隨著人工智能的發展，智慧計算已經成為業內的共識，也成為相關企業關注和競爭的焦點。但就像一個硬幣的兩面，智慧計算在快速前行和應用的同時，阻礙其進一步發展的挑戰也開始顯現出來。

例如在日前舉行的主題為“智算?向新”的2021浪潮數據中心合作伙伴大會（以下簡稱IPF2021）上，中國工程院院士，浪潮集團執行總裁、首席科學家王恩東就直言：多元化、巨量化、生態化是當下和未來智慧計算必須直面的挑戰。那么接下來的是，誰能全面、系統性地解決這些挑戰，誰就有可能成為智慧計算時代的弄潮兒。

巨量化、多元化需無限算力，更要重塑傳統計算架構

眾所周知，隨著硅芯片逼近物理和經濟成本上的極限，摩爾定律已趨近失效。但與之相對的卻是，互聯網的蓬勃發展、信息量爆炸式增長以及 AI 技術研究和應用普及，由此帶來了多元化和巨量化的挑戰。

以巨量化為例，首先表現在模型參數多，訓練數據量大。例如在自然語言處理方面，基于自監督學習的預訓練模型興起后，模型精度隨著模型尺寸及訓練數據的增加顯著提升，在2020年GPT-3模型的參數量首次突破了千億大關，達到了1750億。按照當前的發展趨勢預測，到2023年模型的參數量會突破百萬億，也就是基本達到人腦神經突觸數量，人腦的神經突觸數量約125萬億。

其次是計算力需求的指數級增長。例如深度學習從2011年興起到今天，對于算力的需求一直是指數級增長，每隔3.4個月算力需求翻一倍，其中，2020年GPT-3需要的算力竟然高達3640個Petaflop/s-day，從而給體系結構、系統軟件等方面提出了新的要求。

最后是模型應用規模變大，AI的應用滲透到各個行業，并已經有了大量的AI開發平臺，吸引了超百萬的AI開發者，開發了各種AI應用和服務，這些AI開放平臺每天承載著數萬億次的調用量，巨量的調用對計算中心的算力、應用產生了極大的挑戰。

至于多元化，則表現在，AI應用引入了新的計算類型，從推理到訓練跨度大，同時數據量也從GB到TB、PB不斷提升，數據類型從結構化到半結構化、非結構化更加復雜多樣。而不同數值精度的計算類型對計算芯片的指令集、架構等要求也不一樣，這樣就導致之前一直使用的通用CPU和架構效率低下，甚至沒有辦法滿足多元計算場景的要求。

面對上述挑戰，業內認為，以多體系的融合架構重塑傳統的計算架構才是解決之道，并主要體現在數據處理、數據存儲和數據交換三大計算單元間以及軟件技術和硬件技術等的融合能力上。

例如在數據處理、數據存儲和數據交換三大計算單元間的創新融合上，硬件方面，計算芯片設計不僅需根據應用需求平衡片上計算和緩存間的配比，還需同步考慮計算芯片間及其與內存等數據存儲單元間的 I/O 接口類型；不同計算系統間也需根據應用需求和計算能力的變化，同步升級互聯網絡連接。軟件方面，包括操作系統的文件系統、內存管理以及面向分布式集群的虛擬化、資源管理、任務調度等技術，都將同步耦合升級。

而在軟件技術和硬件技術的創新融合上，一方面計算軟件將基于對應用需求的拆解進行對硬件能力的適配管理，軟件定義的范圍和影響力將繼續拓展，不僅可實現面向應用的整體系統資源調度和管理，還需針對網絡、存儲等個性化需求實現軟硬解耦和資源靈活配置。

另一方面計算硬件將通過與算法和框架等深度融合的專用定制，實現對特定應用需求的支持。那么相關企業又是如何看待的呢？

以浪潮為例，在浪潮的眼中，要迎接上述挑戰，必須要打破傳統的計算體系結構設計，從根本上解決多架構（異構）引發的無法兼容、效率不高的問題。這與上述業內的觀點可謂不謀而合。

為此，浪潮發布了“面向應用的硬件重構+軟件定義”的智慧計算創新體系架構—“融合架構3·0”。硬件層將計算、存儲、網絡等資源分類進行資源整合，同類資源池化后不同設備間可任意重組；軟件層面利用主動業務資源需求智能感知技術，進行自適應硬件資源重構、動態組合和智能分配。

簡單地說，這一架構在軟件定義計算、軟件定義存儲、軟件定義網絡的基礎上，通過具備應用感知的資源管理和調度系統，為智算中心建立起一套具備智能化的操作系統。這一架構摒棄了通用計算的“控制與計算融合、計算與存儲分離”的理念，而是將控制與計算分離、計算與存儲融合，再利用智能網卡來實現多元算力融合，最大化計算效率，化解多元化與巨量化的計算新挑戰。

通俗地理解，融合架構3.0更像將整個數據中心整合為一臺“服務器”（即智算中心），從硬件層面，它全部是變成資源池能夠橫向拉通，從軟件層面，所有的資源都在一個可調度的范圍之內來進行動態的組合，來滿足不同應用的需要。

眾人拾柴火焰高，元腦生態破解生態之困

任何產業的發展都離不開生態的支持，對于智慧計算更是如此。

但就像前述王恩東院士所言，除了巨量化和多元化外，智慧計算正在面臨生態化的挑戰。

“很多人可能會問一個問題，大家都說人工智能好，但是這個東西與現在的業務、與客戶的應用場景怎么結合，用戶沒有人懂算法和模型，也缺少好的AI開發平臺，同時那么多的算法、模型如何與應用進行最優組合等等。懂AI算法與模型的人往往是集中在科研機構或者頭部企業，但缺少對傳統行業的需求場景、業務規律的深入理解，也拿不到最關鍵的業務數據對模型進行訓練，這就導致技術無用武之地”王恩東稱。

實際上，埃森哲等咨詢機構的調查報告也證明了王恩東的判斷，即現在70%以上有技術的研究機構和科技公司缺少需求場景、領域知識和數據，70%以上的行業用戶則缺少技術人才、AI平臺和實踐能力。

此外，微軟、谷歌等科技公司自建從芯片到架構的生態閉環，像一座座煙囪，缺乏橫向打通和整合。IT時代少數科技巨頭建立標準，行業再拼積木一樣地應用，問題較小；不過到了智算產業卻呈現出高度離散、碎片和多元的特征，AI算法、框架、芯片架構、指令集與編程庫五花八門，嚴重制約AI技術的應用和發展。

面對上述生態的挑戰，相關企業可謂是八仙過海，各顯神通。其中浪潮在IPF2021發布的，針對智算產業的“元腦生態2·0”、做智算合伙人的生態主張，以及其全新元腦生態平臺AIStore在業內引起了廣泛關注（此前浪潮在2019年就發布了元腦生態1·0）。

在浪潮看來，此前的“元腦生態1·0”是為人工智能而生，“元腦生態2·0”就是為了智算而生，為千行百業而生。就像浪潮信息總裁彭震所言，“其可幫助合作伙伴面對智算時代的三大挑戰，更能協同合作伙伴跨越智算鴻溝。”

至于全新元腦生態平臺AIStore，其將成為元腦伙伴能力的“聚合器”和“孵化器”。一方面，AIStore聚合了芯片和算法公司等左手伙伴優質的技術和產品，通過ISV、SI、分銷商等右手伙伴強大的解決方案和渠道能力，快速推動各類智慧場景解決方案的行業落地和復制；另一方面，伙伴間的能力融合將有助于孵化出更多的多元復合場景智慧解決方案，加速AI全場景融合進程。

除了浪潮之外，盡管有的企業也在主張自己的智算生態，但浪潮已經開花結果。

截至到現在，浪潮推動的元腦生態業績相當亮眼，已經發展了1萬5千多的合作伙伴，包括2200多個行業ISV，超過90%的方案百強企業。在人工智能百強企業當中有85%都與浪潮有著深度的合作，這里面不僅包括BAT等互聯網頭部企業，也包括第四范式、寒武紀等AI的企業。可以說，在事關智算產業發展最為重要的生態建設中，浪潮已經走到了前列。

拐點已至，挑戰有多大，機遇就有多大

2020年，我國提出加快構建“以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進”的發展格局。進入“十四五”開局年，數字經濟成為經濟發展破局的重要抓手，傳統的計算已經無法滿足越來越多和復雜的算力需求，智算將成為數字經濟的“發動機”。可以說，計算的拐點已至（智算開始超過傳統計算成為未來的主流形態，開始走向大規模應用)，新的市場機會開始顯現。

對此，IDC中國副總裁兼首席分析師武連峰認為，計算力支撐產業智慧應用落地，是數字經濟和數字化轉型發展的基石。十四五規劃的新科技、新產業、新格局、新經濟、新區域、新環境6大關鍵詞下，都透露出一個信息：數字技術支持的重要性。在新發展格局下，企業將面臨巨大的數字化發展機遇。

事實的確如此，據IDC的數據，2020年全球對人工智能的投資總額達到了500億美元，預計到2024年投資總額將超過1100億美元，投入值非常大，回報也將是非常豐厚的。根據普華永道的預測，到2030年人工智能技術將為全球GDP帶來14%的提升，大約16萬億美元。

新的機會自然意味著新的挑戰和競爭。那么誰又能成為智算時代的弄潮兒？

從我們的觀察看，浪潮可謂先人一步。除了應對上述智算挑戰方面得法外，在重要的產品及智算中心落地方面已然處在領先的位置。

例如IDC數據顯示，浪潮位列2020年上半年全球AI服務器銷售份額第一，并且在中國AI服務器市場連續四年份額超過50%。

值得一提的是，4月22日，全球權威AI基準評測MLPerf公布2021年最新榜單發布，在全部有效41個項目中，浪潮獲得18項性能第一，斬獲近半數冠軍。其中，浪潮AI服務器NF5488A5獲得數據中心固定任務（Closed）11項性能第一， 再次衛冕“性能王”。浪潮NE5260M5邊緣服務器一舉拿下邊緣固定任務（Closed）7項性能第一。

在我們看來，浪潮AI服務器之所以在MLPerf?基準評測中表現出色，得益于浪潮在AI計算系統創新上卓越的系統設計能力和全棧優化能力。在硬件層面，通過對CPU、GPU硬件性能的精細校準和全面優化，使CPU性能、GPU性能、CPU與GPU之間的數據通路均處于最優狀態；在軟件層面，通過對TensorRT的深度優化，結合GPU硬件拓撲對多GPU的輪詢調度優化使單卡至多卡性能達到了近似線性擴展。

盡管如此，浪潮依然不斷迭代前行，豐富產品線。例如在近日舉行的IPF2021，浪潮發布了一系列智能新品，包括面向人工智能計算的視頻AI加速器M10A、AI服務器“揚子江”、AI服務器NF5488、業界首款智算操作系統元腦OS、智能網卡NX20、邊緣計算微服務器EIS800等。

在智算中心落地方面，今年初，按照《智能計算中心規劃建設指南》，寒武紀和浪潮在南京聯合承建的智算中心已經投入運營使用。該智算中心對外可提供的算力可達到每秒百億億次，采用了最先進的AI處理芯片和AI計算平臺，都代表著當前我國智算中心建設的最高水平。該中心將為區域的公共算力服務，創新應用孵化，產業集聚發展，科研創新和人才培養提供助力和支撐。

至此，我們認為，浪潮通過創新智算體系結構、構建智算產品體系、推動智算中心落地、建設元腦產業鏈生態引領智算發展的戰略已經開始踐行，并正在取得成果。

挑戰有多大，機遇就有多大，而機遇總是留給那些具備迎接挑戰能力的企業。