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2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告-32页.pdf

发布时间：2023-01-07 发布人：admin 分类：养殖 资料大小：2.85M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    2022-2023 中国人工智能计算力 发展评估报告
    目录 核心观点 第一章 人工智能发展概况 1.1 放眼全球：各国持续加大布局，拓展人工智能创新应用 1.2 聚焦中国：人工智能算力需求稳增，持续夯实算力底座 第二章 人工智能算力及应用 2.1 芯片：需求日益增长，发展空间广阔 2.2 服务器：中国市场领跑全球，绿色节能引领未来 2.3 计算架构：以系统创新为基础，支持多元算力发展 2.4 云服务：市场规模稳步提升，算力设施提供强力支撑 2.5 算法模型：加速大模型行业落地，助力实体经济发展 2.6 生态：推进产业化布局，发挥平台价值 2.7 应用：场景化落地纵深发展，加速智算力向创新力转化 第三章 中国人工智能计算力发展评估 3.1 行业排名 3.2 地域排名 第四章 行动建议 4.1 对行业用户的建议 4.2 对技术提供商的建议 4.3 对产业发展的建议 01 03 04 05 08 09 10 11 12 12 13 14 17 18 22 26 27 27 27
    核心观点 01
    1* 算力是数字经济时代的核心生产力，智算力则是数字化创新 的源动力。人工智能已在国家经济建设、科技实力提升、推 动生产力发展等方面呈现出举足轻重的作用。人工智能算力 正在为国家创造力的发展带来实质性推进，为企业带来切实 的创新成效，加速驱动新业态的形成。 2* 我国进一步明确了人工智能对于提升国家核心竞争力的重要 支撑作用，随着新基建、数字经济等持续利好政策的推动， 中国人工智能市场将保持平稳增长。IDC预测，2022年中国人 工智能市场相关支出将达到130.3亿美元，有望在2026年达到 266.9亿美元，2022至2026年年复合增长率达19.6%。 3* 中国算力规模，尤其是智能算力规模，正在高速增长。2021年 中国智能算力规模达155.2每秒百亿亿次浮点运算（EFLOPS）， 2022年智能算力规模将达到268.0EFLOPS，预计到2026年智 能算力规模将进入每秒十万亿亿次浮点计算（ZFLOPS）级 别，达到1,271.4EFLOPS。2021年中国通用算力规模达 47.7EFLOPS，预计到2026年通用算力规模将达到111.3 EFLOPS。2021-2026年期间，预计中国智能算力规模年复合 增长率为52.3%，同期通用算力规模的年复合增长率为18.5%。 伴随人工智能算力需求的高速增长，建立健全助商惠民的数 字基础设施服务体系、推进算力基建化发展势在必行。 4* 人工智能服务器仍是人工智能市场增长的主力军。IDC数据显 示，2021年全球人工智能服务器市场的同比增速为39.1%，超 过全球整体人工智能市场增速（20.9%），是整体人工智能市 场增长的推动力。在中国，人工智能应用的加速落地很大程 度推动了中国人工智能服务器市场的高速增长。2021年人工 智能服务器市场规模59.2亿美元，与2020年相比增长68.2%，预 计到2026年，中国人工智能服务器市场将达到123.4亿美元。 5* 目前，中国仍以GPU为主实现数据中心计算加速，市场占有率 近90%，但ASIC、FPGA、NPU等非GPU芯片市场也在加速发 展。近年来，在政策、资本等多重因素驱动之下，中国人工 智能芯片专利数量不断增长，产业链和应用场景不断完善扩 充，市场规模不断扩大，产业正向好发展。 6* 通过aaS服务提供AI平台和AI服务正越来越被用户接受，AI平 台和服务的快速迭代能力和丰富的场景化人工智能能力，正 在为行业的智能化发展提供有力支撑。IDC调研显示，目前排 名前三的人工智能云服务是: 搜索、人脸识别和推荐引擎，预 计未来18个月，排名前三的人工智能云服务将为：自然语言 处理、图像识别和视频识别。 7* 人工智能算法模型呈现出多样化、巨量化、专业化等显著特 征，算法基建化发展对于实现普惠人工智能具有重要作用， 绿色高效、可应用性强等成为主要诉求。市场积极探索面向 专业场景的轻量化模型以加速落地运作，并通过集中式的数 据和算力开发模式为企业提供预训练平台，提供分布式加速 计算集群解决方案，合理匹配计算任务与计算资源，提升整 体利用率和训练效率，加速实现人工智能普惠化目标。 8* 从计算架构发展来看，基于 DSA（ Domain-Specific Architec- tures）思想设计的人工智能芯片正在成为主导，推动了人工智 能芯片多元化发展。多元算力从“能用”到“好用”并且为企 业创造业务价值，离不开通用性强、绿色高效、安全可靠的计 算系统的支持。业内正在推动多元算力系统架构创新，基于计 算节点内和节点间的互联技术破局现有计算架构的瓶颈，通过 充分调动起多芯片、多板卡、多节点的系统级能力，实现各种 加速单元以及跨节点系统的高效协同，提升计算性能。 9* 2022年，人工智能在各个行业的渗透度均有提升，应用渗透 度排名前五的行业依次为：互联网、金融、政府、电信和制 造。总体来看，人工智能在各个行业的应用程度都呈现不断加深 的趋势，应用场景也越来越广泛，人工智能已经成为企业寻求新 的业务增长点、提升用户体验、保持核心竞争力的重要能力。 10* 在2022年中国人工智能城市排行榜中，北京、杭州、深圳继 续保持前三名，上海和广州分列第四、五名，天津进入前十 名。除了 TOP10 城市之外，诸如合肥、武汉、长沙等多个城 市在自身产业优势及各种因素推动下，人工智能应用取得了 较大进展，未来将会出现越来越多具有城市特点的人工智能 示范区，为产业发展树立标杆。 02 2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告
    人工智能 发展概况 03
    1.1 放眼全球：各国持续加大布局， 拓展人工智能创新应用 ■ 全球企业持续增加对人工智能的投资 伴随数字经济的持续发展，以及诸如新冠肺炎疫情等突发事 件的影响，企业积极打造敏捷反应机制，推进精益化管理， 提升组织创新能力，以期在变革中发现新的赛道甚至实现弯 道超车，实现数字时代中的自身发展。 为满足企业内部发展需求和外部市场需求，企业一直大力投 资数字化转型相关技术，特别是在人工智能领域。人工智能 支出已经成为支持企业数字化转型支出的主力之一。IDC数据 统计，全球范围内，企业在包括硬件、软件和服务在内的人 工智能（AI）市场的技术投资从2019年的612.4亿美元增长至 2021年的924.0亿美元，预计将在2022年（同比）增长 26.6% 至1,170.0亿美元，并有望到2025年突破2,000亿美元，增幅高 于企业数字化转型（DX）支出整体增幅。 图1 全球人工智能支出、数字化转型支出及GDP增长趋势预测，2020-2024 35.0% 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% -5.0% 16.9% 10.6% -3.3% 2020 29.0% 26.6% 27.9% 26.3% 16.9% 17.6% 17.0% 16.2% 5.7% 2.9% 3.0% 3.0% 2021 2022 2023 2024 ■ AI支出增幅 ■ DX支出增幅 ■ GDP增幅 来源：IDC，世界银行，2022 ■ 全球各国人工智能发展特征 对于国家而言，人工智能在国家经济建设、科技实力提升、 社会生产力发展等方面表现出举足轻重的作用。世界诸多国 家，尤其是领先的大国正在竞相开发和部署人工智能技术， 以改善人民生活、工作、科研条件和方式，进而在未来智 能世界中保持科技竞争力和优势，同时对经济发展带来促 进作用。 纵观各国，人工智能发展呈现如下特征： 各国持续布局人工智能发展战略：诸如美国、英国、欧 盟、日本等全球主要经济体进一步推进人工智能战略的制 定，在国家战略领域的引导下，持续推进技术的产业化发 展：在2022财年美国研发类项目预算中，人工智能、量 子计算等领域被列为优先投资项目；英国采取全行业、大 投入策略，从基础设施建设到人工智能企业进行全方位扶 持建设，一批人工智能创业企业崭露头角，得到市场认 可；欧盟、日本等尝试结合产业优势，成为细分领域“领 头羊”，比如，德国结合工业行业积累，积极打造人工智 能工业制造品牌；日本从可持续发展、灾难预警治理等方 面入手，希望构建具有国家特色的人工智能产业。在政府 推动下，各国科技企业积极跟进，进一步提升人工智能领 域投资。这些人工智能发展战略对应用水平的提高起到了 促进作用，同时也推动了各国对人工智能的投入，根据 IDC数据，各个国家的人工智能投入在其本国GDP总量的 占比均出现不同程度提升，从2015年-2022年，美国人工 智能投入占比提高了3倍，德国提高了5倍，而中国人工智 能投入占比则提高了13倍之多。全球领先超大规模企业引 领了这一发展，微软支出数十亿美元投资AI创业公司 OpenAI构建智能计算系统；Stability AI公司在 AWS 云上部 署了4,000多个节点的集群用于人工智能训练工作负载等。 加强政策支持和引导，探索监管与创新之间的平衡：各国 越来越重视公共政策的出台，以期规范和引导人工智能的 良性发展：诸多国家和地区相继出台不同的人工智能监管 法规，例如，美国国防部2022年出台的《负责任的人工 智能策略》报告，指出政府应主动思考并提出应对策略， 解决人工智能可能带来的数据安全、道德伦理等问题；日 本政府发布的《人工智能战略2022摘要》指出产业发展 对数字化、人工智能等基础设施具有迫切需求，在发展的 前提下，政府也会配套关注人工智能安全策略；2022 年，欧洲议会决议通过《欧洲机器人技术民事法律规 则》，填补机器人和人工智能民事立法空白，加强对机器 人市场的监管和引导。各国一方面鼓励区域性的人工智能 解决方案的提出，降低在数据获取、数据偏见、隐私和道 德伦理等方面存在的潜在风险，另一方面也在思索如何在 监管、创新和人工智能商业化之间取得平衡。 发挥人工智能在社会与民生问题方面的价值：各国政府面 临的重要民生问题也有望通过人工智能技术制定更优的预 防和管理方案。在医药研发领域，人工智能模型对基因组 结构预测提供数万倍计算效率提升，同时精度并未有明显 损失，有效助力新冠疫苗研发；在公共卫生事务管理领 域，基于人脸识别的自动健康码扫描、身份证识别等服 务，为突发公共事件的治理和预防提供新的有效方案；在 04 2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告
    气象灾害预测领域，越来越多组织以神经网络为基础进行 智能化风险识别，比如，日本将“利用人工智能应对紧迫 危机”作为2022年首要人工智能战略，希望通过利用人 工智能技术，实现大规模灾害的精准预测，提升国家灾害 抗压力；在农业领域，各国也加强人工智能赋能，以美国 为例，美国国家科学基金会（NFS）联合各政府机构以及 科技巨头，共同合作新建国家人工智能研究所，以期提供 可持续发展的作物生产解决方案，对抗日益凸显的粮食 危机。 下游生态圈已经产生推动作用，IDC预计在2022年，以运营 商、基础架构供应商、互联网大厂为主的元宇宙基础设施建 设参与者会领衔发力，加快相关产品的研发、操作平台的创 新和内容的升级，除在游戏、媒体和娱乐等行业内的诸多场 景外，培训和远程办公有望成为最先落地的元宇宙商用场 景。此外，元宇宙也将在教育、金融、零售、文化旅游、智 慧城市等领域实现渗透，为人工智能的发展带来更多创新空 间。企业应提前布局底层算力支持平台，为更多元宇宙场景 的落地和运行提供算力支持。 人工智能的快速发展，极大拉动了算力的发展。如同生物大 脑是“人智”的核心，人工智能也同样非常依赖一个高质量 的“大脑”，即人工智能基础设施，包含计算、存储和网 络。面对数据攀升、算法和模型领域的突破，“大脑”需要 尽可能快速、精准地处理大量数据或执行复杂的指令，这对 人工智能计算力提出更高的需求。 当前，全球人工智能算力基础设施产业加速发展，为人工智 能技术更广泛的场景落地带来可能。释放算力的价值，对国 家整体的经济发展将起到推动作用。根据《2021-2022全球计 算力指数评估报告》的研究结果，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‰。国家计算力 指数越高，对经济的拉动作用越强。 ■ 元宇宙迎来快速发展风口期，算力基础设施重 要性凸显 2021年元宇宙（Metaverse）成为全球科技领域备受瞩目的重 要概念之一，它作为混合现实类先进解决方案可推进实现数 实融合：一方面实现虚拟数字世界对现实物理世界的映射， 另一方面也在虚拟数字世界里创造可以与现实世界交互的新体 验，进而打造共情化的卓越体验，实现高效有序的韧性运营。 在这个过程中，人工智能技术将对元宇宙的建设起到至关重 要的作用，计算机视觉、机器学习、自然语言处理等人工智 能技术为创造广阔复杂的虚拟空间、优化交互体验提供底层 支持，元宇宙的实现将营造一个全新的数字环境。在这个环 境里，诸如3D场景构建、实时渲染、高仿真交互等场景的实 现需要大规模算力支持。当下，尽管全球各大互联网巨头已 加入元宇宙战略布局，但元宇宙的发展仍处于萌芽阶段，打 造趋于终极形态的元宇宙世界需要大量数字化内容的创建和 分发、资产的数字化建设以及可落地场景的探索，这对算力 基础设施将提出更高的要求，也在计算成本等维度给企业带 来更多的挑战。 目前元宇宙对云计算、边缘计算、人工智能芯片等领域的上 1.2 聚焦中国：人工智能算力需求稳 增，持续夯实算力底座 ■ 政策驱动下，中国人工智能发展迎来黄金时期 中国始终强调科技兴国的重要性。数字经济时代，技术的力 量更为凸显。近年来，中国政府相关部门相继发布一系列政 策，更加明确了人工智能对于提升中国核心竞争力的重要支 撑作用，加上新基建、数字经济等持续利好政策的推动，中 国人工智能市场保持平稳增长。IDC预测，2022年中国人工智 能市场相关支出将达到130.3亿美元，有望在2026年达到 266.9亿美元，2022至2026年年复合增长率达19.6%。 加速技术行业落地、推进优化治理是中国人工智能相关政策 的核心目标方向： 加速技术的行业落地：《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》（简称 “十四五”纲要）指出要推动互联网、大数据、人工智能 等同各产业的深度融合。基于此，各省市纷纷布局打造示 范应用行业和场景，推进人工智能与产业融合。2022年 《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》（简称《意见》）发布，《意见》为 各地方和各主体加速人工智能行业和场景化落地提供指 引，指出制造、农业、物流、金融、商务、家居等重点行 业可深入挖掘，“促进智能经济高端高效发展，以更智能 的城市、更贴心的社会为导向，在城市管理、交通治理、 生态环保、医疗健康、教育、养老等领域持续挖掘人工智 能应用场景机会，开展智能社会场景应用示范”，并鼓励 科研机构及高等院校加大对于人工智能技术研究、开发及 应用的投入力度。 2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告 05
    推进优化治理：伴随人工智能应用逐步广泛落地，国家相 关机构通过制定一系列规范和政策，例如要求医疗人工智 能影像公司“持证上岗”，制定智能网联汽车道路测试与 示范应用，完善无人驾驶领域相关监管框架和法规等，旨 在一方面监管和把控人工智能发展过程中存在的潜在风险 和问题，另一方面基于规范化管理促进人工智能的规模 化、可持续化发展。此外，数据安全及个人隐私也成为新 一代人工智能治理的重要组成部分，基于联邦学习、隐私 计算等技术创新，法律法规约束和社会监督，旨在降低安 全隐患，避免乱用滥用，促进企业重新审视自身数据及人 工智能战略，调整和优化管理流程，以符合政策法规，促 进科技向善。 ■中国智能算力规模持续扩大，推进算力、算法 基建化发展势在必行 数据海量增加，算法模型愈加复杂，应用场景的深入和发 展，带来了对算力需求的快速提升。为定量评估算力规模的 大小，本报告基于《IDC中国加速计算服务器市场半年度跟踪 报告》及智能加速卡半精度（FP16）相当运算能力数据，测 算了中国智能算力规模。结果显示，中国智能算力规模正在 高速增长。2021年中国智能算力规模达155.2 每秒百亿亿次浮 点运算（EFLOPS），2022年智能算力规模将达到268.0 EFLOPS，预计到2026年智能算力规模将进入每秒十万亿亿次 浮点计算（ZFLOPS）级别，达到1,271.4EFLOPS。作为参考， 本报告基于《IDC中国服务器市场季度跟踪报告》及CPU双精 度（FP64）运算能力数据，测算了中国通用算力规模。2021 年中国通用算力规模达47.7EFLOPS，预计到2026年通用算力 规模将达到111.3 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%。 图2 中国智能算力规模及预测，2019-2026 百亿亿次浮点运算/秒（EFLOPS） 图3 中国通用算力规模及预测，2019-2026 百亿亿次浮点运算/秒（EFLOPS） 140 120 100 80 60 40 20 0 111.3 95.5 80.3 67.9 56.5 47.7 39.6 30.1 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 来源：IDC，2022 随着数字基础设施在政务服务、经济建设、民生保障、社会治 理等方面的支持作用加大，以及伴随人工智能算力需求的高增 长，中国政府鼓励推进数字公共服务的普惠化发展，建立健全 助商惠民的数字基础设施服务体系，推进算力基建化发展。 2022年2月，国家发展改革委会同中央网信办、工业和信息化 部、国家能源局等部门，启动实施了“东数西算”工程。“东 数西算”工程的启动以及智能计算中心的建设从国家层面实现 有效的资源结构整合，助力产业结构调整，通过算力基础设施 从点到网的升级，构建更为健全的基础设施结构。目前，国家 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地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国 家数据中心集群，协调区域平衡化发展，推进集约化、绿色节 能、安全稳定的算力基础设施的建设。2022年发布的《企业技 术创新能力提升行动方案（2022-2023年）》也提及将加速智 能计算中心的发展，以期面向企业提供低成本算力服务，推进 算力的基建化发展。 IDC调研发现，中国企业对人工智能算力基础设施平台的关注 点依次为：丰富的应用场景配置、加速性能和计算能力、规模 效应下的价格成本因素、训练的数据支持、人工智能配套政策 吸引。IDC认为，就现阶段而言，由于中国市场倾向于首先投 资硬件，中国人工智能支出中硬件占比将保持最大，未来5年 将一直保持65%左右的份额。 图4 中国人工智能支出中硬件、软件、服务占比及趋势，2021-2026 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 06 1,271.4 922.8 640.7 427.0 268.0 155.2 2021 2022 2023 2024 2025 2026 31.7 2019 75.0 2020 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2021 2022 2023 2024 2025 2026 来源：IDC，2022 ■ 硬件 ■ 软件 ■ 服务 来源：IDC，2022 2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告
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