我國算力行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)不斷取得突破 高性能計算持續處于全球第一梯隊

一、行業(yè)相關(guān)定義

從狹義上看，算力是設備通過(guò)處理數據，實(shí)現特定結果輸出的計算能力。2018年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者William D. Nordhaus在《計算過(guò)程》一文中提出：“算力是設備根據內部狀態(tài)的改變，每秒可處理的信息數據量”。算力實(shí)現的核心是CPU、GPU、FPGA、ASIC等各類(lèi)計算芯片，并由計算機、服務(wù)器、高性能計算集群和各類(lèi)智能終端等承載，海量數據處理和各種數字化應用都離不開(kāi)算力的加工和計算。算力數值越大代表綜合計算能力越強，常用的計量單位是每秒執行的浮點(diǎn)數運算次數(Flops，1 EFlops=10^18 Flops)。據測算，1EFlops 約為5臺天河2A超級計算機，或者25萬(wàn)臺主流雙路服務(wù)器，或者200萬(wàn)臺主流筆記本的算力輸出。

從廣義上看，算力行業(yè)是指以計算能力為核心，為其他行業(yè)或個(gè)人提供計算資源和技術(shù)支持的產(chǎn)業(yè)。算力在信息技術(shù)和云計算發(fā)展的背景下崛起的，其主要目標是滿(mǎn)足日益增長(cháng)的計算需求。在這個(gè)行業(yè)中，算力服務(wù)商提供了各種規模和類(lèi)型的計算資源，包括計算機服務(wù)器、數據存儲設備、網(wǎng)絡(luò )帶寬和圖形處理單元（GPU）等。這些資源可以在云端或邊緣節點(diǎn)進(jìn)行部署，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。與傳統的計算設備購買(mǎi)和維護模式相比，算力行業(yè)的最大區別在于資源的靈活性和彈性?？蛻?hù)可以根據實(shí)際需求隨時(shí)調整計算資源的規模和配置，而不需要受到硬件設備的限制。此外，算力行業(yè)還提供了更高級的技術(shù)支持，如自動(dòng)化管理、彈性擴展和資源監控等功能，從而為客戶(hù)提供更加便捷和高效的服務(wù)體驗。

本報告對算力行業(yè)的研究范圍為廣義理解的算力行業(yè)。

結合算力的內涵和特點(diǎn)，我國算力發(fā)展的總體框架可以從算力規模、算力環(huán)境和算力應用三個(gè)維度進(jìn)行構建。在數字經(jīng)濟時(shí)代，算力規模是國家和地區數字化生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要指標，算力環(huán)境是我國新生產(chǎn)力發(fā)展的重要條件，算力應用反映了我國新生產(chǎn)力的需求狀況。算力環(huán)境為算力規模發(fā)展提供堅實(shí)支撐，算力應用拉動(dòng)算力規模的增長(cháng)，三者相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。

根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國算力行業(yè)現狀深度分析與投資前景預測報告（2025-2032年）》顯示，算力規模在現階段重點(diǎn)包括基礎算力、智能算力和超算算力三部分，分別提供基礎通用計算、人工智能計算和科學(xué)工程計算?；A通用算力主要基于CPU芯片的服務(wù)器所提供的計算能力；智能算力主要是基于GPU、FPGA、ASIC等芯片的加速計算平臺提供人工智能訓練和推理的計算能力；超算算力主要是基于超級計算機等高性能計算集群所提供的計算能力。

算力環(huán)境主要包括網(wǎng)絡(luò )環(huán)境和算力投入等因素，持續優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為算力發(fā)展提供堅實(shí)支撐，大規模算力投入將會(huì )對算力增長(cháng)產(chǎn)生直接和間接的推動(dòng)作用。

算力應用主要包括消費應用和行業(yè)應用，消費和行業(yè)應用帶來(lái)了對算力規模、算力能力等需求的快速提升，算力的進(jìn)步又反向推動(dòng)了應用的發(fā)展。

 資料來(lái)源：中國信息通信研究院，觀(guān)研天下數據中心整理

二、行業(yè)規?，F狀

1、市場(chǎng)規模

放眼國內，數字經(jīng)濟發(fā)展熱潮興起，數字化轉型需求放量。大數據與云計算、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術(shù)加速融合創(chuàng )新，驅動(dòng)我國大數據產(chǎn)業(yè)生態(tài)日漸完善，應用領(lǐng)域不斷豐富。大數據在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域加快自主創(chuàng )新尤其在基礎軟件領(lǐng)域，各類(lèi)自主研發(fā)的大數據平臺產(chǎn)品百花齊放，合力向數據共享、流通、開(kāi)放的方向持續演進(jìn)。

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2、供應規模

隨著(zhù)疫情結束后市場(chǎng)需求回暖以及國家將加快5G、大數據中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等七大領(lǐng)域新型基礎設施的建設進(jìn)度，以及云計算、人工智能、邊緣計算和5G等新興技術(shù)在行業(yè)的深度應用，中國服務(wù)器市場(chǎng)需求旺盛，服務(wù)器出貨量也隨之不斷增長(cháng)。2024年上半年，中國服務(wù)器出貨量為265.08萬(wàn)臺。

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2023年我國算力總規模達到230EFLOPS，居全球第二位；先進(jìn)技術(shù)、人工智能、5G/6G等關(guān)鍵核心技術(shù)不斷取得突破，高性能計算持續處于全球第一梯隊。2024年上半年算力總規模約為243 EFLOPS。

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3、需求規模

中國是全球重要的CPU消費市場(chǎng)，計算機用戶(hù)基數龐大。在科技領(lǐng)域競爭加劇的大背景下，我國政府對國產(chǎn)CPU的支持力度逐步加大，在電子政務(wù)、能源、交通、金融、通信等關(guān)鍵信息基礎設施領(lǐng)域，國產(chǎn)CPU應用已在全國逐步鋪開(kāi)。隨著(zhù)國產(chǎn)CPU性能的不斷提高和軟件生態(tài)的不斷完善，基于國產(chǎn)CPU的信息產(chǎn)品已經(jīng)得到批量應用。對信息安全、供應鏈安全要求相對較高的領(lǐng)域，均是國產(chǎn)CPU的優(yōu)勢市場(chǎng)，伴隨著(zhù)未來(lái)信息化的加速，桌面、服務(wù)器CPU的需求量將大幅增加。

據統計， 2023年，我國數據總產(chǎn)量量約為10.1ZB，保持較高的增長(cháng)速度。2024年上半年數據總產(chǎn)量約為6.2ZB。

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三、行業(yè)細分市場(chǎng)分析

1、人工智能

智能計算中心是人工智能算力發(fā)展的重要方向。過(guò)去10年中，用于人工智能的訓練模型的計算資源激增，AI訓練的計算復雜度每年猛增10倍，人工智能計算已成為主流的計算形態(tài)。

AI復雜模型、復雜場(chǎng)景的計算需求進(jìn)一步催生面向AI的算力基礎設施的需求，目前智能計算中心是發(fā)展重點(diǎn)。智能計算中心主要是指基于最新人工智能理論，采用先進(jìn)的人工智能芯片，針對人工智能多樣場(chǎng)景的海量數據處理、智能算法加速、高速訓練推理等計算需求，提供共性的算力、算數、算法服務(wù)的新型算力基礎設施，正受到政府、企業(yè)和研究機構的廣泛關(guān)注。2024年上半年，算力行業(yè)在人工智能領(lǐng)域市場(chǎng)規模約為330.1億元。

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2、大數據

大數據產(chǎn)業(yè)是以數據生成、采集、存儲、加工、分析、服務(wù)為主的戰略性新興產(chǎn)業(yè)，是激活數據要素潛能的關(guān)鍵支撐，是加快經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革的重要引擎。受益于數字化轉型、云計算普及、人工智能發(fā)展等驅動(dòng)因素，全球大數據行業(yè)呈現出快速增長(cháng)態(tài)勢。中國作為全球第二大經(jīng)濟體和最大人口國家，在數字經(jīng)濟發(fā)展方面具有巨大潛力和優(yōu)勢。近年來(lái)，在國家戰略引領(lǐng)下，中國加快了數字化轉型步伐，并在云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著(zhù)進(jìn)展。作為新一代信息技術(shù)的基礎支撐之一，中國大數據產(chǎn)業(yè)也呈現出快速發(fā)展態(tài)勢。2024年上半年，我國算力行業(yè)大數據市場(chǎng)規模約為290.5億元。

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四、行業(yè)競爭格局

算力的戰略意義已經(jīng)得到公認，作為新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中重要的競爭力基礎支撐，國家間、區域間、企業(yè)間的算力競爭愈發(fā)激烈。算力競爭在總量上表現在算力規模和市場(chǎng)占有率的競爭，具體看還包括不同技術(shù)路線(xiàn)的競爭、產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系不同環(huán)節和領(lǐng)域的競爭?？傮w看，中國、美國、日本和歐盟在全球算力競爭中占有優(yōu)勢，這些國家的互聯(lián)網(wǎng)和 ICT 企業(yè)是算力競爭的主要參與者。

目前，掌握中國算力資源的主要有四股勢力：阿里、華為、騰訊、百度等科技公司；中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通等電信運營(yíng)商；光環(huán)新網(wǎng)、萬(wàn)國數據、世紀互聯(lián)等數據中心服務(wù)商；地方政府“國資云”項目、大數據產(chǎn)業(yè)園，政府、金融機構與其他企業(yè)自建機房。

得益于算力技術(shù)不斷演進(jìn)、算力應用持續豐富，在產(chǎn)業(yè)界各方的協(xié)同推進(jìn)下，我國算力基礎設施建設和應用保持快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)生態(tài)日漸完善。地方政府接連出臺政策舉措支持算力發(fā)展,極大地提升了企業(yè)關(guān)于算力中心的投資意愿，從而推動(dòng)算力中心規模不斷增長(cháng)。2023年中國算力中心服務(wù)商在擴大算力規?；A上，注重提高平均單機架功率。從近三年統計的數據來(lái)看,排名前十的算力中心服務(wù)商的在運營(yíng)機架數、在運營(yíng)平均單機架功率穩步提升，算力綜合供給能力不斷加強。

基于定向調研、企業(yè)財報、公開(kāi)資料收集的相關(guān)數據統計分析,按照核心指標與輔助指標權重計算得出算力中心服務(wù)商總體規模指數情況，萬(wàn)國數據、秦淮數據作為國內算力中心服務(wù)的領(lǐng)軍者依然保持著(zhù)較高的增速，潤澤科技發(fā)展迅猛，總體規模較去年實(shí)現大幅提升，躋身總體規模前三名。算力中心服務(wù)商總體規模指數TOP10分別為萬(wàn)國數據、秦淮數據、潤澤科技、世紀互聯(lián)、數據港、普洛斯、中金數據、有孚、光環(huán)新網(wǎng)、浩云長(cháng)盛。從企業(yè)算力中心總體規模各項評價(jià)指數來(lái)看，萬(wàn)國數據在總機架規模、上架率等方面有較大優(yōu)勢，秦淮數據則在在建機架數量、在運營(yíng)平均單機架功率上領(lǐng)先較多。（WWTQ）