算力又稱計算力,英文名Computing power,指的是數據處理能力,存在于手機、筆記本、超級計算機等各種智能硬件設備。本義是表示某個設備或系統的計算性能,隨著智能時代的到來,智能計算的三要素——算力、算法、數據,逐漸成為社會的信息基礎設施的重要組成部分,“算力”的內涵進一步擴大到用戶能獲得的體現為用戶實際效用的計算性能。
算力是數字經濟時代新生產力,已成為推動數字經濟發展的核心力量、支撐數字經濟發展的堅實基礎,對推動科技進步、促進行業數字化轉型以及支撐經濟社會發展發揮重要的作用。它如同農業時代的水利、工業時代的電力,已成為數字經濟發展的核心生產力,是國民經濟發展的重要基礎設施。
概念定義
算力定義
“算力”從字面上理解是計算能力,從表示能力的電力、運力借鑒而來。計算機學術界對于“算力”這個概念有一個大致的共識,即表示某個設備或系統的計算性能,或者說“算力”是計算性能的口語化表達,類似于“電腦”是計算機的口語化。這里的計算設備包括個人電腦、手機、嵌入式設備等,計算系統包括片上系統(SoC)、超級計算機、高性能計算機、云計算系統、數據中心系統、分布式計算系統等。隨著數字經濟的發展,算力被重新定義為集信息計算力、網絡運載力、數據存儲力于一體的新型生產力,主要通過算力基礎設施向社會提供服務。
性能指標
算力計算性能指標一般使用運算速度表示,包括百萬指令數每秒(MIPS)、浮點操作數每秒(FLOPS)等,表示定點、半精度/單精度/雙精度浮點、AI常用的8bit整數操作等方面的性能。人們一般用這些性能指標來測度和表征設備或系統的算力,比如,一顆AI智能計算芯片的算力是256TOPS,一臺超級計算機的算力是1EFLOPS。
MIPS(Million Instructions Per Second)是單字長定點指令平均執行速度Million Instructions Per Second的縮寫,即每秒處理的百萬級的機器語言指令數,是衡量電腦性能的指標之一。
FLOPS,即每秒浮點運算次數,亦稱每秒峰值速度,(英語:Floating-point operations per second;縮寫:FLOPS)。浮點(floating-point)指的是帶有小數的數值,浮點運算即是小數的四則運算,常用來測量電腦運算速度或被用來估算電腦性能,尤其是在使用到大量浮點運算的科學計算領域中。
HPCG(High Performance Conjugate Gradient),即高性能共軛梯度基準測試,是超級計算機系統的性能評估指標之一。它是一種用于求解大型稀疏線性方程組的迭代算法。
算力指數
算力指數包括算力規模、算力環境和算力應用三大部分。算力規模重點包括基礎算力、智能算力和超算算力,分別提供基礎通用計算、人工智能計算和科學工程計算。算力環境主要包括網絡環境和算力投入,持續優化的網絡環境為算力發展提供堅實支撐,大規模算力投入將會對算力增長產生直接和間接的推動作用。算力應用主要包括消費應用和行業應用,消費和行業應用帶來了對算力規模、算力能力等需求的快速提升,算力的進步又反向推動了應用的發展。
發展現狀
綜述
算力基礎設施作為各個行業信息系統運行的算力載體,已成為經濟社會運行不可或缺的關鍵基礎設施,在數字經濟發展中扮演至關重要的角色。2019年,美國發布《國家戰略性計算計劃:引領未來計算》,將計算能力提升到國家戰略高度,從先進計算、超算、高性能計算等多方面打造國家計算基礎設施。
2022年全球算力總規模達到906 EFlops,增速達到47%,其中基礎算力規模(FP32)為440 EFlops,智能算力規模(換算為FP32)為451 EFlops,超算算力規模(換算為FP32)為16 EFlops。預估未來五年全球算力規模將以超過50%的速度增長,到2025年全球計算設備算力總規模超過3 ZFlops,至2030年超過20 ZFlops。2024年5月24日,第七屆數字中國建設峰會開幕,峰會顯示,2023年在算力的推動下,中國數字經濟核心產業增加值占國內生產總值(GDP)比重達到10%,億萬民眾暢享“數智紅利”。
2024年4月,工業和信息化部表示,中國算力實現每秒230百億億次浮點運算。2024年在算力領域,全國在用算力中心機架總規模超過830萬標準機架,算力總規模達246EFLOPS,位居世界前列。
2025年8月23日,工業和信息化部副部長熊繼軍在以“算網筑基智引未來”為主題的2025中國算力大會致辭中指出,截至2025年6月底,中國在用算力中心標準機架達1085萬架,智能算力規模達788EFLOPS,干線400G端口數量大幅增加至14060個,存力總規模超過1680EB,相比2023年增長約40%,中國算力中心平均電能利用效率(PUE)降至1.42,算力基礎設施規模和水平不斷提升。
排名情況
截至2022年,在算力水平方面,美國、中國、歐洲、日本在全球算力規模中的份額分別為36%、31%、11%和6%,其中全球基礎算力競爭以美國和中國為第一梯隊,美國在全球基礎算力排名第一,其份額43%,中國以26%份額排名第二;
智能算力方面,中國、美國處于領先,算力全球占比分別為52%和19%;美國、日本、中國在超級計算綜合性能指標方面優勢明顯,總算力份額分別為 31%、23%、20%,中國在絕對數量方面處于領先。
全球化方面,美國、日本和歐洲信息化起步早,相關企業發展歷史長,對國際市場的開拓也早于中國,國際市場的占有率高于中國,中國算力在國際市場的競爭力明顯弱于在國內市場的競爭力。阿里云在全球云市場占有率排名第四,但其絕大多數業務集中在中國國內市場,與亞馬遜、微軟、谷歌等美國企業還有很大差距。與此同時,大國博弈加劇致使全球化產業鏈供應鏈格局面臨重塑重構,將給算力技術創新及產業生態帶來新挑戰。
2022年11月,清華大學與權威咨詢機構IDC聯合發布《全球計算力指數評估報告》顯示,中國以總分70分位列全球第二。
截至2022年底,中國算力總規模達到180百億億次浮點運算/秒,存力總規模超過1000EB(1萬億GB)。國家樞紐節點間的網絡單向時延降低到20毫秒以內,算力核心產業規模達到1.8萬億元。
中國算力產業規模快速增長,年平均增速超過30%,2022年,中國的算力產業已初具規模,服務器、計算機、智能手機等計算類產品產量全球第一。從算力總規模來看,位居全球第二。
截至2023年,中國算力總規模達到197EFLOPS,位居全球第二,近5年年均增速近30%。在產業快速發展的背后,是基礎設施不斷完善、融合應用加速涌現、產業鏈條不斷拓展。隨著發展動能持續增強,中國算力產業正邁向高質量發展。
2025年8月14日,國家發展改革委黨組成員、國家數據局局長劉烈宏在國新辦舉行的“高質量完成‘十四五’規劃”系列主題新聞發布會上介紹,“十四五”時期中國數字基礎設施實現長足發展。中國數字基礎設施在規模、技術等方面處于世界領先地位,截至2025年6月底,5G基站總數達到455萬個,千兆寬帶用戶達2.26億戶,算力總規模位居全球第二,有力帶動經濟社會發展。
算力分類
在分類上,根據使用設備和提供算力強度的不同,算力可分為基礎算力、智能算力和超算算力三類。
基礎算力
由基于CPU芯片的服務器所提供的算力,主要用于基礎通用計算,如;移動計算和物聯網等。日常提到的云計算、邊緣計算等均屬于基礎算力。
智能算力
基于GPU、FPGA、ASIC等AI芯片的加速計算平臺提供的算力,主要用于人工智能的訓練和推理計算,比如語音、圖像和視頻的處理。
超算算力
由超級計算機等高性能計算集群所提供的算力,主要用于尖端科學領域的計算,比如行星模擬、藥物分子設計、基因分析等。以AI大模型為例,需要強大的算力和硬件支撐。以ChatGPT3.0為例進行拆解,訓練一次的成本約為140萬美元。對于一些規模更大的模型來說,訓練成本介于200萬美元-1200萬美元之間。
社會應用
基礎設施
中國建有超算中心,企業構建云計算中心,被密集地部署用于提供公共服務,算力的基礎設施屬性被不斷強化。通信網絡與互聯網是全球性信息基礎設施,是信息社會的底座,隨著網絡技術的發展,網絡的智能測調能力越來越強。此外,是谷歌等國際互聯網企業,在全球范圍布局了很多數據中心,在這些數據中心之間自建了互聯的網絡,自定義了互聯的協議。
區塊鏈應用
“算力”成為熱門詞最早出現在比特幣挖礦領域。挖礦是比特幣區塊鏈的共識機制,所謂挖礦也被稱作工作量證明,是指比特幣區塊鏈的所有共識節點通過算力競爭獲得記賬權的過程。
數字經濟
華為等企業和政府宏觀經濟部門提出了“算力指數”,來評估一個企業、一個區域乃至一個國家所能提供的總計算能力,用在終端、數據中心中安裝的處理器芯片數量、CPU核的數量等來評估總計算能力,并且研究算力指數的增加與數字經濟增加值之間的比例關系,衡量信息新基建的投資效率。“算力經濟”也被提出,用來表示超算產業以及超算賦能的各行各業的GDP增加值。
算力租賃
隨著AI技術的不斷發展,算力需求企業設備需要高頻迭代。為控制算力成本,科技企業選擇算力租賃模式代替傳統的電腦設備采購。算力租賃市場快速發展,基于數據分析的挖掘,租賃平臺可以根據消費者的需求和偏好,提供個性化的服務。
代表工程
2022年2月,中國京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝地區啟動了國家算力樞紐節點建設,在此之前,內蒙古自治區、貴州省、甘肅省、寧夏回族自治區4地算力樞紐節點已獲批復。至此全國一體化大數據中心體系完成8大國家算力樞紐節點,10個國家數據中心集群的總體布局設計,東數西算工程正式全面啟動。
業界觀點
美國
2023年7月6日,在2023世界人工智能大會開幕式上,特斯拉CEO埃隆·馬斯克在發言中表示,未來,人工智能對人類的演進,包括對文明,將產生非常深刻的作用和影響,未來地球上機器人的數量將會超過人類的數量。
中國
2023年8月,華為輪值董事長、CFO孟晚舟在公開演講中表示,華為將打造中國算力底座、做厚“黑土地”。華為創始人兼CEO任正非直言“第四次工業革命基礎就是大算力”。
社會價值
新一輪科技革命和產業變革正在重塑全球經濟結構,算力是信息時代的新生產力,是支撐數字經濟發展的堅實基礎,算力的發展推進了技術的升級換代、應用的創新發展、產業規模的不斷壯大,而云計算作為算力的生產工具,給予算力隨時隨地、按需等優點,大大降低算力使用門檻,推動了算力向服務化邁進。
算力時代的生產資料從以石油、鋼鐵為核心逐漸轉變為以數據為核心,并演變到分子、原子等微觀領域。當下,算力不再是電子計算機時代信息技術領域的專有服務,而是滲透到各行各業生產全過程,算力參與度和所占比重越來越高。算力不僅可以助力企業降低運營成本,而且能提供智能決策支持。算力真正實現了對人力和腦力的替代,成為人類能力的延伸和推動社會進步的變革性力量。可以用全民算力擁有量和人均算力觀察國家的繁榮程度、先進程度。
算力的滲透為各行業帶來實際成效與經濟價值,逐漸成為推動數字經濟及國民經濟高質量發展的關鍵動力。以影視行業為例,貴安超算中心參與了2025年春節檔約三分之二影片的渲染工作,緩解了影視后期渲染成本高、周期長的問題;電影《哪吒之魔童鬧海》超過40%的特效渲染由該中心完成。在《流浪地球3》后期制作中,單幀畫面渲染時間從傳統的3小時縮短至15分鐘;萬達影視與曙光智算中心聯合開發的實時渲染技術,使電影后期制作周期從6個月縮短至45天,成本降低60%。有研究表明,算力規模每增長1%,平均可帶動GDP提升0.426‰,算力指數越高,算力的提升對經濟增長推動的倍增效應就越突出。
研究表明,算力對產業能級的帶動作用日益增強。例如某智能制造企業在生產系統中自建20臺服務器,為100臺智能機器人提供模型訓練服務,通過5G專網和云邊算力協同改造后,不僅提高了生產效率,還為企業節約了大量資產購置和設備運營的費用。不僅如此,算力也在其他領域助力生產效率的提升。例如,在生物醫藥領域,算力提升使得基因測序時長從13年縮短到1天,新藥研發鑒定周期從5000天縮短到100天;在天氣預報領域,算力的發展把天氣預報準確率從過去的21.8%提高到現在的90%以上:在工業生產領域,通過在數字空間中重建生產全流程,利用仿真模擬技術優化生產流程,可實現生產效率提升約30%。其應用涵蓋工業設計與仿真(數字孿生)、生產優化與質量控制(實時決策)、設備預測性維護(主動預防)等智能制造全鏈條場景,通過相關算力服務,能夠達成研發周期縮短、良品率提升、設備停機時間減少等優化目標。算力已成為當下提升數字經濟活力和推動企業轉型的關鍵指標。
參考資料 >
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什么是算力?如何助力高質量發展?.百家號.2023-09-22
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中國信通院李潔等:算力基礎設施的現狀、趨勢和對策建議.通信世界網.2023-08-20
新華鮮報|占比達10%!中國數字經濟“長”得快.新華網-今日頭條.2024-05-25
我國算力總規模居世界前列.北京日報客戶端-今日頭條.2024-10-07
2025中國算力大會:截至今年6月底智能算力規模達788EFLOPS.今日頭條.2025-08-23
沖上熱搜!中國算力總規模,位居世界第二!.央視網-新浪網.2023-04-11
我國算力總規模全球第二 年增長率近30%.央視新聞客戶端.2023-04-11
AI推高中國算力總量 產業從“計算”到“智算”還差幾步?.央視網.2023-08-20
我國算力總規模位居全球第二 賦能千行百業轉型升級.北京日報.2023-09-21
新華社快訊:我國算力總規模位居全球第二.百家號.2025-08-14
認識AI三要素之人工智能“底座”——算力.金融界.2023-09-21
認識AI三要素之人工智能“底座”算力.證券時報網.2023-09-21
諾德基金:認識AI三要素之人工智能“底座”——算力.騰訊網.2023-08-20
任正非、孟晚舟接連發聲!算力“起舞”?.中國基金報.2023-09-21
成本更低、換新更快!高性能電腦掀起租賃熱.百家號.2025-04-21
國內首個算力交易平臺上線:瞄準ChatGPT運算能力 讓算力“擲地有聲”.澎湃新聞.2023-08-20
馬斯克:未來地球上機器人的數量將超過人類.大河網.2023-09-21
中國信通院發布《算力經濟發展研究報告(2025年)》.證券時報網.2025-11-09