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從ChatGPT的技驚四座，到智能家居、自動駕駛，再到今年2月OpenAI公司正式發(fā)布顛覆性的文生視頻模型Sora，這一切的背后，算法可能并不是拉開差距的最大環(huán)節(jié)，而是真正卡脖子的算力環(huán)節(jié)。
來源：中國電信微信公眾號
在數(shù)字化浪潮席卷全球的今天，算力已經(jīng)成為推動社會進步的重要引擎，正以前所未有的速度改變著我們的生活。今天，就隨小編走進算力的世界，一起探索它的奧秘。
01 什么是算力？
算力（Computational Power，CP）是指設備根據(jù)內部狀態(tài)的改變，每秒可以處理的信息數(shù)據(jù)量，它以FLOPS作為計量單位（Floating-point Operations Per Second的縮寫），即每秒所能夠進行的浮點運算數(shù)目（每秒浮點運算量）。通常算力可以用來衡量一個計算設備或系統(tǒng)處理速度和計算能力的強弱。
簡單來說，算力就是計算能力，不論是人類文明初期的口算和心算；還是結繩記事、算盤等工具的應用；或是如今計算機服務器芯片的高速運轉，本質上都是對數(shù)據(jù)進行運算處理。從古至今，算力的載體發(fā)生了多次重大的變化，每次變化都對計算能力帶來了跨越式的提升。
圖片來源：科普中國網(wǎng)站
02 算力革命
1946年，世界上第一臺數(shù)字式電子計算機ENIAC誕生，從這一刻起，人類算力正式進入了數(shù)字電子計算機時代。這臺計算機使用1.8萬個電子管，占地面積達到170平方米，重達30噸，功率高達150千瓦，可以每秒完成5000次加法或400次乘法，約為手工計算的20萬倍。
程序員操作ENIAC主控制面板（來源：ARL Technical Library 館藏）
此后，隨著半導體技術的出現(xiàn)和發(fā)展，芯片成為了算力的主要載體，人類進入了“芯片時代”。1967年，大規(guī)模集成電路（LSI）的出現(xiàn)標志著“芯片時代”的到來。1971年，英特爾公司開發(fā)出了世界上第一個商用處理器——Intel 4004，它的出現(xiàn)同樣標志著微處理器時代的開始。
20世紀90年代，處理器、內存等硬件技術全面升級，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應用軟件大量涌現(xiàn)，計算機能力變得越來越強大。而隨著云計算、邊緣計算、人工智能等新型算力的出現(xiàn)，算力呈指數(shù)級增長，應用場景更廣泛，人類算力規(guī)模有了新的飛躍。
算力的指數(shù)級增長（來源：中國電信公眾號）
03 算力“三兄弟”
作為數(shù)字世界的核心驅動力，算力有多種分類方式。根據(jù)使用設備和提供算力的強度，可以把其分為通算、智算和超算。
1. 通算：通用計算能力
通算，即通用計算能力，是指由使用CPU芯片的服務器所提供的計算能力，是目前的算力主力。通過通用處理器（CPU）或者圖形處理器（GPU），通算型計算機就可以滿足我們日常生活中的大部分基礎計算需求，如網(wǎng)頁瀏覽、文件處理、移動計算以及物聯(lián)網(wǎng)等應用。此外，云計算、邊緣計算等也都是基礎算力的具體體現(xiàn)，它為數(shù)字世界的運行提供了穩(wěn)定的基礎，是各類應用得以順利運行的前提。
2. 智算：智能計算能力
智算，即智能計算能力，指由GPU、FPGA、ASIC等AI芯片的加速計算平臺提供的算力。它采用大量的流處理器和并行計算單元，可以同時執(zhí)行多個線程或計算任務，以加快圖形和圖像數(shù)據(jù)的處理速度。智算在人工智能的訓練和推理計算中發(fā)揮著關鍵作用，如語音、圖像和視頻的處理等，不僅推動了人工智能技術，也為各行各業(yè)帶來了前所未有的變革。
3. 超算：超級計算能力
超算，即超級計算能力，是指由超級計算機等高性能計算集群所提供的算力。超級算力在尖端科學領域發(fā)揮著重要作用，如行星模擬、基因分析、藥物分子設計等。它以處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的卓越計算能力，為科研工作者提供了強大支持，推動了科學研究的深入發(fā)展。
隨著技術發(fā)展，算力向通算、智算、超算一體化演進，未來計算系統(tǒng)將更加綜合和高效，能夠同時滿足各種類型的計算需求。
04 中國超算的發(fā)展之路
超級算力，主要通過超級計算機來實現(xiàn)，是當前綜合國力的重要體現(xiàn)之一。改革開放之初，鄧小平即提出“中國要搞四個現(xiàn)代化，不能沒有巨型機”，中國超級計算機事業(yè)由此啟動。
我國第一臺數(shù)字電子計算機——103機（來源：中國科學報）
1975年，中國開始研制第一臺超級計算機。1983年，我國第一臺每秒運算億次級計算機“銀河一號”問世。
“銀河一號”超級計算機（來源：黨建網(wǎng)）
此后，中國超級計算機發(fā)展呈現(xiàn)出驚人的幾何級增長。2009年，我國首臺千萬億次超級計算機系統(tǒng)——“天河一號”由國防科學技術大學研制成功。它采用6144個CPU和5120個GPU的強大計算能力，將運算速度推至千萬億次級別。它的成功研制，使中國成為繼美國之后全球第二個成功研制出千萬億次超級計算機系統(tǒng)的國家。
“天河一號”千萬億次超級計算機系統(tǒng)（圖片來源：中國科學技術部官網(wǎng)）
2013年，超級計算機“天河二號”問世，并多次奪得世界超級計算機排行榜TOP500的冠軍，這也標志著中國已成為全球超算領域的領導者之一。
“天河二號”超級計算機（圖片來源：中國政府網(wǎng)）
2016年6月，采用國產(chǎn)芯片的“神威太湖之光”擊敗霸占榜首3年的“天河2號”，其運算速度約為“天河2號”近三倍。此后，該超級計算機連續(xù)10次蟬聯(lián)世界之冠，并獲得高性能計算應用最高獎“戈登·貝爾獎”。
2016年6月，第一臺全部采用國產(chǎn)處理器的超級計算機“神威 太湖之光”奪得世界超算冠軍（圖片來源于國家超級計算無錫中心）
40年間，從初代的“銀河”“曙光”到近10年的“天河”和“神威”，中國在超級計算機方面飛速發(fā)展，從空白走向繼美國、日本之后第三個能獨立設計和研制世界頂尖超級計算機的國家。在2021年世界超級計算機500強榜單中，中國共有186臺上榜，數(shù)量排行第一。2023年，我國最新一代超級計算機“天河星逸”問世，標志著我國在高性能計算領域取得重要突破。
05 中國電信算力發(fā)展
作為算力基礎設施和骨干傳輸網(wǎng)絡的建設者，中國電信加快云網(wǎng)融合的數(shù)字信息基礎設施布局，致力成為算力網(wǎng)絡建設的主力軍。
2023中國算力大會中國電信展臺（來源：中國電信公眾號）
2012年，中國電信宣布啟動天翼云計算戰(zhàn)略。十年“鑄云”，通過將“計算+連接”的深度融合打造了算力傳輸?shù)摹案咚俾肪W(wǎng)”。基于中國電信網(wǎng)絡優(yōu)勢和IDC資源，天翼云在全國已形成了“2+4+31+X+O”的算力布局，該布局與“東數(shù)西算”戰(zhàn)略布局高度契合，為數(shù)字經(jīng)濟打造堅實的算力底座。
作為云服務國家隊，天翼云持續(xù)推進科技創(chuàng)新，“息壤”就是代表之一，它讓算力、存力、運力完美匹配，把算力及時、快速、經(jīng)濟地傳輸給每個需要算力的人。此外，天翼云構建了包括“慧聚”在內的全棧大模型智算服務，打造智算數(shù)據(jù)中心AIDC、升級云智超一體化基礎設施平臺—“云驍”、構建國云大模型生態(tài)，形成云智一體的智算服務體系。
從最初的簡單計算，到如今的超級計算、云計算、邊緣計算等多元化形態(tài)，算力的發(fā)展不僅提升了數(shù)據(jù)處理的速度和效率，也見證了人類智慧的不斷進化。
展望未來，隨著5G、云計算、量子通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展和深度融合，算力將在更多領域展現(xiàn)出強大的應用潛力，一個全新的數(shù)字世界將向我們走來。
參考資料：
1. 《關于“算力”，這篇文章值得一看》，來源：鮮棗課堂，作者：小棗君；
2. 《中國電信中部智算中心引爆算力市場新需求》，來源：人民郵電報，作者：許國勝；
3. 《世界算力簡史》，來源：鮮棗課堂，作者：小棗君；
4. 《超級計算：探索未知的無盡之旅》來源：科學雜志1915；
5. 《中國電信加快建設算力網(wǎng)絡，助推產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型升級》，來源：通信信息報；
6. 《“算”你厲害！》，來源：中國電信天翼云；
7. 《6部門聯(lián)合發(fā)文！未來3年算力基礎設施要這樣發(fā)展》，來源：中國政府網(wǎng)。
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