2023年中國(guó)智算中心技術(shù)架構(gòu)分析 AI芯片、AI服務(wù)器、AI集群以及AI大模型為關(guān)鍵技術(shù)【組圖】

智算中心行業(yè)主要上市公司：浪潮信息(000977.SZ);中科曙光(603019.SH);商湯-W(00020.HK);光環(huán)新網(wǎng)(300383.SZ);科華數(shù)據(jù)(002335.SZ);奧飛數(shù)據(jù)(300738.SZ)等

本文核心指標(biāo)：中國(guó)AI服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模;生成式AI訓(xùn)練大模型匯總

智算中心采用領(lǐng)先的人工智能計(jì)算架構(gòu)

《智能計(jì)算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》指出，智算中心的發(fā)展基于最新人工智能理論和領(lǐng)先的人工智能計(jì)算架構(gòu)，算力技術(shù)與算法模型是其中的關(guān)鍵核心技術(shù)，算力技術(shù)以AI芯片、AI服務(wù)器、AI集群為載體，而當(dāng)前的算法模型發(fā)展趨勢(shì)以AI大模型為代表。在此基礎(chǔ)上，通過智算中心操作系統(tǒng)作為智算中心的“神經(jīng)中樞”對(duì)算力資源池進(jìn)行高效管理和智能調(diào)度，使智算中心更好地對(duì)外提供算力、數(shù)據(jù)和算法等服務(wù)，支撐各類智慧應(yīng)用場(chǎng)景落地。而軟件生態(tài)則是智算中心“好用、用好”的關(guān)鍵支撐。

AI芯片是智能計(jì)算的主流模式

基于AI芯片的加速計(jì)算是當(dāng)前智能計(jì)算的主流模式。AI芯片通過和AI算法的協(xié)同設(shè)計(jì)來滿足AI計(jì)算對(duì)算力的超高需求。當(dāng)前主流的AI加速計(jì)算主要是采用CPU系統(tǒng)搭載GPU、FPGA、ASIC等異構(gòu)加速芯片。

近年來，國(guó)產(chǎn)AI加速芯片廠商持續(xù)發(fā)力，在該領(lǐng)域取得了快速進(jìn)展，相關(guān)產(chǎn)品陸續(xù)發(fā)布，覆蓋了AI推理和AI訓(xùn)練需求，其中既有基于通用GPU架構(gòu)的芯片，也有基于ASIC架構(gòu)的芯片，另外也出現(xiàn)了類腦架構(gòu)芯片，總體上呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)。

AI服務(wù)器是智算中心建設(shè)中最關(guān)鍵的設(shè)備

根據(jù)《智能計(jì)算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》，AI服務(wù)器是智算中心建設(shè)中投入比重最大、最為關(guān)鍵的設(shè)備。AI服務(wù)器是智算中心的算力機(jī)組。當(dāng)前AI服務(wù)器主要采用CPU+AI加速芯片的異構(gòu)架構(gòu)，通過集成多顆AI加速芯片實(shí)現(xiàn)超高計(jì)算性能。目前業(yè)界以NVLink和OAM兩種高速互聯(lián)架構(gòu)為主，其中NVLink是NVIDIA開發(fā)并推出的一種私有通信協(xié)議，其采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、串列傳輸，可以達(dá)到數(shù)百GB/s的P2P互聯(lián)帶寬，極大地提升了模型并行訓(xùn)練的效率和性能。

根據(jù)IDC發(fā)布的《中國(guó)半年度加速計(jì)算市場(chǎng)(2022下半年)跟蹤》報(bào)告，2022年中國(guó)AI服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到67億美元，同比增長(zhǎng)24%。其中GPU服務(wù)器依然是主導(dǎo)地位，占據(jù)89%的市場(chǎng)份額，達(dá)到60億美元。同時(shí)NPU、ASIC和FPGA等非GPU加速服務(wù)器以同比12%的增速占有了11%的市場(chǎng)份額，達(dá)到7億美元。

AI集群能夠滿足智算中心的大規(guī)模算力需求

大模型參數(shù)量和訓(xùn)練數(shù)據(jù)復(fù)雜性快速增長(zhǎng)，對(duì)智算系統(tǒng)提出大規(guī)模算力擴(kuò)展需求。通過充分考慮大模型分布式訓(xùn)練對(duì)于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的需求特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)構(gòu)建高性能可擴(kuò)展、高速互聯(lián)、存算平衡的AI集群來滿足尖端的智能計(jì)算需求。

2023年7月，華為宣布昇騰AI集群全面升級(jí)，推出首個(gè)萬卡AI集群，擁有更快的訓(xùn)練速度和30天以上的穩(wěn)定訓(xùn)練周期，十倍領(lǐng)先業(yè)界。目前，昇騰AI集群已支撐全國(guó)25個(gè)城市的人工智能計(jì)算中心建設(shè)，其中7個(gè)城市公共算力平臺(tái)入選首批國(guó)家“新一代人工智能公共算力開放創(chuàng)新平臺(tái)”。

AI大模型是一種新的智能計(jì)算范式

超大規(guī)模智能模型，簡(jiǎn)稱大模型，是近年興起的一種新的人工智能計(jì)算范式。和傳統(tǒng)AI模型相比，大模型的訓(xùn)練使用了更多的數(shù)據(jù)，具有更好的泛化性，可以應(yīng)用到更廣泛的下游任務(wù)中。按照應(yīng)用場(chǎng)景劃分，AI大模型主要包括語(yǔ)言大模型、視覺大模型和多模態(tài)大模型等。業(yè)界典型的自然語(yǔ)言大模型有GPT-3、源、悟道和文心等。視覺大模型也已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、智能安防、醫(yī)學(xué)影像等領(lǐng)域?；诙嗄B(tài)大模型的以文生圖技術(shù)也迅速發(fā)展，AI內(nèi)容生成(AI Generated Content，AIGC)已成為下一個(gè)AI發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)智算中心行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專精特新小巨人申報(bào)、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請(qǐng)注明資料來源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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