我國對算力的需求空間廣闊，算力規(guī)模正呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。

近日，中國工程院院士高文在第21屆《財經(jīng)》年會上表示，算力網(wǎng)是算力發(fā)展的必然趨勢，就像從電力跨越到電力網(wǎng)一樣是必然的歷史階段。

10月初，工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)信辦、教育部等六部門印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》，并提出到2025年，算力規(guī)模超過300EFLOPS（EFLOPS是指每秒百億億次浮點運算次數(shù)），智能算力占比達到35%，東西部算力平衡協(xié)調(diào)發(fā)展。


為什么要大力發(fā)展算力

算力是指計算機系統(tǒng)能夠完成的計算任務(wù)量，通常用來描述計算機的處理能力。

算力是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要底座。隨著AI與數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，算力規(guī)模不斷擴大，需求持續(xù)攀升。

AI浪潮來襲，通用大模型的訓練、行業(yè)大模型的訓練、基于通用大模型的行業(yè)應(yīng)用以及推理皆需要大量智能算力提供支持。AI芯片、AI服務(wù)器以及云計算算力需求將持續(xù)提升。

回顧歷史，人類社會目前經(jīng)歷了三次重大的產(chǎn)業(yè)變革：蒸汽時代、電氣時代、信息時代，其分別對應(yīng)了18世紀60年代末期英國人詹姆斯·瓦特制造的第一代具有實用價值的蒸汽機、美國在19世紀60年代實現(xiàn)了電力的廣泛應(yīng)用以及電燈被發(fā)明、1946年美國制造出人類第一臺二進制計算機。每一次的產(chǎn)業(yè)革命都具有幾個共通點，首先均有標志性的產(chǎn)品面世，其次持續(xù)時間較長以及對于世界發(fā)展影響深遠。

如今，人類社會或已處在人工智能時代的臨門一腳。2022年11月，ChatGPT的發(fā)布讓世界看到了無限的可能性，這僅僅只是“智能革命”的起點，未來或?qū)⒊尸F(xiàn)出各行業(yè)各接納人工智能，人工智能助推世界發(fā)展的景象。

事實上，作為數(shù)字經(jīng)濟時代新的生產(chǎn)力，算力不僅為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供支撐，還能催生新的經(jīng)濟增長點。算力融入傳統(tǒng)制造業(yè)，參與生產(chǎn)過程，可為企業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有力支撐。

據(jù)IDC和浪潮信息聯(lián)合發(fā)布的《2022-2023中國人工智能計算力發(fā)展評估報告》，預(yù)計到2023年年底，中國將有50%的制造業(yè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)采用人工智能技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)體驗提升。在未來，隨著AI技術(shù)對傳統(tǒng)行業(yè)賦能作用日益凸顯，催生出更大智算需求成為必然。

算力資源是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要底座。未來，應(yīng)用更廣泛、更智慧的算力，必將在各類數(shù)字化要素的協(xié)同中實現(xiàn)更大價值。


上市公司紛紛開啟算力規(guī)劃

算力是指計算機或其他計算設(shè)備在一定時間內(nèi)可以處理的數(shù)據(jù)量或完成的計算任務(wù)的數(shù)量。算力通常被用來描述計算機或其他計算設(shè)備的性能，它的衡量方式有計算速度、計算能耗、計算精度等。

工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2023年6月底，全國在用數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模超過760萬標準機架，算力總規(guī)模達到197百億億次/秒（即197EFLOPS=197*1000P，1P=每秒1000萬億次計算速度），算力總規(guī)模近5年年均增速近30%，存力總規(guī)模超過1080EB（1EB=1024*1024PB）。

作為全球第二大經(jīng)濟體，我國對算力的需求空間廣闊，算力規(guī)模正呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，智能算力規(guī)模增速遠高于通用算力規(guī)模的增速。據(jù)IDC測算，我國智能算力規(guī)模預(yù)計到2026年將達到1271.4EFLOPS，2021-2026年期間年復(fù)合增長率達52.3%；而通用算力規(guī)模方面，預(yù)計2026年將達到111.3EFLOPS，2021-2026年期間年復(fù)合增長率為18.5%。

巨大需求推動之下，國內(nèi)企業(yè)紛紛開啟算力規(guī)劃。證券時報·數(shù)據(jù)寶根據(jù)公告或互動平臺信息不完全統(tǒng)計，恒潤股份、中貝通信、利通電子等21家上市公司對其現(xiàn)階段及遠期的算力進行規(guī)劃。

具體來看，中貝通信官網(wǎng)新聞表示，年內(nèi)實現(xiàn)算力服務(wù)10000P；錦雞股份規(guī)劃的10000P算力項目尚在建設(shè)初期，當前正在推動一期2000P算力項目建設(shè)；世紀華通遠期規(guī)劃算力1400P；弘信電子預(yù)計2年內(nèi)達到10000P；匯納科技與并濟科技等共同出資設(shè)立四川匯算智算科技有限公司，四川匯算智算初期規(guī)劃算力規(guī)模約4500P。

優(yōu)刻得-W在互動平臺回復(fù)稱，公司目前管理的AI算力規(guī)模約為3000P+；預(yù)計新增AI算力規(guī)模約為1000P+。

統(tǒng)計顯示，上述21家公司研發(fā)費用率（研發(fā)費用/營業(yè)收入）普遍較高，且多數(shù)呈上升趨勢，2023年前三季研發(fā)費用率同比增加的公司有14家，包括亞康股份、恒潤股份、眾合科技等。其中匯納科技、優(yōu)刻得-W研發(fā)費用率均超過10%，前者高達22.18%，較上一年同期增加4.9個百分點。


國產(chǎn)GPU發(fā)展窗口期已至，生態(tài)構(gòu)筑核心優(yōu)勢

AI發(fā)展帶動算力硬件需求，我們認為未來三年可能是國產(chǎn)GPU發(fā)展關(guān)鍵窗口期。目前國產(chǎn)算力硬件理論性能可接近國際主流，但軟件生態(tài)是限制理論性能和開發(fā)者使用的重要因素。

CUDA是GPU生態(tài)的先驅(qū)，實現(xiàn)了GPU從圖形硬件向算力硬件的轉(zhuǎn)變。2006年CUDA推出后，開發(fā)者無需再通過圖形API來調(diào)用GPU，而是可以直接操控GPU。CUDA在長期發(fā)展中逐步滲透了HPC與AI生態(tài)，2023年已經(jīng)迭代到第12代API，具備了巨量軟件組件，塑造了用戶習慣，如今要將其取代需要巨量的時間和資源投入。以CUDA為模板，我們可以發(fā)現(xiàn)，其他算力芯片的生態(tài)要接近CUDA的地位，應(yīng)當盡可能在（并行計算相關(guān)）軟件庫覆蓋率以及AI框架支持度方面進行投入。

CUDA為用戶提供便利的同時，也帶來了代價，一是需要承受英偉達硬件不低的成本，二是閉源的CUDA導致部分使用者面臨供應(yīng)不確定性。因此需要CUDA的低成本替代方案，目前AMD推出的ROCm軟件平臺未來有望替代CUDA。

ROCm作為后發(fā)者，采用開源方式，聚集開發(fā)者力量是合理選擇。目前ROCm生態(tài)中，除專為AMD硬件優(yōu)化的AOCC編譯器外，均為開源組件。我們認為未來ROCm與CUDA可能類似Python和MATLAB的發(fā)展路線，ROCm可能在部分大型統(tǒng)一生態(tài)領(lǐng)域獲得認可，而CUDA在大量細分場景的優(yōu)勢有望持續(xù)。

對AI芯片而言，通用并行運算庫未必都能支持，對于AI框架的完善支持相對較為關(guān)鍵。其主要工作包括算子庫與輔助軟件庫的適配，我們認為對于大型公司其適配耗時大致需3-5年。華為昇騰在國內(nèi)AI框架適配進度較為領(lǐng)先，率先實現(xiàn)Pytorch NPU原生支持。我們認為較高的適配時間需求可能導致先發(fā)優(yōu)勢持續(xù)。