人工智能专题研究：智算中心——赋能AI产业化、产业AI化.pdf

西南证券研究发展中心通信研究团队2023年8月人工智能专题研究智算中心——赋能AI产业化、产业AI化124核心要点智算中心——AI时代的算力基座，GDP增长的重要抓手。智算中心以数据为资源，以强大的计算力驱动Al模型对数据进行深度加工，源源不断产生各种智慧计算服务，并通过网络以云服务的形式，向企业提供技术支撑。智算中心已成为数字经济高质量发展的重要支撑。《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》显示，2022年，中国人工智能在互联网、金融、政府、电信和制造等各个行业应用渗透度较2021年明显提升，其中电信行业的人工智能渗透度从2021年的45增长到51，制造行业的人工智能渗透度从40增长到45。在未来，人工智能技术将更加深入地应用到行业场景中，智能算力将进一步带动产业发展，成为拉动GDP增长的关键力量。全球智能算力规模高速增长，我国算力规模持续上升。根据《中国算力发展指数白皮书（2022年）》数据，2021年全球算力总规模为615EFlops，同比增长43.4%。2021年全球智能算力规模为232EFlops，同比增长116.8%，增速远超总算力增速。中国信通院预测2025年全球算力总规模将达3300Eflops，CAGR达50%。从全球算力分布来看，我国占比第二，算力保持蓬勃发展态势。美国在智能计算领域处于国际前列，算力规模全球最大，2020年我国算力规模占全球总规模的31%，2021年上升至33%，连续两年是美国以外算力规模最大的国家，且我国算力规模占比不断上升。政府、运营商、互联网企业等积极布局智算中心，产业链有望持续受益。中国移动正在规划建设亚洲最大的智算中心，现在智算的总能力如果按大口径算已经达到5.8EFLOPS。各级政府、运营商、互联网企业也纷纷开启智算中心建设计划，目前已有超过40座城市布局智算中心。在行业下游需求驱动和政策持续引领下，智算中心产业链有望整体受益，建议关注产业链上游和中游标的，如运营商、设备商及代工企业、数据中心制冷以及IDC服务商等。风险提示：AI下游应用不及预期、相关政策法规变动、市场竞争加剧等风险。2目录1智算中心推动产业AI化、AI产业化2AI政策催化密集，下游应用蓬勃发展3智算中心细分公司梳理1.1智算中心是AI时代的基础设施1.2智算中心与云数据中心、超算中心的区别1.3智算中心产业链1.4智算中心“投-建-运”主体选择1.5智算中心的社会经济效应31.1智算中心是AI时代的基础设施数据来源：《智能计算中心：人工智能时代的算力基石[J].中国电信业,2021,(S1):11-15.》，《智算中心是智慧时代的新基建》，《新华社：武汉人工智能计算中心重点打造“一中心四平台”》，西南证券整理智算中心，又称人工智能计算中心。其以数据为资源，以强大的计算力驱动Al模型对数据进行深度加工，源源不断产生各种智慧计算服务，并通过网络以云服务的形式，向组织及个人进行供应。智算中心将成为智慧时代的基础设施。智算中心之于智慧社会，就像水利、交通之于农业社会，铁公基、电网之于工业社会。随着数字经济占比的不断提升，算力已成为核心生产力。尤其当前大模型、多模态等人工智能技术发展，需要远超以往的强大算力集群来满足。因此，传统产业智能化升级的一个关键，就是要大力发展集约高效、绿色节能、超强算力、多元适配、可持续的智能计算中心，让算力成本更优、智慧化效用更大，更好地支撑智能产业发展。武汉人工智能计算中心41.1.1智算中心整体架构机器学习深度学习强化学习自监督学习CNNRNNGNNGAN数据处理库高效模型训练框架高效模型优化方法高吞吐推理引擎自动机器学习平台配置策略共享超分负载均衡数据处理服务开发训练服务模型推理服务网络虚拟化网络卸载RDMA随需扩展高IOPS智能管理AI计算集群弹性可伸缩扩展软件生态BenchmarkAI训练算力AI推理算力计算内存虚拟化容器化模型文件开发接口在线服务释放算力调度算力聚合算力生产算力智算中心整体架构整个架构可以分为四大部分，分别对应的是基础、支撑、功能和目标：基础部分，指最新的人工智能理论和领先的人工智能计算架构，是智算中心区别于其它数据中心的核心点。支撑部分，指智算中心的作业环节。智算中心通过作业环节实现了算力的生产、聚合、调度和释放，是区别于其它数据中心的具体体现。功能部分，指四大平台和三大服务。四大平台分别是算力生产供应平台、数据开放共享平台、智能生态建设平台和产业创新聚集平台；三大服务分别是数据服务、算力服务和算法服务。目标部分，是促进AI产业化、产业AI化及政府治理智能化。数据来源：《智能计算中心规划建设指南》，西南证券整理51.1.2智算中心的必要性人工智能发展环境良好，算力发展基础逐渐夯实。从发展政策层面看，我国高度重视人工智能产业发展。习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，要促进其同经济社会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展。2017年以来，从中央到国家部委，密集出台了一系列人工智能发展政策。从发展基础层面来看，我国已建成了一系列新一代人工智能开放创新平台，涉及基础计算架构、智能医疗、智能供应链和智能城市治理等多个领域；在北京、上海等地建设了多个新一代人工智能创新发展的试验区。智算中心是全国一体化大数据中心建设的核心关键。2021年，国家发改委等四部委联合发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，明确提出在京津冀、长三角等地启动建设国家算力枢纽节点，实施“东数西算”工程，构建全国一体化大数据中心体系。区别于传统意义上的数据中心，一体化大数据中心体系统筹推进东西算力资源的协调调度，一方面能够驱动数据中心集约化、绿色化、均衡化发展，另一方面构建了含数据中心、人工智能、安全等多个要素的基础设施体系，是传统数据中心的升级版。数据来源：《智能计算中心创新发展指南》，《湖北日报：武汉人工智能计算中心获批“国家新一代人工智能公共算力开放创新平台”》，西南证券整理武汉人工智能计算中心获批仪式61.1.2智算中心的必要性智能算力水平是国家智能化、数字化发展水平的集中体现，是数字化应用建设及发展的底层基础。算力对各国在新科技革命和产业变革下提升国际竞争力起着基础支撑作用，也是衡量综合国力的一个重要指标。《2021-2022全球计算力指数评估报告》显示，美国、日本等国家在AI算力上的支出占总算力支出比重从2016年的9%增加到了12%，预计到2025年AI算力占比将达到25%。按照当前发展趋势，人均智能算力水平的高低与国家经济社会发展将会是紧耦合的绑定关系，成为综合国力发展的重要表现。智算中心已成为数字经济高质量发展的重要支撑。《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》显示，2022年，中国人工智能在互联网、金融、政府、电信和制造等各个行业应用渗透度较2021年明显提升，其中电信行业的人工智能渗透度从2021年的45增长到51，制造行业的人工智能渗透度从40增长到45。在未来，人工智能技术将更加深入地应用到行业场景中，智能算力将进一步带动产业发展，成为拉动GDP增长的关键力量。智算中心已成为构建智慧城市的必然选择