國內(nèi)異構(gòu)計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來前景瞻望2023

• 劉明月 2023年9月16日 來源：中研研究院 800 48
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截至目前，全國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過760萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)到每秒1.97萬億億次浮點(diǎn)運(yùn)算(197EFLOPS)，算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不只依賴于異構(gòu)計(jì)算，通用計(jì)算也將為“東數(shù)西算”提供更多助力。

當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟(jì)作為新經(jīng)濟(jì)形態(tài)，正成為重組全球要素資源、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、重構(gòu)全球競(jìng)爭格局的關(guān)鍵力量。當(dāng)前，我國算力產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，正加速向政務(wù)、工業(yè)、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域拓展深化，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，持續(xù)賦能千行百業(yè)。

現(xiàn)在大多數(shù)異構(gòu)計(jì)算芯片使用的都是不同供應(yīng)商的IP，需要龐大的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，去完成包括IP相互驗(yàn)證在內(nèi)的技術(shù)維護(hù)和設(shè)計(jì)工作。

異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈來看，異構(gòu)計(jì)算上游主要包括計(jì)算硬件和芯片設(shè)計(jì)廠商，如NVIDIA、AMD、英特爾等。他們負(fù)責(zé)研發(fā)和生產(chǎn)各種類型的計(jì)算加速器和處理器。異構(gòu)計(jì)算中游主要包括計(jì)算平臺(tái)和解決方案提供商，如云計(jì)算服務(wù)提供商、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商等。他們提供基于異構(gòu)計(jì)算的計(jì)算平臺(tái)和解決方案，滿足各種計(jì)算需求。異構(gòu)計(jì)算下游主要包括應(yīng)用開發(fā)商和終端用戶，如科學(xué)研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)等。他們利用異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)和解決方案進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)和計(jì)算任務(wù)處理，滿足各種需求。

中研研究院出版的《2023-2028年中國異構(gòu)計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》顯示

國內(nèi)異構(gòu)計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來前景瞻望2023

異構(gòu)計(jì)算可以充分發(fā)揮不同計(jì)算資源的優(yōu)勢(shì)，提高計(jì)算效率和性能。異構(gòu)計(jì)算可以根據(jù)不同任務(wù)的需求，靈活選擇合適的計(jì)算資源進(jìn)行計(jì)算，提供定制化的計(jì)算能力。 異構(gòu)計(jì)算可以通過合理利用不同計(jì)算資源，降低能耗和碳排放，提高能源利用效率。

異構(gòu)計(jì)算的價(jià)值在于能讓最適合的專用硬件去服務(wù)最適合的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)性能、成本、功耗三者間的平衡?；诓煌夹g(shù)細(xì)節(jié)，它可以分為板卡集成異構(gòu)計(jì)算、芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算、超異構(gòu)計(jì)算。異構(gòu)計(jì)算主要應(yīng)用在HPC高性能計(jì)算、AI、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算等場(chǎng)景中，軟件棧和生態(tài)建設(shè)進(jìn)度明顯，部分產(chǎn)品已規(guī)?；涞?。

異構(gòu)計(jì)算是多元算力的典型?？缭綐?biāo)量(CPU)、矢量(GPU)、矩陣(ASIC)、空間(FPGA)的異構(gòu)計(jì)算，如今已經(jīng)成為企業(yè)推動(dòng) IT 基礎(chǔ)設(shè)施重構(gòu)的重要力量。其能夠?qū)⒉煌軜?gòu)的運(yùn)算單元整合到一起進(jìn)行并行計(jì)算，以最適合的專用硬件去做最適合的事如密集計(jì)算或外設(shè)管理等，從而達(dá)到性能和成本的最優(yōu)化。因此很多企業(yè)開始嘗試使用異構(gòu)計(jì)算來化解算力瓶頸，挖掘和實(shí)現(xiàn)算力增長。

在過去，異構(gòu)計(jì)算意味著必須以不同方式處理不同的 ISA，而在現(xiàn)代示例中，異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu) (HSA) 系統(tǒng)在使用多種處理器類型(通常是 CPU 和 GPU)時(shí)消除了差異(對(duì)于用戶)，通常在 相同的集成電路，以提供兩全其美：通用 GPU 處理(除了 GPU 眾所周知的 3D 圖形渲染功能外，它還可以對(duì)非常大的數(shù)據(jù)集執(zhí)行數(shù)學(xué)密集型計(jì)算)，而 CPU 可以運(yùn)行 操作系統(tǒng)并執(zhí)行傳統(tǒng)的串行任務(wù)。

截至目前，全國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過760萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)到每秒1.97萬億億次浮點(diǎn)運(yùn)算(197EFLOPS)，位居全球第二，服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等計(jì)算類產(chǎn)品產(chǎn)量全球第一，圍繞算力樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)130條干線光纜，算力應(yīng)用廣泛深入到政務(wù)、工業(yè)、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域，不斷催生新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，算力賦能千行百業(yè)正向縱深推進(jìn)，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要支點(diǎn)，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

一方面，我國算力成就明顯，已成為世界第二算力大國。截至2022年底，我國算力總規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了180EFLOPS(每秒18000京次浮點(diǎn)運(yùn)算)，占全球算力規(guī)模的31%，年增長率近30%，算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)到1.8萬億元。全球算力網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)規(guī)模為231.68億美元，市場(chǎng)規(guī)模約為313.74億美元。

算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不只依賴于異構(gòu)計(jì)算，通用計(jì)算也將為“東數(shù)西算”提供更多助力。近兩年，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批通用計(jì)算芯片初創(chuàng)企業(yè)，以FPGA和ASIC類型芯片作為切入點(diǎn)，部分企業(yè)購買國外公司的IP授權(quán)開發(fā)通用GPU芯片，少數(shù)企業(yè)自主研發(fā)通用GPU核心IP，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)通用計(jì)算的突破。

算力調(diào)查報(bào)告顯示，我國算力總規(guī)模位居全球第二，近5年年均增速近30%。產(chǎn)業(yè)鏈條不斷拓展，異構(gòu)計(jì)算發(fā)展動(dòng)能持續(xù)增強(qiáng)，我國算力產(chǎn)業(yè)正邁向高質(zhì)量發(fā)展。

存力發(fā)展較好的省份，其存力規(guī)模和存力性能均處于全國領(lǐng)先地位。存力指數(shù)排名前10位的省份分別為廣東、江蘇、上海、河北、北京、浙江、山西、貴州、甘肅、山東。其中，廣東存力排名全國榜首，存儲(chǔ)容量超過110EB，整體實(shí)力最強(qiáng)，在規(guī)模和性能上發(fā)展均衡;江蘇緊隨其后，在存力上規(guī)模和性能并重;上海、河北、北京整體實(shí)力相差不大。我省排名第7。

未來，存力榜單省份將加速5G基站、大帶寬接入網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快固態(tài)硬盤等存儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)，降低存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)外依存度，提升中國異構(gòu)計(jì)算在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域的國家競(jìng)爭力。

隨著制造技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)展允許以前的分立組件成為片上系統(tǒng)或 SoC 的集成部分，現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)中的異構(gòu)性水平正在逐漸增加。 例如，許多新處理器現(xiàn)在包括用于與其他設(shè)備(SATA、PCI、以太網(wǎng)、USB、RFID、無線電、UART 和內(nèi)存控制器)以及可編程功能單元和硬件加速器(GPU、密碼學(xué))接口的內(nèi)置邏輯 協(xié)處理器、可編程網(wǎng)絡(luò)處理器、A/V 編碼器/解碼器等)。

異構(gòu)計(jì)算報(bào)告根據(jù)行業(yè)的發(fā)展軌跡及多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中國行業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境、異構(gòu)計(jì)算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r、市場(chǎng)供需、競(jìng)爭格局、標(biāo)桿企業(yè)、發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展策略與投資建議等進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)分析了我國異構(gòu)計(jì)算行業(yè)將面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)及前景作出審慎分析與預(yù)測(cè)。是企業(yè)、學(xué)術(shù)科研單位、投資企業(yè)準(zhǔn)確了解行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)!

目前，異構(gòu)計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)空間也非常巨大。想要了解更多行業(yè)詳細(xì)分析，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研研究院出版的《2023-2028年中國異構(gòu)計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》。

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