人工智慧計算中心

人工智慧計算中心是以基於人工智慧型晶片構建的人工智慧計算機集群為基礎，涵蓋了基建基礎設施（機房基建）、硬體基礎設施和軟體基礎設施的完整系統，主要套用於人工智慧深度學習模型開發、模型訓練和模型推理等場景，提供從底層晶片算力釋放到頂層套用使能的人工智慧全棧能力。

基本介紹

• 中文名：人工智慧計算中心
• 外文名：AI
• 別名：人工智慧計算
• 所屬學科：人工智慧

關鍵作用

人工智慧計算中心將重點打造“一中心四平台”，以人工智慧計算中心為主體，提供公共算力服務平台、套用創新孵化平台、產業聚合發展平台和科研創新人才培養平台，以此實現“政產學研用”五位一體打通，形成區域乃至全國的人工智慧產業的匯聚。

（一）公共算力服務平台

將人工智慧計算中心算力資源開放給本地軟體開發企業、科研機構和高校，解決高校、科研機構和企業的算力需求問題。

（二）套用創新孵化平台

結合本地優勢產業特點，編制人工智慧套用場景的項目機會清單，面向人工智慧企業、高校院所、科研機構進行公開發布，鼓勵開展人工智慧競爭性和先導性套用開發和場景試驗，牽引科技創新成果做商用轉化，形成重大產品創新和示範套用。

打造一批有影響力、有實際效果的套用示範項目，進一步帶動本地相關產業智慧型化升級。

（三）產業聚合發展平台

依託人工智慧計算中心建設配套園區，並聯合AI頭部公司聯合建立人工智慧生態創新中心等生態運作組織，進行企業交流、初創孵化、技術賦能、人才培訓、技術方案對接，產業推廣等活動，促進和推動人工智慧產業集約集聚發展。

（四）科研創新人才培養平台

結合本地教育資源情況，鼓勵高校院所聯合行業龍頭企業，採用產學研合作模式，創建一批人工智慧重點實驗室、研究院等創新科研組織，基於人工智慧計算中心算力資源，圍繞產業技術創新需求，開展人工智慧技術研發、科技成果轉化等重點工作，落地一批科技創新成果，培養一批關鍵人才。

現狀

人工智慧計算中心以人工智慧專用晶片為計算算力底座，是當前人工智慧快速發展和套用所依託的新型算力基礎設施。具備訓練複雜先進模型和處理海量數據能力的人工智慧計算中心屬於投資較大的信息基礎設施，是包含了機房基建、硬體基礎設施和軟體基礎設施的大規模的系統工程，當前的建設模式和現狀主要為政府主導建設和頭部企業自行建設。

政府主導建設

在國家層面，出於保持國家競爭力、帶動產業發展等考量，各國政府紛紛出資或政策引導建設人工智慧計算中心。在我國人工智慧戰略和深圳“雙區驅動”整體布局下，鵬城實驗室和華為合作，共同研製人工智慧大科學裝置——鵬城雲腦，打造人工智慧計算中心、面向全國的人工智慧基礎開源開放平台和人工智慧開源開放創新生態環境。支撐粵港澳大灣區人工智慧重大套用需求、提升大灣區人工智慧研究基礎地位與創新力和吸引全國人工智慧資源、技術與人才。

頭部企業建設

近年來人工智慧技術領先的企業已普遍開展人工智慧算力平台建設，部分龍頭企業根據自身的業務特點投資人工智慧專用晶片，並依託人工智慧晶片建設專有集群。如Google、微軟、華為、科大訊飛、商湯、曠視。

發展趨勢

（一）全棧一體化趨勢：專用人工智慧晶片與軟硬體協同最佳化提升計算效率

各類人工智慧加速晶片適應人工智慧的算法特徵，進行矩陣元操作的並行化加速，或進行針對特定人工智慧計算任務的精簡最佳化，發展方興未艾。我國人工智慧晶片起步較晚，但發展較快，當前華為、寒武紀等已推出商用人工智慧晶片，還不斷有新的人工智慧晶片出現。

（二）技術融合趨勢：雲與人工智慧融合

雲平台帶來了人工智慧計算中心運營模式的改變，通過雲上租戶粒度的安全隔離、完善的運維運營系統，人工智慧計算中心可以為不同用戶提供安全可靠、按需使用、彈性伸縮、有服務等級保障的自助式服務。雲化計算中心提供裸金屬伺服器、虛擬機、容器等多樣化的算力資源和人工智慧使能平台服務，人工智慧服務與雲上大數據、物聯網、邊緣計算等服務的相互協同，滿足新型套用場景綜合複雜多層次的計算需求。

（三）平台賦能趨勢：人工智慧計算中心賦能企業，形成算力生態

具備強大軟硬體能力的核心企業集聚研發能力、生產經驗和產業資源，在人工智慧計算中心搭建基礎套用使能能力，對平台上的小型人工智慧企業和欠缺人工智慧能力的傳統企業進行賦能。人工智慧計算中心將成為人工智慧核心企業和大量初創企業能力輸出的主要方式，如通過平台開放接口的方式輸出龍頭企業的算法能力，資源、數據支撐、運營輔導和模式最佳化等。

總體架構

人工智慧計算中心的總體架構劃分為基建基礎設施（機房基建）層、硬體基礎設施和軟體基礎設施層，在人工智慧計算中心之上，是行業套用層。

基建基礎設施層包括土建、電氣等底層設施。為人工智慧計算中心提供空間、水電、散熱等基本條件。行業套用層是人工智慧產業的核心，將基礎能力轉化成人工智慧技術，如計算機視覺、智慧型語音、自然語言處理等套用算法研發，廣泛套用到多個不同的套用領域。

人工智慧計算中心總體架構

關鍵技術

1.硬體基礎設施

由人工智慧計運算元系統、存儲子系統、網路互聯子系統組成。人工智慧計運算元系統主要提供硬體算力，由人工智慧晶片、基於人工智慧晶片的伺服器與晶片間和伺服器間網際網路構成。存儲子系統、網路互聯子系統圍繞計運算元系統提供數據存儲傳輸、人工智慧網路模型參數傳輸更新等功能。其中，人工智慧晶片是人工智慧硬體基礎設施中人工智慧算力最重要的承載。

2.軟體基礎設施

軟體基礎設施層包含基礎軟體（AI系統軟體包括AI開發框架和晶片使能軟體，以及雲平台）、AI使能軟體、行業算法、AI市場。基礎軟體中，晶片使能軟體驅動AI晶片，提供深度學習軟體加速庫（運算元）的集合，AI開發框架封裝了如卷積等基本操作，提供人工智慧網路模型開發環境；基礎軟體還包括雲平台，對計算、存儲、網路資源進行統一調度和鼓勵，提供統一算力支持。AI使能軟體支持作業的自動調度、大規模分散式訓練，對AI計運算元系統的算力資源進行統一管理、調度和實時分配，提供運算元開發研究、神經網路開發研究、全流程AI開發能力，幫助AI開發者和科研人員高效完成運算元開發、算法開發、數據處理、模型訓練和模型部署等開發活動。行業算法通過行業知識和積累，預置行業經驗，實現更快更高效的賦能行業。

人工智慧計算中心關鍵技術與代表企業

建設指導

由中國科學技術信息研究所發布的《人工智慧計算中心發展白皮書》對人工智慧計算中心的概念、發展現狀、總體架構和關鍵技術以及加快發展我國人工智慧計算中心的建議作出了解釋與介紹。

建設意義

人工智慧計算中心是一個非常重要的基礎設施，旨在讓人工智慧“用得起、用得上、用得好”。

“用得上”是指構建一體化方案，通過一個人工智慧計算中心，讓各種交叉技術一站式解決；“用得起”是指在不浪費有限的社會資源的條件下，把所有的成本降至最低，統籌規劃解決人工智慧算力，使人工智慧計算中心作為標桿，解決人工智慧基礎研究上的需求和產業發展，滿足中小企業加入人工智慧行業中所需要的算法需求；“用得好”則是指未來將推出多個公共服務平台，並實現平台疊代升級，讓受益面更廣。

建設情況

武漢東湖新技術開發區與市科技、經信部門共建的人工智慧計算中心，是武漢建設國家新一代人工智慧創新發展試驗區的具體行動，將打造公共算力服務、套用創新孵化、產業聚合發展和科研創新人才培養“四個平台”，助力武漢智慧型製造、智慧醫療、智慧型數字設計與建造、智慧型網聯汽車產業發展。

人工智慧計算中心將成為一個標誌性工程，為武漢人工智慧試驗區發展帶來更大更強的帶動效應。