四問四答，徹底看懂智算中心！

█?到底什么是智算中心？

智算中心，就是以人工智能計(jì)算任務(wù)為主的數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心通常包括三種類別，除了智算中心以外，另外兩種分別是以通用計(jì)算任務(wù)為主的通算中心，以及以超級計(jì)算任務(wù)為主的超算中心。

2023年以來，以ChatCPT、Sora為代表的AIGC大模型橫空出世，掀起了一股席卷全球的AI浪潮。

想要在AI浪潮中占據(jù)優(yōu)勢，就必須擁有強(qiáng)勁的AI算力支撐。智算中心，作為AI算力的核心基礎(chǔ)設(shè)施，逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，也是行業(yè)重點(diǎn)建設(shè)的對象。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國目前已經(jīng)有包括武漢、成都、長沙、南京、呼和浩特等在內(nèi)的20多個(gè)城市建設(shè)了智算中心。到2025年，國內(nèi)智算中心數(shù)量將超過50個(gè)。

這些智算中心采用專門的AI算力硬件，適合高效運(yùn)行AI算法。它們可以應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域，處理圖像識(shí)別、語音識(shí)別、文本分析、模型訓(xùn)練推理等任務(wù)。

█ 智算服務(wù)器，到底有什么不同？

智算服務(wù)器是智算中心的主要算力硬件。它和傳統(tǒng)通用服務(wù)器最大的區(qū)別，在于算力芯片的不同。

傳統(tǒng)通用服務(wù)器以CPU作為主要芯片，有的配置了GPU（圖形處理單元）卡，也有的沒配。即便配置了，也數(shù)量不多（1-2塊），以完成傳統(tǒng)圖形處理任務(wù)（3D圖形渲染等）為主。

智算服務(wù)器，為了保證的操作系統(tǒng)運(yùn)行，也配置了CPU。但是，為了更好地完成AI計(jì)算任務(wù)，所以配置了更多的GPU、NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元）、TPU（張量處理單元）等計(jì)算芯片（4塊或8塊），以這些芯片輸出的算力為主。

這種“CPU+GPU”、“CPU+NPU”的架構(gòu)，也被稱為“異構(gòu)計(jì)算”架構(gòu)，能夠充分發(fā)揮不同算力芯片在性能、成本和能耗上的優(yōu)勢。

GPU、NPU、TPU的內(nèi)核數(shù)量多，擅長并行計(jì)算。AI算法涉及到大量的簡單矩陣運(yùn)算任務(wù)，需要強(qiáng)大的并行計(jì)算能力。

在實(shí)際使用中，GPU、NPU、TPU會(huì)做成板卡的形態(tài)，插入到智算服務(wù)器的插槽中。等服務(wù)器上電啟動(dòng)后，再根據(jù)調(diào)度執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。

除了芯片不同之外，為了充分發(fā)揮性能以及保障穩(wěn)定運(yùn)行，AI服務(wù)器在架構(gòu)、存儲(chǔ)、散熱、拓?fù)涞确矫嬉策M(jìn)行了強(qiáng)化設(shè)計(jì)。

例如，智算服務(wù)器的DRAM容量通常是普通服務(wù)器的8倍，NAND容量是普通服務(wù)器的3倍。甚至它的PCB電路板層數(shù)也明顯多于傳統(tǒng)服務(wù)器。

瘋狂堆料，肯定也會(huì)帶來兩者之間的成本差異。一臺(tái)智算服務(wù)器的價(jià)格，可能會(huì)達(dá)到傳統(tǒng)通用服務(wù)器的數(shù)十倍以上。

不久前，中國移動(dòng)公示了2024年至2025年新型智算中心集采中標(biāo)結(jié)果，采購智算服務(wù)器總規(guī)模達(dá)到8054臺(tái)，中標(biāo)總金額達(dá)到了約191.04億元人民幣（不含稅）。平均下來，每臺(tái)的價(jià)格是237.2萬元。通用服務(wù)器的價(jià)格，根據(jù)品牌和配置的不同，大約在1到10萬元之間。

受算力板卡的影響，智算服務(wù)器的功耗也明顯大于通用服務(wù)器。

以英偉達(dá)GPU為例，A100單卡功耗400W，H100單卡功耗700W。配置了8張GPU的智算服務(wù)器，僅GPU的熱功耗就能達(dá)到3.2~5.6 kW。傳統(tǒng)通用服務(wù)器的話，也就0.3~0.5 kW左右。

從外型上來看，智算服務(wù)器和通用服務(wù)器并沒有很大的區(qū)別。兩者都是標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，可以放入42U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架。如果內(nèi)置了較多的AI算力板卡，智算服務(wù)器的厚度可能會(huì)稍微大一些，達(dá)到4U、5U甚至10U。

這里需要注意，根據(jù)工作任務(wù)的不同，智算服務(wù)器也會(huì)分為訓(xùn)練服務(wù)器、推理服務(wù)器或者訓(xùn)推一體服務(wù)器。這些服務(wù)器在架構(gòu)和體型上會(huì)存在一些差異。一般來說，訓(xùn)練服務(wù)器會(huì)比推理服務(wù)器更龐大一些（AI算力板卡更多）。

█ 智算中心，會(huì)取代通算中心嗎？

智算中心很火。很多人就會(huì)問，智算中心是否會(huì)取代通算中心？

答案當(dāng)然是否定的。

AI智算現(xiàn)在正處于風(fēng)口上，所以大家關(guān)注熱度高，建設(shè)的規(guī)模也會(huì)比較大。

但實(shí)際上，大家要注意，我們目前整個(gè)社會(huì)的大部分計(jì)算任務(wù)，仍然是承載在傳統(tǒng)通用數(shù)據(jù)中心上的。

我們平時(shí)聊微信、看視頻、玩游戲，以及打車、購物、訂票，都是基于傳統(tǒng)通用數(shù)據(jù)中心的算力。

除了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)以外，企業(yè)辦公和生產(chǎn)所使用的各類IT系統(tǒng)（包括OA、CRM、ERP等），銀行、保險(xiǎn)、證券等金融機(jī)構(gòu)處理客戶交易、存儲(chǔ)客戶數(shù)據(jù)、提供在線金融服務(wù)的平臺(tái)，醫(yī)院、學(xué)校等單位的數(shù)字化系統(tǒng)，以及政府的電子政務(wù)相關(guān)平臺(tái)，全部都是以通用數(shù)據(jù)中心為主。

通用數(shù)據(jù)中心廣泛服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。我們對通用數(shù)據(jù)中心的需求是長期存在的，并不會(huì)消失。

數(shù)據(jù)也可以說明問題。

雖然說AI智算發(fā)展迅速，但從機(jī)架數(shù)量規(guī)模來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如通算中心。

根據(jù)今年3月份國家數(shù)據(jù)局在青海綠色算力推介會(huì)上披露的數(shù)據(jù)，截至2023年底，全國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過810萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架（包括所有類型數(shù)據(jù)中心）。

智算中心機(jī)架數(shù)，目前沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源。我們可以推算一下。

前面提到，到2025年，國內(nèi)會(huì)有50個(gè)智算中心。以中國移動(dòng)呼和浩特超大規(guī)模單體智算中心為例，部署服務(wù)器總規(guī)模約2950臺(tái)，部署機(jī)架總規(guī)模為799架，算力板卡1.9萬張，算力規(guī)模6.7EFLOPS。即便是50個(gè)智算中心都像呼和浩特這么大，也是50×800=40000個(gè)機(jī)架。還不到2023年全國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總數(shù)的零頭。

我們也可以從算力規(guī)模來計(jì)算。根據(jù)信通院的報(bào)告，到2025年，全國的算力總規(guī)模將達(dá)到320EFLOPS。其中，智算算力占比要達(dá)到35%，也就是說，112EFLOPS。

按呼和浩特智算中心的數(shù)據(jù)，單機(jī)架平均算力是6.7÷800=0.008375EFLOPS。112EFLOPS就是112÷0.008375=13373個(gè)機(jī)架。

之所以會(huì)這樣，還是因?yàn)锳I智算服務(wù)器的算力比較強(qiáng)。雖然智算算力總體占比看上去高，但機(jī)架數(shù)量和數(shù)據(jù)中心數(shù)量占比并不會(huì)那么多，估計(jì)不會(huì)超過10%。

█ 通算中心改成智算中心，可行嗎？

如今，在“雙碳”政策的指引下，新建數(shù)據(jù)中心審批趨嚴(yán)，現(xiàn)有合規(guī)數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)稀缺。那么，是否可以把通用數(shù)據(jù)中心改為智算中心呢？

答案是肯定的。

數(shù)據(jù)中心的使命，是為服務(wù)器托管提供穩(wěn)定的制冷和供電環(huán)境。通算中心和智算中心都是數(shù)據(jù)中心，兩者的主要構(gòu)成基本上是一致的。

一般來說，服務(wù)器等IT算力設(shè)備以及交換機(jī)等通信設(shè)備，屬于客戶自有資產(chǎn)，由客戶提供。數(shù)據(jù)中心服務(wù)商，負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)維能夠保證服務(wù)器等主設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的底層基礎(chǔ)支撐設(shè)備（也叫配套設(shè)備）。

數(shù)據(jù)中心樓宇布局內(nèi)的底層基礎(chǔ)支撐設(shè)備設(shè)施，按照業(yè)界的劃分，包括風(fēng)（制冷）、火（消防）、水（防潮）、電（市電、不間斷電源、柴發(fā)）四大部分?；蛘?，也可以分為供配電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、終端配電系統(tǒng)、電源輔助系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等。

前面我們提到，智算服務(wù)器的功耗比通用服務(wù)器高。在智算中心，單機(jī)柜功率密度通常也就會(huì)高于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，智算中心的單機(jī)柜功率密度需要超過30kW，甚至達(dá)到100kW以上，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的密度一般在6kW~15kW之間。

智算中心的單機(jī)柜功率密度高，改造為智算中心，要提前對數(shù)據(jù)中心的整體供電能力進(jìn)行重新計(jì)算和設(shè)計(jì)。

如果不需要擴(kuò)容，那就簡單了。整個(gè)改造就以末端改造為主，就是撤掉傳統(tǒng)通用服務(wù)器，重新上架智算服務(wù)器以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，重新布線。

如果需要擴(kuò)容，意味著同樣的面積下，機(jī)柜產(chǎn)出更多，改造涉及到供電和制冷系統(tǒng)相關(guān)配套設(shè)備的采購和安裝，會(huì)帶來更多的工作量，也需要更長的改造周期。

擴(kuò)容和改造肯定也會(huì)帶來一些成本負(fù)擔(dān)。是否需要將傳統(tǒng)通算中心改造為智算中心，除了前面提到的限制新建等客觀因素外，就是看投入產(chǎn)出比。也就是說，改造后的智算中心，是否能帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益回報(bào)。

█ 最后的話

數(shù)據(jù)中心是重要的ICT基礎(chǔ)設(shè)施，也是整個(gè)社會(huì)的算力底座。它源源不斷地輸出算力，滿足我們數(shù)字生活的需要，也支撐了千行百業(yè)的發(fā)展。

隨著時(shí)間的推移，AI浪潮將會(huì)從狂熱回歸理性，智算中心的建設(shè)也會(huì)趨緩。如何充分利用好已有的智算資源，讓AI產(chǎn)生價(jià)值回報(bào)，將會(huì)成為更重要、更迫切的任務(wù)。

合理布局通算、智算以及超算，構(gòu)建多種算力類型協(xié)同發(fā)展的格局，將為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的騰飛奠定更牢靠的基礎(chǔ)，也會(huì)推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)加速邁入智能時(shí)代。