双轮驱动新阶段。在数字中国发展战略指引下，我国将东部算力需求有序引导到西部，全面启动“东数西算”工程，以扩大算力设施规模，提高算力使用效率，从而实现全国算力集中规模化发展，进一步提升国家整体算力水平。我国不断引入先进的硬件设备和新一代数据中心架构和设计，在人工智能、大数据、物联网等新兴技术的高投入使得我国在应用水平子项上得分从70分增长为72分，全球排名仅次于美国。芯片是算力的基础，我国芯片产业在过去几年取得了长足的进步，已经具备了自主研发一系列芯片产品的能力，包括处理器、存储器、传感器等。同时，我国也在加大对芯片制造工艺和质量控制的投入，提高外延硅片、封装测试等关键环节的国产化水平。随着芯片设计工具、材料和设备方面的短板不断补齐，创新突破不断涌现，我国算力将迎来更加快速的发展时期。
面向未来：应牢牢把握历史机遇加快算力发展，有力支撑数字中国建设
21世纪大国博弈态势愈来愈烈，在技术领域和新兴产业领域的竞争加剧。人类迎来第四次工业化浪潮，正处于从信息社会向“物理世界—人类社会—信息空间”融合的智能社会的关键转型期。在此转变中，计算技术正带来颠覆性变化和影响，算力正在接替热力、电力，成为驱动经济发展和转型升级的新引擎，算力资源与能力关乎大国未来命运。中国算力产业依然存在需求碎片化、国产基础软件和配套芯片不强、传输能力不足、低水平重复建设严重、无效算力增多、难互通协同等诸多问题。面对互联网实时性较为缺乏、网络带宽不足、算力“烟囱化”三大挑战，我国应在多方面同时发力，加快补短板，推动算力能力和竞争力提升。
一是在战略层面夯实发展基础，营造良好发展环境。全面深化落实《规划》，夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”， 强化数字技术创新体系和数字安全屏障“两大能力”，优化数字化发展国内国际“两个环境”，加大信息基础设施和网络平台等新基建投资力度，打通基础设施、算力、应用、产业等全产业链，推进数字技术与经济、政治、文化、社会、生态文明建设“五位一体”深度融合，将数字化融合到产业发展的方方面面，挖掘释放对算力的潜在需求，以现代化设施为支撑，以巨大需求为牵引，进一步加快算力发展。
二是在算力布局方面进一步优化，发挥我国各地区协同优势。加大对京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等地建设国家算力枢纽节点及10个国家数据中心集群的财力及智力支持，继续深化落实“东数西算”工程，明确利益分配机制，优化资源配置，引入和培育新的市场主体，发挥各省优势、汇聚合力，推动全国“一盘棋”发展、整体实力向上提升。
三是在算力竞争力方面发挥各主体积极性。明确各主体分工，以市场机制为基础推进利益分配进一步合理化，加强政府、行业组织、企业以及科研机构之间的密切合作，积极稳妥推进算力领域开放。各级政府可继续推出相关政策与资金配套，发挥对社会资本的撬动作用，着力培养人才和加强基础研发，改善引资引智引技环境，为算力发展和商业化推广应用提供坚实支撑。
四是坚持可持续发展理念，推进绿色低碳转型。加快完善算力基础设施绿色低碳监管体系，积极落实《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025年）》《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》等相关政策文件要求，继续重视数据中心的绿色低碳发展，在促进数字经济产业不断快速发展的同时坚持可持续发展理念，推进算力低碳、智能、安全、有序发展，为数字中国和现代化强国建设提供有力支撑。
（作者单位： 国务院发展研究中心信息网）