三大運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)相布局，全球掀起AI算力中心「軍備競(jìng)賽」

人工智能領(lǐng)域近年來(lái)正在迎來(lái)一場(chǎng)由生成式人工智能大模型引領(lǐng)的爆發(fā)式發(fā)展。2022 年 11 月 30 日，OpenAI 公司推出一款人工智能對(duì)話聊天機(jī)器人 ChatGPT，其出色的自然語(yǔ)言生成能力引起了全世界范圍的廣泛關(guān)注，2 個(gè)月突破 1 億用戶，國(guó)內(nèi)外隨即掀起了一場(chǎng)大模型浪潮，Gemini、文心一言、Copilot、LLaMA、SAM、SORA 等各種大模型如雨后春筍般涌現(xiàn)，2022 年也被譽(yù)為大模型元年。

人工智能也因此被視為革命性的技術(shù)，對(duì)世界各國(guó)政府具有重要的戰(zhàn)略意義。數(shù)據(jù)顯示，今年，我國(guó)生成式人工智能的企業(yè)采用率已達(dá) 15%，市場(chǎng)規(guī)模約為 14.4 萬(wàn)億元。在制造業(yè)、零售業(yè)、電信行業(yè)和醫(yī)療健康等四大行業(yè)的生成式人工智能技術(shù)的采用率均取得較快增長(zhǎng)。

作為推動(dòng)人工智能發(fā)展的三大要素之一，算力被稱為人工智能的「發(fā)動(dòng)機(jī)」和核心驅(qū)動(dòng)力。算力是指設(shè)備通過(guò)處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)特定結(jié)果輸出的計(jì)算能力。中國(guó)電信研究院戰(zhàn)略發(fā)展研究所高級(jí)分析師陳元謀表示，算力指數(shù)每提升一個(gè)點(diǎn)，對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)大概是在 0.36 個(gè)百分點(diǎn)，對(duì) GDP 的拉動(dòng)大概是 0.17 個(gè)百分點(diǎn)

算力的緊缺甚至已成為制約人工智能研究和應(yīng)用的關(guān)鍵因素。對(duì)此，美國(guó)對(duì)華高端算力產(chǎn)品采取了禁售措施，華為、龍芯、寒武紀(jì)、曙光、海光等企業(yè)都進(jìn)入實(shí)體清單，它們芯片制造的先進(jìn)工藝受限，國(guó)內(nèi)可滿足規(guī)模量產(chǎn)的工藝節(jié)點(diǎn)落后國(guó)際先進(jìn)水平 2-3 代，核心算力芯片的性能落后國(guó)際先進(jìn)水平 2-3 代。

算力短缺催生算力中心巨大市場(chǎng)

21 世紀(jì)，移動(dòng)計(jì)算和云計(jì)算蓬勃發(fā)展。云計(jì)算的出現(xiàn)，使得算力可以像水和電一樣，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)「流動(dòng)」到需要它的每一個(gè)角落。

人工智能的崛起對(duì)算力提出了更高的要求，GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理單元）和 TPU（Tensor Processing Unit，張量處理單元）等專用硬件的出現(xiàn)，極大地提高了處理效率，為機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練和推理提供了強(qiáng)大的支持。

疊加算力緊缺的因素，進(jìn)一步促成和孕育了算力中心這樣一個(gè)巨大市場(chǎng)。算力中心是指具備高性能計(jì)算、大規(guī)模存儲(chǔ)、高速網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的計(jì)算中心，旨在提供大規(guī)模、高效率、低成本的算力服務(wù)。

以國(guó)內(nèi)為例，全國(guó)多地都在加速布局公共算力基礎(chǔ)設(shè)施。在上海，建設(shè)了全國(guó)首個(gè)算力交易平臺(tái)和人工智能公共算力服務(wù)平臺(tái)。在廣州，建設(shè)了國(guó)內(nèi)首個(gè)算力資源發(fā)布共享平臺(tái)?？梢哉f(shuō)，這些公共平臺(tái)給供需雙方牽了線搭了橋。

目前，國(guó)內(nèi)在 8 個(gè)地區(qū)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了 10 個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群，以構(gòu)建國(guó)家算力網(wǎng)絡(luò)體系。截至 2023 年底，國(guó)內(nèi)智算中心項(xiàng)目為 128 個(gè)，其中 83 個(gè)項(xiàng)目披露規(guī)模，規(guī)?？偤统^(guò) 7.7 萬(wàn) P。另外，2024 年共有 39 個(gè)智算中心項(xiàng)目已投產(chǎn)。

智算缺口猶存，三大運(yùn)營(yíng)商布局智算中心

近兩年來(lái)，AI 大模型層出不窮，對(duì)智算的需求也在飛速增長(zhǎng)。市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu) IDC 預(yù)計(jì)，2026 年，我國(guó)智能算力規(guī)模將進(jìn)入每秒十萬(wàn)億億次浮點(diǎn)（ZFLOPS）級(jí)別，達(dá)到 1271.4EFLOPS。此前六部門(mén)發(fā)布的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》明確了頂層算力在未來(lái)三年的建設(shè)節(jié)奏。其中提及，2023 年至 2024 年智算建設(shè)缺口為 23EFlops。2025 年全國(guó)算力目標(biāo)超過(guò) 300EFlops，智算比例達(dá)到 35%，智算算力目標(biāo)為 105EFlops。

針對(duì)于此，近年來(lái)三大運(yùn)營(yíng)商也在積極布局智算中心，并提出相關(guān)戰(zhàn)略部署。

中國(guó)聯(lián)通在提供專業(yè)化智算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)方面，布局了「1+N+X」智算能力體系，包括了 1 個(gè)超大規(guī)模的單體智算中心、N 個(gè)智算訓(xùn)推一體樞紐和屬地化的 X 個(gè)智算推理節(jié)點(diǎn)。

中國(guó)移動(dòng)強(qiáng)化「4+N+31+X」數(shù)據(jù)中心布局，圍繞熱點(diǎn)、中心、邊緣實(shí)現(xiàn)算力資源覆蓋，建設(shè)邊緣節(jié)點(diǎn)超 1000 個(gè)?！?+N+31+X」數(shù)據(jù)中心體系，其中「4」指京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等 4 個(gè)熱點(diǎn)業(yè)務(wù)區(qū)域，「N」指國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn) 10 個(gè)數(shù)據(jù)中心集群內(nèi)規(guī)劃的超大型數(shù)據(jù)中心；「31」指各省規(guī)劃超大型數(shù)據(jù)中心；「X」指各地市級(jí)數(shù)據(jù)中心及匯聚機(jī)房。

中國(guó)電信則提出了「云網(wǎng)融合」的理念，形成了「2+4+31+X+O」的算力布局。其具體特指在內(nèi)蒙古和貴州兩個(gè)全國(guó)性云基地打造融合資源池，在京津冀等 4 個(gè)大區(qū)建成大規(guī)模公有云；在 31 個(gè)省省會(huì)級(jí)和重點(diǎn)城市建設(shè)屬地化專屬云；在 X 節(jié)點(diǎn)打造差異化邊緣云；布局「一帶一路」沿線國(guó)家，將算力體系延展至海外。

美歐日大舉投資，全球掀起 AI 算力「軍備競(jìng)賽」

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)的各國(guó)都在制定各自的人工智能戰(zhàn)略和政策，以推動(dòng) AI 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

美國(guó)在 2016 年發(fā)布的《美國(guó)人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》中就明確提出了加強(qiáng) AI 基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。同時(shí)，歐洲聯(lián)盟也在 2018 年發(fā)布的 AI 戰(zhàn)略中明確提出了加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)。這些基礎(chǔ)設(shè)施主要包括計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源、人才資源等。日本緊跟美國(guó)步伐，相繼于 2019 年、2021 年、2022 年出臺(tái) 3 版《人工智能戰(zhàn)略》。去年四月，日本政府成立人工智能戰(zhàn)略小組，由首相輔佐官村井英樹(shù)擔(dān)任組長(zhǎng)，組員包括內(nèi)閣官房、外務(wù)省、數(shù)字廳等部門(mén)人工智能政策主管官員。

在一系列戰(zhàn)略部署下，美日歐等國(guó)家和地區(qū)也在爭(zhēng)相建設(shè)算力中心，全球掀起 AI 算力「軍備競(jìng)賽」。

去年 11 月，美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心和諸多 AI 領(lǐng)域龍頭公司聯(lián)合組建了萬(wàn)億參數(shù)聯(lián)盟（TPC）。該聯(lián)盟由來(lái)自全球的科學(xué)家組成，目標(biāo)是共同推進(jìn)用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的 AI 模型，特別關(guān)注一萬(wàn)億或更多參數(shù)的巨型模型。目前，TPC 正在開(kāi)發(fā)可擴(kuò)展模型架構(gòu)和訓(xùn)練策略，并組織整理用于模型訓(xùn)練的科學(xué)數(shù)據(jù)，以優(yōu)化當(dāng)前和未來(lái)的百萬(wàn)兆次級(jí)計(jì)算平臺(tái)的 AI 庫(kù)。

此外，美國(guó)能源部下屬的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及 IBM、NVIDIA 公司成立超級(jí)計(jì)算機(jī)卓越實(shí)驗(yàn)中心，聯(lián)合開(kāi)發(fā)新一代 HPC 計(jì)算機(jī)，使用 IBM 的 Power 處理器及 NVIDIA 的 Teslak 加速卡，浮點(diǎn)性能至少 10 億億次，最高的可達(dá) 30 億億次。

2020 年 12 月，歐盟擬為「數(shù)字歐洲」計(jì)劃撥付 75 億歐元，其中 22 億歐元用于超級(jí)計(jì)算，21 億歐元用于人工智能。該計(jì)劃具體包括：在 2021 年底前至少收購(gòu) 1 臺(tái)百萬(wàn)兆級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)；在健康、制造和能源等領(lǐng)域建立可用于人工智能的全歐數(shù)據(jù)空間及測(cè)試設(shè)施；部署泛歐量子通信基礎(chǔ)架構(gòu)并支持建立網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃；專設(shè)人工智能、高級(jí)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)安全碩士計(jì)劃等。

去年 3 月，英國(guó)政府承諾向超級(jí)計(jì)算和人工智能研究投入 10 億英鎊（13 億美元），希望成為「科技超級(jí)大國(guó)」。作為該戰(zhàn)略的一部分，政府表示，希望花費(fèi)約 9 億英鎊建造一臺(tái)「超大規(guī)?！褂?jì)算機(jī)，它能夠構(gòu)建自己的「BritGPT」，與 OpenAI 的生成式 AI 聊天機(jī)器人相媲美。

今年四月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將向 5 家日本企業(yè)提供總額 725 億日元的補(bǔ)貼，用于打造人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)，旨在減少對(duì)美國(guó)的技術(shù)依賴。日本政府為 Sakura Internet、日本電信巨頭 KDDI、GMO 互聯(lián)網(wǎng)、Rutilea 和 Highreso 分別提供 501 億、102 億、19 億、25 億和 77 億日元的政府補(bǔ)貼。消息顯示，日本「產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所」將最早于今年開(kāi)發(fā)出一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，其計(jì)算能力大約是現(xiàn)有機(jī)器的 2.5 倍。在日本經(jīng)產(chǎn)省的監(jiān)督下，該機(jī)構(gòu)將通過(guò)云服務(wù)將這臺(tái)超算提供給開(kāi)發(fā)生成式 AI 的日本國(guó)內(nèi)企業(yè)。

除了政府支持的項(xiàng)目外，全球科技企業(yè)也在砸錢(qián)建算力。亞馬遜計(jì)劃未來(lái) 15 年投資 1480 億美元在全球各地建設(shè)數(shù)據(jù)中心，滿足人工智能等需求。谷歌公司宣布投資 30 億美元用于建設(shè)或擴(kuò)建位于弗吉尼亞州和印第安納州的數(shù)據(jù)中心園區(qū)。微軟、OpenAI 也正在進(jìn)行一項(xiàng)分為五個(gè)階段的超級(jí)計(jì)算機(jī)建設(shè)項(xiàng)目，擬動(dòng)用的投資將超過(guò) 1150 億美元，其中大部分的成本將用在采購(gòu)驅(qū)動(dòng) AI 所需的算力設(shè)施。

運(yùn)營(yíng)商啟動(dòng)大規(guī)模采購(gòu)，AI 芯片市場(chǎng)爆發(fā)

大規(guī)模的布局算力中心也帶來(lái)了對(duì) AI 芯片的大規(guī)模采購(gòu)。

近日，中國(guó)移動(dòng)啟動(dòng)大規(guī)模 AI 芯片集采引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注。中國(guó)移動(dòng)啟動(dòng) 2024 年至 2025 年新型智算中心采購(gòu)。招標(biāo)公告顯示，本次項(xiàng)目采購(gòu)總規(guī)模達(dá)到 8054 臺(tái)。有機(jī)構(gòu)測(cè)算，按照此前中標(biāo)報(bào)價(jià)，此次采購(gòu)規(guī)?；虺^(guò) 150 億元。

一個(gè)月前，中國(guó)聯(lián)通也啟動(dòng)了超過(guò) 2500 臺(tái) AI 服務(wù)器采購(gòu)，而中國(guó)電信此前也早已行動(dòng)。隨著三大運(yùn)營(yíng)商啟動(dòng)大規(guī)模招標(biāo)，在業(yè)內(nèi)看來(lái)，國(guó)內(nèi)算力部署已經(jīng)駛上「快車道」。

就在 2 個(gè)月前，中國(guó)移動(dòng)還發(fā)布了 2023 年至 2024 年新型智算中心（試驗(yàn)網(wǎng)）集采項(xiàng)目，12 個(gè)標(biāo)包對(duì)應(yīng) AI 訓(xùn)練服務(wù)器采購(gòu)量總計(jì)達(dá)到 2454 臺(tái)（1-11 標(biāo)包集采 1204 臺(tái)，12 標(biāo)包集采 1250 臺(tái)）。

在 3 月底，中國(guó)聯(lián)通發(fā)布 2024 年中國(guó)聯(lián)通人工智能服務(wù)器集中采購(gòu)項(xiàng)目資格預(yù)審公告，公告顯示，2024 年中國(guó)聯(lián)通人工智能服務(wù)器集中采購(gòu)項(xiàng)目已批準(zhǔn)，招標(biāo)人為中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司及省分公司、聯(lián)通數(shù)字科技有限公司等。此次中國(guó)聯(lián)通將采購(gòu)人工智能服務(wù)器合計(jì) 2503 臺(tái)，關(guān)鍵組網(wǎng)設(shè)備 RoCE 交換機(jī)合計(jì) 688 臺(tái)，本次采購(gòu)不劃分標(biāo)包。

去年 10 月，中國(guó)電信也公布了 AI 算力服務(wù)器（2023-2024 年）集中采購(gòu)項(xiàng)目評(píng)審結(jié)果，超聚變、浪潮、新華三等廠商入圍，合計(jì)采購(gòu) 4175 臺(tái) AI 服務(wù)器和 1182 臺(tái)交換機(jī)。

算力中心建設(shè)帶動(dòng) AI 芯片廠商受益

目前來(lái)看，主要有建設(shè)算力中心的企業(yè)包括運(yùn)營(yíng)商、大型云服務(wù)企業(yè)和大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。這些企業(yè)資金充沛，體量大，能承擔(dān)建設(shè)算力中心的巨額費(fèi)用。同時(shí)，其對(duì)算力需求巨大，也有豐富的下游客戶可以出售算力。

2023 年 10 月 17 日，美國(guó)商務(wù)部出臺(tái)了出口管制清單的 ECNN 3A090 和 4A090 要求，以進(jìn)一步限制高性能 AI 芯片的出口，同時(shí)將 13 家中國(guó)公司列入實(shí)體清單。修改后的出國(guó)管制設(shè)計(jì) 產(chǎn)品包括但不限于：英偉達(dá) A100、A800、H100、H800、L40、L40S 以及 RTX 4090 產(chǎn)品。由于美國(guó)對(duì)國(guó)內(nèi)算力 AI 芯片的采購(gòu)限制。目前算力中心和相關(guān) AI 芯片已形成國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)巨大的算力市場(chǎng)帶動(dòng)了國(guó)產(chǎn)芯片廠商受益。近日，中國(guó)移動(dòng)正式宣布建成全球運(yùn)營(yíng)商最大單體智算中心——中國(guó)移動(dòng)智算中心 (呼和浩特)，目前已投產(chǎn)使用。該智算中心項(xiàng)目部署約 2 萬(wàn)張 AI 加速卡，AI 芯片國(guó)產(chǎn)化率超 85%。

中國(guó)聯(lián)通近日也在北京建成了全國(guó)首個(gè)「政府+運(yùn)營(yíng)商」智算中心，算力中心繼續(xù)沿用全國(guó)產(chǎn)化的昇騰 AI基礎(chǔ)軟硬件。

此前，中國(guó)電信上海公司在上海點(diǎn)亮的「大規(guī)模算力集群暨人工智能公共算力服務(wù)平臺(tái)」，是全國(guó)規(guī)模最大的運(yùn)營(yíng)商級(jí)智算中心，算力集群規(guī)模達(dá) 15000 卡，采用自主創(chuàng)新 AI 芯片。年初投入運(yùn)營(yíng)的中國(guó)電信中部智算中心也采用了基于國(guó)產(chǎn) AI 基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)的方案架構(gòu)。

不難發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)算力中心多采用國(guó)產(chǎn) AI 軟硬件。目前 GPU 在 AI 芯片市場(chǎng)用量最大，目前國(guó)產(chǎn) AI 芯片采購(gòu)主要受益中國(guó)代表企業(yè)包括華為、海光信息、景嘉微、燧原科技等。去年百度為 200 臺(tái)服務(wù)器便訂購(gòu)了 1600 片昇騰 910B AI 芯片。

據(jù)機(jī)構(gòu)測(cè)算，受英偉達(dá)限令升級(jí)影響，2024 年 AI 國(guó)產(chǎn)芯片新增市場(chǎng)空間將達(dá)到 700 億以上。

國(guó)外其他主要市場(chǎng)在芯片采購(gòu)方面收到的限制較小。全球 AI 芯片市場(chǎng)當(dāng)前基本被以英偉達(dá)為代表的歐美大廠主導(dǎo)，業(yè)界數(shù)據(jù)顯示，英偉達(dá)以 80% 的市占率幾乎「壟斷」AI 芯片市場(chǎng)。此前英偉達(dá)的 CEO 黃仁勛還宣布，他們將在日本建立 AI 工廠，并且該工廠優(yōu)先供應(yīng)日本本土的 GPU 需求。

競(jìng)爭(zhēng)加劇，大廠開(kāi)始自研 AI 服務(wù)器芯片

目前普遍認(rèn)為，人工智能熱潮下，受益最多的是「賣鏟子」的 AI 芯片廠商。數(shù)據(jù)顯示，芯片成本在基礎(chǔ)型服務(wù)器中約占總成本的 32%，而在高性能或更強(qiáng)性能的服務(wù)器中，芯片成本占比高達(dá) 50%~83%。

過(guò)高的成本也導(dǎo)致有越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)和 IT 設(shè)備大廠開(kāi)始自研 AI 服務(wù)器芯片。

2016 年，谷歌推出了自研的 AI 張量處理單元（TPU），2022 年前后，谷歌開(kāi)始研發(fā)基于 Arm 架構(gòu)的服務(wù)器 CPU，2024 年 4 月，谷歌發(fā)布了自研 Arm 構(gòu)架 CPU——Axion，并宣布該芯片已經(jīng)在內(nèi)部使用。

2020 年，微軟開(kāi)始為其 Azure 云服務(wù)定制芯片，2023 年 11 月，微軟推出了兩款自研芯片——Maia100 和 Cobalt100。Maia100 是一款專為大語(yǔ)言模型訓(xùn)練和推理而設(shè)計(jì)的芯片，采用臺(tái)積電 5nm 制程，Cobalt100 是一款基于 Arm 架構(gòu)的 128 核服務(wù)器 CPU。

今年 4 月初，Meta 發(fā)布了新一代 AI 訓(xùn)練和推理加速器 MTIA，其計(jì)算和內(nèi)存帶寬是上一代產(chǎn)品的兩倍多，最新版本芯片有助于驅(qū)動(dòng) Facebook 和 Instagram 上的排名和推薦廣告模型。

此前，有報(bào)道稱，美國(guó) AI 研究公司 OpenAI 正在與包括阿聯(lián)酋政府在內(nèi)的潛在投資者進(jìn)行談判，試圖推動(dòng)一個(gè)旨在提高全球芯片制造能力的項(xiàng)目，重塑全球半導(dǎo)體行業(yè)。其中一名知情人士透露，該計(jì)劃準(zhǔn)備籌集高達(dá) 5 萬(wàn)億至 7 萬(wàn)億美元。

此外國(guó)內(nèi)大廠也不逞多讓，開(kāi)始研發(fā) AI 芯片。近日，中國(guó)移動(dòng)在其 2024 算力網(wǎng)絡(luò)大會(huì)上正式發(fā)布大云磐石 DPU，該芯片帶寬達(dá)到 400Gbps，為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。