算力的单位是什么?如何比较算力大小?
算力是通过测量计算机每秒钟能够执行多少次浮点运算(FLOPS)来进行衡量的。FLOPS是指每秒能够进行的浮点运算次数,是计算机处理速度的重要指标。浮点数有FP16、FP32、FP64不同的规格。
其实,衡量算力大小的指标还有很多,例如OPS、MIPS、DMIPS等。
衡量单位 | 英文全称 | 中文全称 |
OPS | Operations Per Second | 每秒运算次数 |
FLOPS | Floating-point Operations Per Second | 每秒浮点运算次数 |
MIPS | Million Instructions Per Second | 每秒钟执行的百万指令数 |
DMIPS | Dhrystone Million Instructions executed Per Second | Dhrystone每秒钟执行的百万指令数 |
Hash/s | Hash Per Second | 每秒哈希运算次数 |
算力平台 | 算力大小 |
ENIAC (1946年,美国,世界第一台通用计算机) | 300 FLOPS |
8086处理器(英特尔) | 710000 FLOPS |
Pentium 4 HT 3.6Ghz (英特尔) | 7000000000 FLOPS |
Geforce GTX 1080Ti (英伟达) | 10800000000000 FLOPS |
骁龙888 AI (高通) | 26000000000000 FLOPS |
天河一号超级计算机 | 2566000000000000 FLOPS |
神威.太湖之光超级计算机 | 125000000000000000 FLOPS |
Frontier超级计算机, 美国 , 2022年 | 110亿亿次 FLOPS |
表1. 算力的发展历史
由表1可知,随着计算机硬件的升级,算力出现了巨大的飞跃。
算力早已经全面进入"P"算力时代,在谈论AI算力的时候,人们常用“P”计算。其中1P=1024T,1T=1024G,1G=1024M,1M=1024k)。
目前,算力单位一般采用的是百万亿次浮点运算每秒(TFLOPS)或者亿亿次浮点运算每秒(EFLOPS),算力开始进入“亿”时代。
MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS等,都是FLOPS的不同量级。具体关系如下:
衡量单位 | 英文 | 中文 |
MFLOPS | megaFLOPS | 每秒一百万(=106)次的浮点运算 |
GFLOPS | gigaFLOPS | 每秒十亿(=109)次的浮点运算 |
TFLOPS | teraFLOPS | 每秒一万亿(=1012)次的浮点运算 |
PFLOPS | petaFLOPS | 每秒一干万亿(=1015)次的浮点运算 |
EFLOPS | exaFLOPS | 每秒一百亿亿(=1018)次的浮点运算 |
ZFLOPS | zettaFLOPS | 每秒十万亿亿(=1021)次的浮点运算 |
从发展趋势来看,智算和超算的算力增长速度远远超过了通用算力。
全球算力水平排名
图1. 全球算力和GDP排名 (2020年)
由图1可以看到,全球各国的算力规模与经济发展水平,已经呈现出显著的正相关关系。一个国家的算力规模越大,经济发展水平就越高。
2020年,我国算力总规模达到135 EFLOPS,同比增长55%,超过全球增速约16个百分点。按绝对算力计算,中国算力排名世界第二。
图2. 全球人均算力排名
从图2人均算力来看,中国算力排名仅处于中等算力国家水平。
根据GIV的数据统计,到2030年,通用计算算力(FP32)将增长10倍,达到3.3 ZFLOPS。而AI智算算力(FP16),将增长500倍,达到105 ZFLOPS。
根据IDC、浪潮信息、清华大学全球产业研究院联合发布的数据显示,计算力指数平均每提高1点,数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。
根据罗兰贝格的预测,从2018年到2030年,自动驾驶对算力的需求将增加390倍,智慧工厂需求将增长110倍,主要国家人均算力需求将从今天的不足500 GFLOPS,增加20倍,变成2035年的10000 GFLOPS。
根据浪潮人工智能研究院的预测,到2025年,全球算力规模将达6.8 ZFLOPS,与2020年相比提升30倍。
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