看懂算力，除了數(shù)值還要看什么？ _數(shù)值

摘要:正確認識和理解算力，不僅要關(guān)注數(shù)字，還要關(guān)注精度和實際場景。

今天，數(shù)字技術(shù)開始深入生產(chǎn)生活的各個環(huán)節(jié) 。

但要推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)的高水平發(fā)展，首先要確保處理大量數(shù)據(jù)的能力。隨著數(shù)據(jù)被列入生產(chǎn)要素，計算能力成為重要的生產(chǎn)能力。IDC發(fā)表的《2020全球計算力指數(shù)評價報告》顯示，一國的計算力指數(shù)每次上升1個百分點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP分別增加3.3permil和1.8permil 。的雙曲馀弦值。

數(shù)字經(jīng)濟對算力的需求日益增大，加之新基建的東風(fēng)，作為算力基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計算中心也邁入加速發(fā)展階段。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國在用的數(shù)據(jù)中心機架超過400萬架，年均增速超30% 。

計算進”的同時，市場認知嚴重滯后。大多數(shù)人仍然不知道如何衡量與計算能力相關(guān)的概念。不同的計算能力等級有什么區(qū)別？計算能力和應(yīng)用場景如何匹配

【看懂算力，除了數(shù)值還要看什么？】1.看計算能力水平，精度比數(shù)字重要

超級計算機被稱為“國家重器”，代表國家計算能力的最高水平，也是國家科學(xué)技術(shù)能力的重要表現(xiàn) 。了解超級計算機的高峰計算能力，首先需要了解計算能力的計算機FLOPS(FLOPS) 。

FLOPS代表每秒浮點的計算次數(shù) 。具體使用時，F(xiàn)LOPS前面有TFLOPS、PFLOPS等字母常量。這個字t，p代表次數(shù)，t代表每秒1兆次，p代表每秒1千億次。

除了計算次數(shù)外，測量計算能力水平時還要看計算能力的精度。例如，1000FLOPS的AI計算中心提供的計算能力與1000FLOPS超級計算機提供的計算能力相同，但由于精度不同，實際計算能力水平也不同。

根據(jù)參與運算數(shù)據(jù)的精度，計算能力可分為雙精度計算能力(64位、FP64)、單精度計算能力(32位、FP32)、半精度計算能力(16位、FP16)和整體計算能力(INT8、INT4) 。數(shù)字位數(shù)越高，精度越高，可支持的運算越復(fù)雜，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用場景也越廣。

超級計算機常用于需要大量計算的工作，如天氣預(yù)報、計算化學(xué)、分子模型、天體物理模擬等，為高級科學(xué)領(lǐng)域提供終極計算能力服務(wù) 。由于這學(xué)領(lǐng)域的計算對數(shù)據(jù)精度要求很高，所以通常的超計算系統(tǒng)以雙精度數(shù)值計算為主。

近年來，AI在國內(nèi)迅速發(fā)展，為了滿足AI訓(xùn)練和推理的特殊需求，產(chǎn)生了AI超計算系統(tǒng) 。與傳統(tǒng)的超計算不同，AI超計算系統(tǒng)多用于語音、照片和視頻的處理，浮點計算下的低精度計算和整形計算可以滿足相應(yīng)的需求。

要確定不同精度計算能力的性能，必須通過各領(lǐng)域的專用測試程序進行測試。例如，用于測試超級計算機性能的Linpack測試專注于雙精度計算能力的智能計算機性能的Resnet-50專注于半精度計算能力。

如果將參與運算的數(shù)據(jù)比作貨物，雙精度計算能力可視為重型卡車，低精度計算能力可視為小型卡車。重型貨車也可以承擔(dān)小型貨車的任務(wù)，但是耗電過高會造成浪費。小型卡車由于自己的性能限制，不能承擔(dān)重型卡車的任務(wù) 。

同樣，超級計算機的雙精度計算能力可視為重型卡車，是“通用計算能力”，可承擔(dān)各種計算任務(wù)的單精度、低精度計算能力作為小型卡車，是“專用計算能力”，是為AI的訓(xùn)練和推理而設(shè)計的

“超級計算機設(shè)計的目標是制作更復(fù)雜的計算，所以即使只是簡單的計算，功耗也很高。“中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員張云泉以前對媒體說，AI計算擅長推理和訓(xùn)練，但多數(shù)沒有高精度數(shù)值計算能力，這也限制了AI計算以外的應(yīng)用場景的使用。

2.尋找“有效算力”

隨著數(shù)字化和千行百業(yè)的深度結(jié)合，各行各業(yè)、各企業(yè)面臨著選擇算力的問題。需要注意的是，只關(guān)注理論水平的最高計算能力沒有什么意義，落入實際的應(yīng)用場景，綜合考慮用戶的應(yīng)用、成本、計算能力的兼容性等多個因素，尋找效率高、經(jīng)濟適用的有效計算能力。

在選擇芯片和計算能力時，首先需要明確應(yīng)用場景和優(yōu)先任務(wù) 。在早期計劃階段，地方政府需要重視區(qū)域內(nèi)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，明確數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用目標。智能計算中心融合了AI技術(shù)和專用計算能力，在圖像分類、自然語言處理、循環(huán)翻譯等場合具有優(yōu)勢的超計算中心作為前沿技術(shù)領(lǐng)域的強大戰(zhàn)斗力，服務(wù)于行星模擬、分子藥物設(shè)計、基因分析等需要高精度數(shù)據(jù)處理的領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。

能力時，成本也是關(guān)注的焦點。另一方面，計算力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本極高，在前期計劃時，必須關(guān)注市場邏輯，重視經(jīng)濟可行性。粵港澳大灣區(qū)曾經(jīng)出現(xiàn)過同一地區(qū)的兩個智能計算中心，同一精度計算能力的單價相差近4倍。為避免出現(xiàn)"高價高數(shù)值，低能低性價比"的情況，引入算力中心時應(yīng)重考察算力單價，關(guān)注算力的實際效益。

此外，加強算力基礎(chǔ)設(shè)施的頂層設(shè)計和總體規(guī)劃，倡導(dǎo)開放、多元、兼容的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施，能使基礎(chǔ)設(shè)施的利用率大幅提升。基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開放性結(jié)構(gòu)，不僅可以提供多種計算能力，提高基礎(chǔ)設(shè)施的易用性和適用性，還可以支持更豐富的應(yīng)用場景，提供社會管理和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。