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数字经济时代,产业发展到底需要什么样的算力生产力?

2024-12-27

在当今数字经济时代,算力宛如一位隐匿于幕后的超级英雄,深刻地改变着我们的生活与产业发展格局。从 ChatGPT 每日高达 10 亿次的访问量,到特斯拉在全球道路上驰骋的 700 万辆汽车,从百度文心一言累计超 35 亿次的调用量,再到阿里通义千问实现的 1000 万字长文本创作,以及全球首例远程单臂单孔机器人手术的成功完成,这些令人瞩目的成就背后,算力都在默默地发挥着至关重要的作用。
算力,简单来说就是计算能力,它是数字时代的核心驱动力之一。随着人工智能、大数据等前沿技术的迅猛发展,对算力的需求呈现出爆炸式增长。在人工智能领域,模型训练对算力的要求极高,例如 OpenAI 的大模型训练,其算力需求在过去数年中呈指数级攀升,从 2012 年至今,增长已超过 30 万倍。在大数据分析方面,海量数据的处理和挖掘也离不开强大的算力支持,企业需要借助算力对数据进行快速准确的分析,从而获取有价值的信息,为决策提供有力依据。

作为数字经济的新质生产力,算力为何至关重要?
(一)从科技变革看算力
算力的发展深刻地改变了科研的范式,使得科研从传统的理论推导和实验验证,逐渐转向基于大数据分析和模拟计算的新范式。在天文学领域,科学家们通过强大的算力对星系演化、黑洞形成等复杂现象进行模拟计算,能够在短时间内处理海量的观测数据,从而更快速、准确地验证理论模型,大大缩短了科研周期,降低了科研的风险和不确定性。
以人工智能领域为例,OpenAI 的 GPT 系列模型训练需要耗费大量的算力资源。GPT-3 模型的训练参数高达 1750 亿个,每次训练所需要的算力相当于数千台高端服务器连续运行数月之久。正是这样强大的算力支持,使得模型能够对海量的文本数据进行学习和分析,从而具备强大的语言生成和理解能力,为自然语言处理领域带来了革命性的突破,推动了智能客服、智能写作、语言翻译等众多应用的快速发展,也使得人工智能从实验室走向了实际应用场景,成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
(二)从产业升级说算力
传统产业如制造业、农业、零售业等,在算力的赋能下正经历着深刻的变革和升级。制造业中,通过引入工业互联网和智能制造技术,实现了生产设备的互联互通和生产过程的数字化控制。例如,富士康利用算力对生产线上的设备运行数据进行实时采集和分析,能够及时发现设备故障隐患,优化生产流程,提高生产效率和产品质量,实现了从传统的大规模生产向个性化定制生产的转变,降低了生产成本,增强了市场竞争力。
在农业领域,电商平台的出现为农产品的销售开辟了新的渠道,而这背后离不开算力的支持。拼多多通过其强大的平台算力,对农产品的供需数据进行精准分析和匹配,将分散的农户与广大的消费者连接起来,实现了农产品的精准销售,减少了中间环节的损耗,增加了农民的收入,同时也让消费者能够购买到更加新鲜、实惠的农产品。据统计,拼多多平台上的农产品销售额在过去几年中实现了高速增长,众多贫困地区的农产品通过该平台走向了全国市场,有力地推动了农业产业的发展和乡村振兴战略的实施。
医疗行业也在算力的推动下发生着巨大的变革。以远程医疗手术为例,5G 网络与云计算算力的结合,使得医生能够远程操控手术机器人进行高精度的手术操作。在一些复杂的心脏手术中,手术机器人在算力的支持下,能够对患者的心脏影像数据进行实时处理和分析,精确地执行手术动作,大大提高了手术的精准度和成功率,降低了手术风险,同时也打破了地域限制,让患者能够享受到更优质的医疗资源。
(三)从经济增长论算力
算力已经成为经济增长的重要驱动力之一。根据中国信息通信研究院的测算,每投入 1 元的算力,能够带动 3 - 4 元的 GDP 增长。这是因为算力的提升不仅直接促进了数字产业的发展,如云计算、大数据、人工智能等新兴产业的崛起,还通过赋能传统产业,提高了整个经济体系的生产效率和创新能力,从而带动了相关产业链的协同发展,创造了更多的经济价值。
从全球范围来看,算力领先的国家在经济发展上也具有明显的优势。美国作为全球算力强国,其在科技研发、高端制造、金融服务等领域的领先地位与其强大的算力基础设施密切相关。例如,美国的科技巨头企业如谷歌、微软等,在全球范围内拥有大量的数据中心,投入巨额资金用于算力的提升,从而在人工智能、云计算服务等领域占据了领先地位,推动了美国数字经济的快速发展,也为其整体经济增长提供了强劲动力。在中国,随着 “东数西算” 工程的推进,全国一体化算力网络的建设不断完善,算力产业规模持续扩大,为经济的高质量发展提供了有力支撑。东部地区的互联网企业和金融机构能够借助西部的算力资源,降低运营成本,提升业务处理能力和创新速度;西部地区则通过承接算力相关产业,带动了当地的就业和经济发展,实现了区域协调发展和共同繁荣。

产业发展需要何种算力生产力?
(一)不同产业的算力 “画像”

  1. 高新技术产业
    在航空航天领域,航天器的设计与模拟、飞行轨迹的精确计算、卫星遥感数据的处理等,都需要极高的算力支持。以嫦娥探月工程为例,其探测器的轨道设计需要对复杂的天体力学模型进行高精度的数值模拟,涉及到海量的数据运算,只有具备强大算力的超级计算机才能完成。在芯片研发过程中,从芯片的架构设计、电路布局到性能仿真,每一个环节都需要对庞大的数据进行快速准确的处理和分析。如华为海思在研发高端芯片时,需要利用先进的计算设备对芯片的各项性能指标进行反复模拟和优化,这对算力的要求极高,不仅需要高浮点运算能力,还需要具备高效的并行计算能力,以缩短研发周期,提高芯片的性能和质量。
  2. 互联网与数字内容产业
    互联网与数字内容产业,如视频平台、社交平台等,每天都会产生海量的数据,包括用户上传的视频、图片、文字信息,以及用户之间的互动数据等。这些数据的存储、处理和分析都需要强大的算力支持。例如,腾讯视频每天需要处理数以亿计的视频播放请求,同时要对用户的观看行为数据进行实时分析,以便为用户提供个性化的推荐服务。这就要求其数据中心具备大规模的数据存储能力和高速的数据处理能力,能够快速响应用户的请求,确保视频播放的流畅性和推荐内容的准确性。在社交平台方面,微博每天需要处理数十亿条的用户动态和互动信息,通过强大的算力对这些数据进行筛选、分类和分析,从而实现精准的广告投放和热点话题的挖掘,提升平台的商业价值和用户体验。
  3. 传统制造业
    传统制造业在数字化转型过程中,对算力的需求也日益增长。在生产环节,通过引入工业互联网和智能制造技术,利用传感器采集生产设备的运行数据,如温度、压力、振动等,然后通过算力对这些数据进行实时分析,实现对生产过程的精准控制和优化,提高生产效率和产品质量。例如,富士康在其部分生产线上部署了智能传感器和数据分析系统,通过算力对生产数据的实时分析,能够及时发现设备故障隐患,提前进行维护,减少设备停机时间,同时优化生产流程,降低生产成本。在供应链管理方面,制造业企业需要对原材料采购、库存管理、物流配送等环节的数据进行整合和分析,以实现供应链的优化和协同。如海尔集团利用大数据和算力技术,对其全球供应链的数据进行实时监控和分析,实现了原材料的精准采购和库存的优化管理,提高了供应链的响应速度和灵活性,降低了库存成本和物流成本。
    (二)理想算力生产力的特质
  4. 超强的计算性能
    对于一些对计算速度和精度要求极高的行业,如金融领域的高频交易、科研领域的复杂科学计算、自动驾驶领域的实时决策等,超强的计算性能是至关重要的。在金融高频交易中,交易决策往往需要在毫秒甚至微秒级的时间内完成,这就要求算力系统具备极高的运算速度和低延迟特性。例如,一些量化投资公司为了在市场中获取微小的价格波动利润,采用了高性能的计算设备和低延迟的网络连接,能够在极短的时间内对市场数据进行分析和交易决策,从而实现高频交易的盈利。在自动驾驶领域,车辆需要根据传感器实时采集的路况信息进行快速决策,以确保行驶的安全和顺畅。特斯拉的自动驾驶系统依靠强大的车载计算芯片和云端算力支持,能够在瞬间对大量的图像、雷达等数据进行处理和分析,做出准确的驾驶决策,如加速、减速、转向等,对算力的计算性能和响应速度提出了极高的要求。
  5. 灵活的适配能力
    不同的产业和企业具有多样化的业务场景和应用需求,因此理想的算力生产力需要具备灵活的适配能力,能够根据不同的需求进行动态调整和优化。以云游戏为例,云游戏平台需要根据不同游戏的类型、玩家数量、画面质量等因素,灵活调配算力资源。对于一些画面精美、玩家众多的大型 3D 游戏,如《原神》,需要为其分配更多的图形处理算力和网络带宽,以确保游戏的流畅运行和玩家的良好体验;而对于一些简单的休闲游戏,则可以适当减少算力资源的分配,提高资源的利用率。在远程办公场景中,企业需要根据员工的工作任务和时间分布,灵活调整云端办公软件和服务器的算力资源。在工作高峰期,如上午 9 点到下午 6 点,增加算力资源的分配,以保证员工能够顺畅地使用办公软件进行文档处理、视频会议等工作;而在非工作时间,则可以降低算力资源的占用,节省成本,实现算力资源的弹性分配和高效利用。
  6. 可靠的安全保障
    在数字经济时代,数据成为了重要的生产要素,因此算力基础设施的安全防护和数据隐私保护至关重要。一旦发生数据泄露或算力系统被攻击,将会给企业和用户带来严重的损失。例如,在医疗行业,患者的病历、诊断数据等都属于敏感信息,如果这些数据在算力系统中存储和传输过程中被泄露,将会侵犯患者的隐私,给患者带来潜在的风险,同时也会损害医疗机构的声誉。在金融领域,银行的客户账户信息、交易记录等数据的安全性更是关系到客户的资金安全和金融市场的稳定。因此,算力系统需要采取一系列的安全措施,如数据加密技术,对数据在存储和传输过程中进行加密处理,防止数据被窃取;备份与恢复机制,定期对数据进行备份,并建立完善的恢复流程,以应对数据丢失或损坏的情况;访问控制策略,严格限制对算力系统和数据的访问权限,只有经过授权的人员才能进行操作,确保算力系统的安全性和稳定性,为产业的发展提供可靠的保障。

如何打造适配产业发展的算力生产力?
(一)强化基础设施建设
“东数西算” 工程作为我国优化算力资源配置的关键举措,对于产业发展意义重大。通过在西部建设数据中心,充分利用当地丰富的能源和土地资源,承接东部地区的算力需求,实现了资源的优化配置和高效利用。例如,宁夏中卫凭借其优越的自然条件和政策支持,吸引了众多大型数据中心项目落地,为京津冀地区的企业提供了强大的算力支持。
各地应依据自身产业布局,合理规划算力中心的建设,形成多层次、多样化的算力基础设施体系。在高新技术产业园区,可重点建设超级计算中心和智能计算中心,满足企业在研发、设计、仿真等方面的高精度算力需求;而在一些传统产业聚集区,则可建设通用型数据中心,为企业的数字化转型提供基础算力支撑。同时,要加强算力中心与周边产业的协同发展,促进算力资源的整合和共享,提升整体产业的竞争力。
(二)推动技术创新突破
企业和科研机构应加大在算力技术研发方面的投入,聚焦芯片、算法、架构等关键领域,实现核心技术的自主可控。例如,华为海思在芯片领域的持续投入和创新,推出了一系列高性能的计算芯片,为我国的算力提升提供了有力的硬件支持;百度在算法方面的研究成果,如深度学习算法的优化,显著提升了人工智能应用的性能和效率。
鼓励创新产学研合作模式,建立联合研发中心、产业技术创新联盟等合作平台,促进技术成果的转化和应用。高校和科研机构可以发挥其在基础研究方面的优势,为企业提供前沿的技术理论和创新思路;企业则可以将这些理论成果转化为实际的产品和解决方案,推动产业的发展。通过产学研的紧密合作,形成技术创新的合力,加速算力技术的迭代升级。
(三)构建产业生态体系
加强产业链上下游企业之间的协同合作,形成完整的算力产业生态。从芯片制造、服务器生产、数据中心运营到算力应用开发,各个环节应紧密配合,共同推动产业的发展。例如,英伟达作为全球领先的 GPU 制造商,与众多服务器厂商、数据中心运营商以及人工智能企业合作,构建了一个完整的人工智能算力生态系统,为全球的人工智能发展提供了强大的支持。
积极推动开源社区、产业联盟等组织的发展,促进算力技术的共享和普及。开源社区可以汇聚全球开发者的智慧和力量,加速技术的创新和传播;产业联盟则可以整合行业资源,制定行业标准,推动产业的规范化和健康发展。例如,Linux 开源社区为服务器操作系统的发展做出了重要贡献,使得全球的服务器厂商能够基于开源技术进行创新和优化,降低了技术门槛和成本,促进了服务器产业的繁荣。

总之,在数字经济时代,算力作为一种关键的生产力,正深刻地改变着产业的发展模式和人们的生活方式。我们应充分认识到算力的重要性,积极推动算力基础设施建设、技术创新和产业生态发展,以适应不断变化的市场需求和技术发展趋势,把握数字经济时代带来的巨大机遇,共同开创更加美好的未来。

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