【华信咨询】中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书（2024年）

中国通服数字基建产业研究院2024年9月Itangrulin.hx@chinac编委会菲菲、倪玮、苏义成、孙平、施晨霞、汪悦、唐礼通、王德智、项淼琴、邢娜娜、肖后强、余沐阳、袁兰兰、俞佳炀、燕晓颖、版权申明相关法律责任。创替代等多元要素影响下，智算中心产业发展面临诸多机遇和挑战，营模式，中国通服数字基建产业研究院发布《中国智算中心（AIDC）博弈-中美围绕智算领域的博弈将持续升级和演进：在中美博弈趋势-国内智算中心未来5年迎来发展窗口期：美国AI及智算中V业务-算力调度、数据服务、模型部署成为重要业务形态:相较基础业务外，围绕算力的调度管理服务、围绕数据的标注交易服务、需求-当前智算中心市场有泡沫但未偏离价值需求：受限于当前VI建设-算电协同和建筑形态立体化是智算中心两大建设变化：选址应重点关注枢纽节点集群和绿电富集区域，积极推动采用微电网、运营-智算中心的可持续运营更需要生态圈：活；运营商-加快推动传统数据中心和云业务向智算中心业务转型，务商-围绕产业链和供应链，强化关键技术的创新引领，积极打造行VII响应国家东数西算号召，抢先布局战略区域，VIII 1(一)算力内涵 11.算力概念及分类 12.算力的供应载体 2(二)智算中心内涵 3 6(一)AI技术演进下看智算 61.产业形态 62.产业技术 113.应用场景 (二)AI政策演进下看智算 1.国家层面的AI专项政策 2.省市层面的AI实施政策 (三)龙头企业演进下看智算 1.英伟达历年营收情况 2.从英伟达年报看智算 (一)国内智算中心产业链视图 (二)智算中心与数据中心产业链对比分析 (三)中美博弈对中国智算产业的影响 411.中美博弈在智算产业方面的发展趋势 412.美国科技封锁对中国智算产业的影响 3.芯片禁令下智算企业相关方应对启示 (一)国内智算中心需求场景分析 1.需求分布趋势 2.实际调研反馈 (二)国内智算中心需求测算 1.从供给量级来看 2.从产业内需来看 (三)国内智算中心供给现状 1.市场供给现状 2.建设体量分布 3.建设区域分布 4.国产化渗透 5.主要建设模式 (四)国内智算中心供需研判 1.供需匹配度分析 2.产业周期性研判 (一)智算中心建设布局分析 1.布局原则 2.布局模型 3.实践案例 (二)智算中心建设标准分析 1.数据中心与智算中心建设标准对比分析 2.传统云资源池与智算资源池对比分析 3.传统模式与模块化建设模式对比分析 5.数据中心与智算中心建设形态展望 6.智算中心芯片选型 (三)智算中心建设成本分析 (一)智算中心总体运营现状 (二)智算中心业务模式分析 1011.业务运营模式 1012.合作运营模式 (三)智算中心定价模式分析 (四)智算中心盈利评估分析 1.收入 2.成本 3.测算指标 X 4 5 8 9图5我国AI芯片市场规模占比 9 图7大模型技术简化AI技术流程 图8新兴业态带动算力需求增长 14图9全球、中、美人工智能文献发表细分学科分布 图10大模型重造产业格局 图11IDC《2021年AI算力报告》预测训练推理算力占比 图12中国训练推理算力占比 图13国内外头部车企训练智算体量对比 图14英伟达2020-2024财年营业收 图15英伟达2024财年各业务板块收入占比 图16英伟达2022-2024财年各业务板块收入及占比 图18人工智能产业链视图 图19智算中心产业链视图 图21智算中心产业链图谱 图222021年我国各行业算力应用占比 图232023年我国各行业智能算力采购需求增速预测 图25大模型技术发展带动模型参数规模演进 图27我国智算中心建设城市分布情况 图28我国智算中心建设枢纽分布情况 图30美国人工智能产业发展周期 图31我国智算中心产业发展生命周期 图32数字设施“金三角” XI 图36数据中心独立集装箱示例 图39数据中心标准层平面布置示例（机电：机柜=1:2） 图40智算中心标准层平面布置示例（机电：机柜=3:1） 图41芯片形态演进图 图42建设成本测算要素 图43建设成本测算逻辑 图44智算中心成本模型 图45智算中心主要技术经济评估指标 XII表目录表1算力分类及特点 1 8表32022年中美智算规模指标对比 表4未来5年中国AI子市场复合增速 表5中美高访问量AI应用简览 表6我国人工智能政策概览 表7重点省市有关部门人工智能产业相关政策 表8IDC产业链与智算产业链对比表 表9国内两大类智算需求企业 表102022年中美智算规模指标对比 表12全国已投运及规划建设的智算中心（部分） 表13选址模型及参数 表14数据中心楼层功能设计及参数示例 表15智算中心楼层功能设计及参数示例 表16华信智算中心典型设计案例 表19新建数据中心测算表 表20改造智算中心测算表 表21新建智算中心测算表 表22资源共建典型案例 表23平台共赢典型案例 表24价值共创典型案例 表25全国重点区域智算定价区间 表26智算中心收入类型 表27典型智算中心项目盈利情况介绍 1一、智算中心内涵界定尚未形成统一定论。2018年诺贝尔经济学奖获得者William2用统短视频、制造、金规划、搜索/推荐等成计算集群上33）超算算力（超算国内超算制造商市场份额领先，在全球TOP500超算排行榜中，联想、浪潮、曙光分别排名全球算力规模达到70000P。从全球各大4（1）狭义的智算中心是智能算力的物理载体，是“机房+网络从基础设施层看，传统数据中心以提供“机房+网络”为主，由用5（2）广义的智算中心是人工智能软硬件技术一体化的载体，是“算力+数据+算法”的融合服务，是促进AI产业化和产业AI化的重6二、国内AI及智算中心产业概述(一)AI技术演进下看智算模型时代到大模型时代，AI技术的实用性发生了质的飞跃。大模型人工智能在经历前期技术积累和迭代后，逐渐突破传统分析型7中在从大量数据中提取有意义的信息，并帮助用户或企业做出决策。8算力规模达到180EFLOPS，位居全球第二，2025年将增长至变化，智能算力占总算力的比重由2016年的3%提升至2023年6月9图42016年与2023年6月度学习、训练及推理，在GPGPU市场，呈现Gartner、中国通服数字基建产业研究院等多方机构测算，截止2022智算规模仅为3.4EFLOPS/亿人，美国人均智算规模约为26.4偏低，通算占比过高，结构相对不合理。截至2022年底，我国智能研究院）等人工智能的通用性、泛化性，基于大模型通过零样本或小样本精调，大模型技术对于智算规模提出了更高的要求。AI大模型大模型时代深度学习时代前深度学习时代资料来源：论文《Brain-inspired谷歌TPU等；谷歌与脸书拥有TensorFlow与Pytorch等行业主流框中国紧随其后，在部分技术领域已与美国比肩。中国在计算机视觉、梅隆大学等多个老牌AI领先院校研究所，同时美国厂商拥有接近中更关注“硬件化”的人工智能应用。另一方面，在新，快速融入各行业核心应用:如办公应用中文字生成极大提升公文邮件、新闻等编辑效率;软件开发中代码生成可提升开发人员的工作力高地。2B应用阶段为离线部署与在线服务并多，多数企业计划采用可接受的成本、精度、性能来完成应用部署。行业数据积累、模型调测和行业应用集成等方面，均需要时间积累。科学研究、社会治理、商业创新和国家安全等经济社会的关图11IDC《2021年AI算力报告》预测训练推理算力占比2023年媒体平台和内容创作平台也有越来越多的用户使用生成式人工智能表4未来5年中国AI子市场复合增速硬件市场服务市场中国面析金融、法律巴政务、教动金融、文旅索络美国手*访问量为2024年7月数据（统计：非凡产业公开报告）小米明年30万辆车出厂，若预计50%车需要智算的需求，则350002000国内头部车企特斯拉FSDV12(二)AI政策演进下看智算1.国家层面的AI专项政策在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、科技部印发《国家新一代人工智能开放创新平台建设工作指引》《新一代人工智能发展规划》《新一代人工智能治理原则——发展负责任的人《国家科技伦理委员会组建方案》《关于加强科技伦理治理的意见》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划《新一代人工智能产业创新重点任务揭榜工作方《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的《高等学校人工智能创新行动计划》国家发改委首次将智能计算中心作为算力基础设施的重要代表纳入工智能产业发展和业务需求，推动算力+行业融合发展，逐步合理提门出台的《深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网发展试验区的设立为促进人工智能领域的创新和发展创造了良好的2.省市层面的AI政策接力表7重点省市有关部门人工智能产业《北京市加快建设具有全球影响力的人工智能创新《北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施》《北京市通用人工智能产业创新伙伴计划》月《关于通过公共数据开放促进人工智能产业发展的《天津市建设国家新一代人工智能创新发展试验区月《上海市人工智能产业发展“十四五”规划》《关于推进本市新一代人工智能标准体系建设的指《上海市推动人工智能大模型创新发展的若干措《重庆市以场景驱动人工智能产业高质量发展行动2023年4月《加快河北省战略性新兴产业融合集群发展行动方《江苏省新一代人工智能产业发展实施意见的通月《浙江省新一代人工智能发展规划》《关于加快人工智能产业发展的指导意见（征求意《安徽省人民政府关于支持人工智能产业创新发展《推动新一代人工智能加快发展的实施意见》《福建省人民政府办公厅关于印发福建省促进人工月《广东省新一代人工智能创新发展行动计划（2022-《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用月《湖北省人工智能产业“十四五”发展规划》月《湖北省新一代人工智能发展总体规划（2020—《湖南省“十四五”战略性新兴产业发展规划》《四川省“十四五”新一代人工智能发展规划》城市级算力统筹调度平台，实现“算力一网化、统筹一体化、调度一站式”，争取全市可统筹的公共智能算力及相关网络带宽保持国内领先水平。通过建设城市级智能算力平台、打造大湾区智能算力枢纽、(三)龙头企业演进下看智算英伟达的业务模式开始出现重大转向，众多科技公司不仅纷纷布局），英伟达的数据中心业务将是需求爆发下的充三、国内智算中心产业链分析人工智能计算中心以人工智能芯片构建的人工智能计算机集群业龙头、台积电是晶圆代工企业龙头、长电科曙光等IT服务商，以及电信运营商、第三方服务数据港、阿里云、腾讯云等凭借丰富的数据中心、AI服务器资源储AIGC市场规模将达到万亿级别，高速增长的AIGC产业引发的智算核心是提供物理空间、网络带宽、电力供应、冷却系统等基础设施，综合智算服务商、AI框架和平台开发投资占比型AI科技企业提供AI模型开发和应用相关的数据集、基础模型封锁措施，其中多个领域涉及智算中心的核心基分地区或国家企业向中企出口芯片及半导体制造设备的权利。此外，1/a/us-considering-curbing-china-s-cloud-access-offic的认知上，由于全球半导体供应链中受EAR（ExportAdministration“出口管控”扩展到“投资管控”，且这种管控呈现双向特征。用美国资金和专业知识进行相关领域的技术研发和产品创新。第二，业对美国科技、电信、航天等关键技术领域的投资4。2/cn/zh/insights/latest-thinking/8-issues-of-the-latest-US-export-sanction-rules-concerning-semicECCN4A003.b且包含美国产半导体的外国电脑、含有美国原产受控技术（ECCN5E002）的外国4/sites/default/files/2018-08/The-Foreign-Investment-RisReview-Modernization-Act-of-2018-FIRRMA_0.大模型训练成本的多卡串联的并行计算环节仍然存在较大差距5。另进一步限制了国内智算行业获取必要部件、提高运算能力的途径。5/s?id=1780732924417849849&wfr=spider能产业发展增速居世界前列，基于人工智能产业对芯片的巨大需求，预计其对国产芯片的需求将快速增长，我国将形成“芯片-智算中心”制于人。中国智算企业在选择研发路径时，应根据自身的技术积累、四、国内智算中心供需分析关注高性价比，租期一般在0.5～1年。互联网政府服务电信金融制造教育其他新、百度文心一言、科大讯飞星火认知大模型、华为云盘古大模型、户，即推理用户，利用AI算力主要满足智能分析、控、仿真测试、生物识别等场景需求，用户主要包括云计算服务商、模型共79个，其中北京、广东、浙江、上海如文娱大模型：妙鸭相机爆火后算力需求暴涨数百倍，租用阿里如医药大模型：深势科技目前训练+推理侧合计租用4000P，未来如金融大模型：以九坤资本、幻方量化为代表的量化金融私募商互联网+：如猿辅导、学而思等互联网教育公司，均在布局大模美国当前保持着世界人工智能发展的总体领先地位,其在智算及人工智能领域的发展历程和经验规律为中国智算中心产业发展提供人工智能产业规模与智算需求体量间存在强相关关系，2022年美国能产业的竞速追赶，预计2025年超万亿元，且生成式AI将逐步占据假设：美国智算产业基本处于供需平衡的状态。6总建设规模统计值仅为全国在用及规划建设的智算中心的智能算力（PF12024年我国智算中心建设进入快速增长阶段，上半年有规模披比56%已投产、在建及拟建的中小型智算中心分别为5个（占比46%）位于一、二线城市，32个（占比54%）算中心、宁波市人工智能超算中心、河北人工智能计算中心（一期）123廊坊456杭州人工智能计7超算中心89-“一带一路”国-青岛“海之心”人工智能计算中心心智算中心建设逐步形成“地方政府主导+互联网巨头企业主导”（1）综合多方机构（国务院参事、中国电子商会等）预测，AI（2）智算需求与AI产业保持强相关；7政企合建”模式具体指政府与企业签订合作协议共建智算中心，或由双方出资成立的合资公司（多为企业控股、政府参股）作为建设单位。（3）根据上述现状分析，当前智算中心处于集中建设期，预计超80%；2026年后，增速逐渐趋缓，稳定在40%；（4）未来我国智算需求主要集中在对由智据，2023年上半年，中国加速服务器市场约31亿美元，其并对比A800部分精度的算力有优势，同时推出AI开源计算框架和大语言模型的训练推理等场景进行优化。AI集群上，华为Atlas域差距较大。芯片禁令不仅在对我国的芯片直接供给上设置了限制，图32数字设施“金三角”1、智算与通算在芯片技术上将深度融合：未来的超级芯片2、智算与通算的需求场景重叠度极低：在需求场景上形成显著差异，不过在少数领域也有一定重4、智算与通算在国内供给体量上同步增长：中国智算占比五、国内智算中心建设方案分析参照国家对八大枢纽节点及起步区的选址布局导向，构建算力基w=w(i)xi；w:要素权重;x:要素分值i=10.5供需因素0.30.2华信咨询设计研究院已为多个政府和大型央国企提供了智算中41.2049.12840.985641.71349.019443.1744.2641.2544.4642.521240.4040.7340.0948.3042.5145.0946.0348.017力供需缺口较大，且运营成本相对较低，建议一（1）建筑平面：大模型智算组网对机柜集中度要求更高，机柜（2）结构承重：智算机柜、液冷机柜对结构承重提出了更高的楼板均布活荷载承重≥16kN/m2，适当预留部分楼层或白空间满足结应具备足够面积设置冷却塔或干冷器等，并预留管房空调采用架空地板下送风+自然回风或弥漫式送风+吊顶回风等远（4）电力容量：随着智算中心单机柜功率密度不断提升，电力施建设需要考虑“六性六化”总体思路，以前瞻性、先进性、灵活性、建筑主机房净高应满足机柜高统房间级空调，数据中心的主机房采用房间级空调下送风地板冷却机组弥漫式送风，可不设架空地板，具体根据设备功率及地板下梁下净高（含地板）≥4.2m，地板高度电力电池区与主度≥300mm，梁下净高（含地电力电池区与主机房结构不间断电源系统室活荷载标电池室活荷载标准值/蓄电建议主机房、不电室统一活荷载标准值留部分机房活荷载标准值≥20kN/m2；屋面或室外具备足够面积设置冷建议主机房活荷载标建议不间断电源系统电池室活荷载标准值/室内外具备足够面积制冷组、传统风冷、水冷型的房间级空余30%冷量通过列间空配电油机、2N不间断电源/高压直流系一般配电区面积小于主机房一般配电区面积会大于主机房面积，单位建筑面消防给排水采用房间级空调时，水不进主机房服务器机柜区域，空调区做采用冷冻水型列间、背板空项目概况：项目位于杭州市萧山区经济技术开发区下属的项目类别：规划设计+土建总包设计单位：华信咨询设计研究院有限公司总包单位：华信咨询设计研究院有限公司IB组网标准模型和方案，会根据客户或者项目的需求进行定制组网时，RoCE通过框式交换机提升组网规模，从成本、算力效率和供货能力综合考虑，线缆的长度建议控制在50三层组网：三层组网指计算节点与控制节点位于不同子网中，通1、灵活的资源调度：传统云管平台可以根据用户的需求，2、自动化管理：传统云管平台通常具备自动化管理的能力，包3、多租户支持：传统云管平台可以支持多个用户租用同一组计1、任务自动调度：智算平台可以自动识别和调度不同的人工智2、高性能计算：智算平台通常利用高速网络和专业加速卡等技3、大规模的分布式计算：智算平台支持大规模分布式计算，可4、深度学习模型训练与优化：智算平台有专门的算法支持和优化工具，能够训练和优化深度学习模型，提高模型训练和推理性能。短、可复制性等特点。可根据客户的不同算力需求定制规划、分阶段实施，适用于各类算力中心新建及改造场景备选型，可将故障“爆炸”半径控制在以模块为单冷冷冻水空调系统。当前市场上主流智算设备单机柜功耗可分为液冷智算机房常用液冷机柜为冷板式液冷，单机柜功耗35~源接入2架机柜的PDU，以满足设备的供电需求。1423等4142364(1)二层机房空调系统为冷冻水空调系统，空调末端采用房间(3)四层液冷智算机房新建板式液冷机柜的单机柜功耗为(4)四层液冷智算机房隔壁模块机房改造为液冷设备间，新增设备采用1路市电+1路U电末端切换的供(2)本期屋面新建冷却塔采用钢结构架空，相比传统的混凝土1√2Pro√3√√4√√5√√6X4√7X8√84*MLU290-√9√√√【PCie】3200√私改【SXM】【PCie】3026√私改√√√√【PCle】624√√√√√注：厂商未全面罗列，表中相关数值仅供参考，具体以各厂商最新测试数据为准。华为芯片系列中Atlas300IA2和At较低的价格；劣势是适用场景有一定限制，训练性能相对较低。而数据中心仅考虑风冷制冷方案，智算中心考虑风冷和液冷（冷板式）础网络安全设备可全部利旧，智算网络设备按4、液冷智算中心投资更大、面积更小：相较于风冷，///1212341212341-30.7%21234六、国内智算中心运营模式分析+互联网巨头主导”两条主线，但基本形成了良性循环。政府下属特将快速面市，面向终端客户的应用推广合作等需求“算力、平台、应用”的融合生态服务转变，全国多科创基地。用创新；另一方面，智能算力以云服务的形式提供，用步为客户提供行业AI+解决方案或服务器+云服务+大模型等整体解共同打造万卡级AI多生态异构算力基地。本项目一期算力规划融合各方技术优势、强大通信网络和计算资源等，强化强化电信AI业模型服务+专业数据集服务，赋能本地企业智能化转型。③平台应AIDC产业小生态。②AIDC全产业生态构建方面，联动政府，以