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算力中心（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。

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。

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（Internet Data Center，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。
   

（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4，000亿元，带动相关产业规模超过5万亿元；到2030年，人工智能核心产业规模超过1万亿元，带动相关产业规模超过10万亿元”。预计2020年至2030年我国人工智能核心产业规模的年均复合增长率达20.9%、带动相关产业规模的年均复合增长率达25.9%。

经研究测算，保守估计，“十四五”期间，在智算中心实现 80% 应用水平的情况下，城市/地区对智算中心的投资可带动人工智能核心产业增长约 2.9-3.4 倍、带动相关产业增长约 36-42 倍 。

人工智能是创新的加速器，承载人工智能计算的智算中心可以为各类技术创新提供支撑。
一方面，智算中心可以为构建安全可信、可复用的技术研发环境提供算力设施支撑，为各领域科技研发提供智能计算服务，加速科技研发的进程。
另一方面，智算中心是新一代信息技术的集成应用载体，智算中心的快速建设推广与规模化应用将推动通信服务网络、大数据、人工智能等技术的快速迭代，从而促进技术创新。
经研究测算，保守估计，“十四五”期间，在智算中心实现 80% 应用水平的情况下，城市/地区在智算中心建设投入的增长量对创新产出的贡献率约为14%- 17% 2。
智算中心可以为优化数字经济发展生态提供支撑。
智算中心在提供公共算力基础设施支撑的同时，兼具产业“聚合器”和“孵化器”作用，能够有效促进人才、资金、技术、数据等要素的联动，搭建跨行业领域的沟通平台，集成政府、企业、研究院所等多主体的优势促进更多AI应用场景落地，有效规避了各建设方自成体系推进、产业链上下游割裂等问题，为招引数字企业、培育市场主体、助推数字经济规模化发展发挥出了重要作用。

二、智算中心发展新趋势
（一）智能算力的发展需求快速扩大
算力资源是数字经济发展的重要底座。随着数字经济蓬勃发展，数字化新事物、新业态、新模式推动应用场景趋向多元化发展，算力规模不断扩大，算力需求持续攀升。智能算力需求规模快速增长。5G、工业互联网、物联网、人工智能等信息技术加速发展带动数据量爆炸式增长。
随着人工智能技术的高速发展，智能化正以前所未有的速度重塑各行各业，我国算力结构也随之不断演化，对智能算力的需求与日俱增。《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》数据显示，2021年中国智能算力规模达155.2 EFLOPS（FP16）,预计到2026年中国智能算力规模将达到1,271.4 EFLOPS。2021-2026年期间，预计中国智能算力规模年复合增长率达52.3%，同期通用算力规模年复合增长率为18.5%。
未来80%的场景都将基于人工智能，所占据的算力资源将主要由智算中心承载。

智算中心建设布局浪潮快速掀起。
智算中心能够提供大规模数据处理和高性能智能计算支撑，将经济、社会、产业中各种模型、经验固化下来，形成新的生产力，并支撑智能化的产业、服务和治理。智算中心是具有强公共属性的开放服务平台，能够实现对大区域的数字化辐射带动，成为经济发展的新动力引擎。
随着“东数西算”工程、新型基础设施等国家政策规划出台，我国智算中心掀起落地热潮。当前我国超过30个城市正在建设或提出建设智算中心，整体布局以东部地区为主，并逐渐向中西部地区拓展。未来，随着我国智算中心布局的持续优化与完善，以及人工智能应用场景的不断创新和解锁，智能算力需求将得到更大释放，智算中心的赋能作用将被进一步激发。
复杂场景计算需要多元算力的开发生态体系。智算中心的芯片、服务器、固件、操作系统等可能由多方提供，易存在多型号硬件无法兼容、软件投入和应用难以支撑上层业务发展等问题，严重制约了智算中心的应用。
因此，智算中心应该兼容适配更多技术体系，通过开源、开放的方式建立可兼容底层硬件差异的异构开发平台，突破异构算力适配、异构算力调度等关键技术，加速基础软件、商用软件和开源软件的生态构建，与各领域的知识模型、机理模型、物理模型相叠加，做到从硬件到软件、从芯片到架构、从建设模式到应用服务开放化、标准化，打通人工智能软硬件产业链，从而加速人工智能算力技术和产业生态形成。
（二）通用智能的算法模型快速演进
人工智能算法结构日益复杂、参数和样本规模持续扩大，算法的快速演进正改变传统计算范式。
大模型加速人工智能在千行百业中应用。大规模、大参数量预训练模型的出现不断提升人工智能模型的认知能力。“预训练大模型+下游任务微调”的新范式已成为解决人工智能技术落地难问题的突破口，加速推进人工智能实用化、通用化和普惠化发展进程。
自2011年以来，全球人工智能领军企业和研究机构纷纷加入人工智能大模型研究，人工智能模型参数急剧增长。在短短三四年时间内，参数规模快速从亿级突破至万亿级。代表性大模型如谷歌发布的BERT，OpenAI发布的GPT-3.5、ChatGPT4等。通过构建大模型提升人工智能处理性能、增强人工智能通用性、加速人工智能广泛应用已成为各界共识，未来大模型将覆盖更多生产生活领域，赋能千行百业的智能化升级。
多模态智能计算成为实现通用人工智能的关键。每一种信息的来源或者形式，都可以称为一种模态。例如，人有触觉、听觉、视觉、嗅觉，信息的媒介有语音、视频、文字等。多模态学习更贴近人类对多感知模态的认知过程，通过学习多种模态的数据，可以突破自然语言处理和计算机视觉的界限，在图文生成、看图问答等视觉语言任务上具有更强的表现。当前，多模态大模型引发了业界广泛的关注，并在以文生图 ，文生视频等领域取得了巨大进步，代表性模型有OpenAI发布的DALLE-2，Sora等。
人工智能正在从语音、文字、视觉等单模态智能，向着多种模态融合发展。构建以多模态融合技术为核心的感知、控制、交互能力，是实现通用人工智能的重要探索方向。
（三）普适普惠的服务生态逐步构建
智算中心作为经济社会重要的算力载体,正向标准化、低成本、低门槛方向发展，形成集算力、算法、数据、运营于一体的服务生态，使智能计算可以像水电一样,成为社会基本公共服务,造福社会大众，让千行百业共享智算中心建设成果。
算力服务普惠化。“东数西算”工程的实施，带动数据、算力跨域流动，实现产业跃升和区域平衡发展。算力服务作为算力输出的关键，以多种场景化云服务为代表，成为全新的交付形式。算力的分布决定了企业能否获得最高性价比的算力，基于分布式云技术，近源交付云资源，在一定程度上降低算力成本的同时，将算力输出进工厂、社区和乡村，以算力服务的方式布局到用户身边，用户按业务需求采购算力、存储、带宽等专业服务，实现无处不在的计算。
算法应用普适化。在经济活动各环节的智能化升级中，人工智能需要与各行业的业务流程、信息系统、生产系统等深度结合才能产生价值，存在一定应用门槛，在一定程度上阻碍了各行业的智能化转型升级。依托智算中心的超大规模预训练能力，各行业人工智能应用将不必从零开始开发。人工智能模型可以实现在众多场景通用、泛化和规模化复制，只需结合领域数据进行调整和增量学习，即可形成具有良好精度和性能的下游应用，助力各行业智能化升级，实现智能算法应用的普适化。
（四）绿色低碳的发展格局加速形成
在“碳中和、碳达峰”目标背景下，建设技术先进、绿色低碳的智算中心成为践行绿色发展理念的大势所趋。算力基础设施的能效指标更加严格具体。我国数据中心总体上还处于小而散的粗放建设阶段，大型、超大型数据中心占比不高。
据统计，2021年度全国数据中心平均PUE为1.49，有相当数量的数据中心PUE超过1.8甚至2.0。为约束大型算力基础设施的能效，国家发改委、科技部、工信部、国家能源局等多部门陆续出台文件，对新建大型、超大型数据中心的PUE要求已从2017年的1.5降至2021年的1.3以下，国家枢纽节点平均PUE更是要求进一步降到1.25以下。
“东数西算”工程要求东部地区PUE目标不超过1.25，西部地区不超过1.2，能效指标更加严格。

节能降耗的先进技术成为发展重点。
智算中心具有高功率密度属性，随着服务器主流芯片的功耗不断增长，用于AI训练的机器单机柜功率密度将大幅增加，传统的风冷模式已无法满足智算中心的制冷散热需求，液冷技术的应用为智算中心绿色化运转提供了解决思路。
液冷是指借助高比热容的液体作为热量传输介质满足服务器等IT设备散热需求的一种冷却方式，比传统风冷具备更强的冷却能力，其冷却力是空气的1,000-3,000倍，热传导能力是空气的25倍。同等散热水平时，液冷系统相比传统风冷系统约节电30%-50%，数据中心PUE值可降至1.2以下，甚至接近于1。
液冷技术对于密度高、规模大、散热需求高的智算中心优势明显，随着 AI 服务器功率密度的提升和智算中心应用场景的不断拓展，液冷技术将得到进一步推广应用。

三、建设智算中心的趋势分析
（一）我国智算中心政策形势
1．人工智能发展环境良好，算力发展基础逐渐夯实从发展政策层面看，我国高度重视人工智能产业发展，习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，要促进其同经济社会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展。
2017年以来，从中央到国家部委，密集出台了一系列人工智能发展政策，内容涉及人工智能基础设施、标准体系、应用场景、人才培育等人工智能发展的多个方面，初步形成较为完整的政策体系，为加快推动人工智能应用，助力稳经济，培育新的经济增长点指明方向。

先进城市率先出台智算中心相关政策
北京、上海、广州等城市也纷纷出台政策推进智算中心建设。例如，北京市提出：“新建一批计算型数据中心和人工智能算力中心，到2024年，培育成为人工智能算力枢纽”；上海市提出：“布局建设一批具有高性能、高吞吐的人工智能算力中心，推动公共算力服务平台建设，推动构建跨域、跨运营主体的算力资源池，构建智能计算生态”。
从发展基础层面来看，我国已建成了一系列新一代人工智能开放创新平台，涉及基础计算架构、智能医疗、智能供应链和智能城市治理等多个领域；在北京、上海等地建设了多个新一代人工智能创新发展的试验区，通过试验区建设推动人工智能技术应用的发展，促进人工智能创新创业，促进传统产业智能化升级。围绕AI产业化和产业AI化的发展思路，人工智能产业已初步形成以异构芯片、算力设施、算法模型、产业应用为核心的结构体系。
2．“东数西算”工程全面实施，智算中心建设提速
“东数西算”工程对我国的长远发展有重要的战略意义，将助力我国全面推进算力基础设施化。针对当前我国算力资源分布不均衡局面，2021年国家发改委等四部委联合发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，明确提出在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8个地启动建设国家算力枢纽节点，实施“东数西算”工程，构建全国一体化大数据中心体系。
区别于传统意义上的数据中心，一体化大数据中心体系统筹推进东西算力资源的协调调度。
一方面能够驱动数据中心集约化、绿色化、均衡化发展，另一方面构建了含数据中心、网络、云、人工智能、安全等多个要素的基础设施体系，是传统数据中心的升级版，是新基建的发展典范。
智算中心业务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。无论是全国一体化大数据中心布局还是“东数西算”工程建设，其背后都是以实现集群间高效算力调度为目标的复杂巨系统优化调度问题。
当前，算力可分为通用算力、智能算力和超算算力三种类型，与此相对应的是基础计算、智能计算和超级计算（HPC）三种计算模式。通用算力主要用于计算复杂度适中的云计算、边缘计算类场景，通常这些场景对实时性有一定要求，不适合完全将本地数据搬到异地计算。
超级计算主要用于科学计算与工程计算等领域，且不同超级计算机的处理器、加速卡、框架等各不相同，商业化服务门槛高。因此，更适合“东数西算”工程的是智能计算中面向承载后台加工、离线分析、存储备份等大量非实时算力需求业务，而智算中心可以根据不同细分领域业务的算力需求匹配相应的计算能力。
在“东数西算”工程下，智算中心可实现算力统筹和智能调度，能够在全国范围内，根据动态业务需求，在云、网、边之间实现按需分配和灵活调度计算、存储、网络等资源。
（二）建设智算中心的现实意义
1．智算中心已成为提升国际竞争力的关键基础设施算力对各国在新科技革命和产业变革下提升国际竞争力起着基础支撑作用，也是衡量综合国力的一个重要指标。世界各国高度重视人工智能算力基础设施的规划布局，并积极引导算力设施建设和算力应用开发，推进算力产业本土化进程。正如人均GDP指标可以衡量一个国家经济发展的程度一样，人均算力水平的高低也可以衡量其智能化水平。
据统计，当前美国、英国、德国等国家人均算力普遍高于1,000GFLOPS/人，处于较高水平；日本、西班牙、智利、意大利、中国等国家人均算力在 460-1,000 GFLOPS/人，属于中等算力国家。结合IMD对于世界各国智能化水平的评估结果，发现人均算力水平与国家智能化水平呈现高度正向相关。
智能算力水平是国家智能化、数字化发展水平的集中体现，是数字化应用建设及发展的底层基础。《2021-2022全球计算力指数评估报告》数据显示，美国、日本、德国、英国等15个国家在AI算力上的支出占总算力支出比重从2016年的9%增加到了12%，预计到2025年AI算力占比将达到25%。按照当前发展趋势，在人均算力中智能算力所占的比重将会逐年增长，人均智能算力水平的高低与国家经济社会发展将会是紧耦合的绑定关系，成为综合国力发展的重要表现。
2．智算中心建设已成为数字经济高质量发展的重要支撑当前，我国数字经济蓬勃发展，算力作为一种关键技术进步力量，将带来巨大的技术变革与赋能效应。各行业数字化转型升级进度逐步加快，全社会数据总量爆发式增长，进而激发超大规模数据资源计算、存储和应用需求的大幅提升。
因此，算力已成为挖掘数据要素价值，推动数字经济发展的重要驱动力，智算中心的战略性地位愈发凸显。《2021-2022全球计算力指数评估报告》对多个重点国家的评估结果显示，国家计算力指数与GDP的走势呈现出了显著的正相关，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‰，且预计该趋势在2021-2025年间将继续保持。
其中，当一个国家的计算力指数达到40分以上时，指数每提升1点，对于GDP增长的拉动将提高到1.5倍；当计算力指数达到60分以上时，指数每提升1点，其对GDP的拉动将进一步提升至3.0倍。随着各国智能算力规模的高速增长，智能算力将成为影响计算力指数的决定性因素。
《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》数据显示，2022年，中国人工智能在互联网、金融、政府、电信和制造等各个行业应用渗透度较2021年明显提升，其中电信行业的人工智能渗透度从2021年的45增长到51，制造行业的人工智能渗透度从40增长到45。在未来，人工智能技术将更加深入地应用到行业场景中，智能算力将进一步带动产业发展，成为拉动GDP增长的关键力量。

随着新一代信息技术的高速发展，智算中心已成为体系化和复杂性程度极高的聚集地，具有典型的技术密集型特征。尤其是高新技术的研发过程中，高度复杂的计算场景需要更多高性能算力支撑。
在“东数西算”工程全面启动的背景下，协同推进智算中心建设，加快东西算力资源的协调调度，通过智算中心提供普惠算力，将有利于聚合人工智能产业链的要素资源和创新人才，推动AI产业化，打造科技创新的区域增长极和周边辐射带。通过智算中心的系统优化布局，实现全国算力、网络、数据、能源等协同联动，推动产业AI化，促进信息、装备、能源等行业突破核心关键技术瓶颈，抢占技术创新制高点，实现产品快速迭代和规模化应用，提升科技创新领域的影响力与竞争力。
3．智算中心已成为构建智慧城市的必然选择
泛在的算力是承载智慧城市建设的基石。智算中心作为公共算力基础设施，面向政府、行业、企业、公众等多用户群体，提供人工智能应用所需的算力服务、数据服务和算法服务。
在算力、数据和算法服务的共性支撑下，政府部门有效提升数据汇聚共享和开放应用能力，与各类社会主体深度分析挖掘城市治理、政务服务、民生事业等领域应用需求，打造各种人工智能应用场景，广泛服务于城市数字化转型的方方面面，如社会治理、智慧安防、智能出行、移动支付、智慧工厂、智慧农业等，充分支撑政府治理体系和治理能力现代化建设，发挥新型基础设施的社会价值。