信通院黄伟：2024先进计算的变革与展望

近期，中国信通院《专家谈》栏目开辟“八大领域深度观察”系列专题，邀请多位领域专家就各领域2024年发展概况、年度热点、以及未来发展趋势等进行探讨。本期邀请到中国信通院信息化与工业化融合研究所总工程师黄伟，解读先进计算领域的变革以及对未来的展望。

一、2024先进计算变革加速

先进计算领域是当前科技创新浪潮的重点，2024年总体保持稳步向上的良好态势，涌现出了一批创新性的成果，持续发挥着对经济社会高质量发展的重要支撑和推动作用。

产业方面，智能计算成为核心驱动力，AI服务器、AI手机、AI PC增长强劲，带动GPU和存储等上游产业复苏，推动全球数字化转型与软件市场规模扩张。算力总量快速增长，2024年全球算力达2207EFlops，其中我国占617EFlops，全球占比28%，增速达42%。智能算力主导地位显著，从2018年的7%提升至2024年的73%，并逐步向推理侧倾斜。技术层面，以智能计算为中心的体系化变革加速，通用与智能计算架构融合，异构算力突破，万卡/十万卡集群规模落地，量子计算与类脑神经模拟探索深化。生态方面，行业竞合态势持续演变，智算龙头企业通过研发芯片、完善开源生态和打造互联体系，降低对英伟达体系的依赖，通算x86阵营加速技术迭代，力图对抗ARM架构在服务器和PC市场的渗透。

二、智能计算众多创新成果涌现

2024年是智能计算领域变革与突破的一年，各方面创新成果涌现，为行业发展指明方向。

集群方面，万亿参数推动万卡时代到来，随着互联和存储技术进步，国际龙头企业的万卡/十万卡智算集群先后投入使用，万卡以上规模集群数量已达数十个，成为大模型竞争的关键支撑。芯片领域，GPGPU与DSA应用场景逐步融合，英伟达、AMD等厂商围绕新算法需求优化布局，谷歌TPU等DSA芯片加入通用模块，适用范围进一步扩大。互联方面，各层级性能与规模大幅提升，英伟达NVLink卡间互联速率4年提升3倍，节点间互联竞争激烈，超以太网技术成为新战场。软件栈方面，多路径发展并行，龙头企业加速全栈布局，芯片新势力推动开源编译器和算子库发展，科研院所探索统一“烟囱式”软件栈方法，提升AI芯片适配性能。

三、人工智能终端迎来元年

2024年，端侧大模型迎来爆发式创新浪潮，手机和PC为代表的消费电子产品率先响应。

技术上，AI终端需突破算力和功耗瓶颈，强化“软、硬、算、端、云”一体化整合，呈现四大创新路径：一是端云协同部署，大模型任务以云为主并向端侧渗透；二是软件系统级融合，操作系统集成AI大模型服务，成为智能交互入口；三是算力智能化升级，异构架构芯片结合算力与内存协同提升性能；四是全链路安全保障，构建可信执行环境和隐私防护机制，确保数据安全。产业上，端侧大模型落地成为AI终端市场增长引擎。预计到2027年，我国AI手机、AI PC渗透率将分别超50%和80%，激活消费需求并推动上游芯片、存储、传感器、电池等多维产业链升级，助力行业迈向新高度。