本文系統地整理和解釋了算力領域中常用的數十個關鍵名詞,并按照以下維度進行了分類:基礎概念、系統架構、硬件架構、基礎運算類型、計算模式、相關軟件架構與部署模式、浮點精度格式、算力類型、算力關聯與服務、算力評估指標以及算力戰略概念。
基礎概念
算力(Computing Power):是指計算機系統處理數據的能力。它通常用FLOPS(每秒浮點運算次數)來衡量,表示計算機在一秒內可以執行多少次浮點運算。常見的單位包括TFLOPS(萬億次浮點運算/秒)和PFLOPS(千萬億次浮點運算/秒)。除了峰值算力外,持續算力也是評估系統性能的重要指標,它反映了計算機在長時間穩定運行時的實際計算能力。峰值算力是指系統理論上能達到的最大計算能力,而持續算力則更貼近實際應用中的表現。
FLOPs(浮點運算次數):指每秒鐘執行的浮點運算數量,是衡量高性能計算系統(如超級計算機)計算能力的關鍵指標。它是算力的直接體現,尤其適用于科學計算、圖形渲染和深度學習等領域,這些領域對浮點運算的需求較高。
OPs(運算次數):指計算系統進行的所有類型運算的總和,包括加法、減法、乘法、整數運算等。與FLOPs不同,OPs涵蓋了更多種類的運算,不僅限于浮點運算。OPs適用于評估需要大量整數運算的應用場景,如某些類型的加密算法和嵌入式系統。
延遲(Latency):是指任務執行的響應時間,即從輸入數據到產生輸出結果所需的時間。低延遲對于實時計算(如自動駕駛、金融交易)尤為關鍵。在高延遲環境中,系統的響應速度較慢,可能影響用戶體驗或決策效率。
帶寬(Bandwidth):指系統在單位時間內能夠傳輸的數據量,通常以字節/秒(B/s)或比特/秒(bps)為單位。帶寬大,數據傳輸效率高,適用于大規模數據處理和高吞吐量需求的應用場景,如大數據分析、視頻流媒體和分布式計算。高帶寬有助于減少數據傳輸瓶頸,提升整體系統性能。
系統架構
計算架構(Computing Architecture):是指計算機系統的硬件和軟件設計,包括處理器、內存、存儲、網絡等組件的組織和協同工作方式。它不僅定義了這些組件如何相互連接和通信,還決定了系統如何執行計算任務。不同的計算架構適用于不同的應用場景,其設計目標是優化性能、功耗和成本之間的平衡。
硬件架構
硬件架構:指計算機系統中硬件組件的設計、組織和協同工作方式。它定義了各個硬件單元如何相互連接和交互,以實現高效的計算任務處理。主要的硬件組件包括CPU、GPU、FPGA、ASIC和TPU等,每種組件都有其獨特的特性和應用場景。
CPU(Central Processing Unit):是計算機的核心部件,負責執行程序指令和處理數據。它通常包括運算器、控制器和寄存器等部分,是計算機系統的主要計算單元。CPU 適用于通用計算任務,具有高度的靈活性和復雜指令集支持。
GPU(Graphics Processing Unit):最初用于圖形渲染,因其強大的并行計算能力,逐漸被廣泛應用于通用計算領域,如深度學習、科學計算等。GPU 能夠同時處理大量簡單的計算任務,顯著提高計算效率,特別是在需要大量并行處理的應用中表現出色。
FPGA(Field-Programmable Gate Array):是一種可編程的集成電路,用戶可以根據需要對其進行編程,實現特定的計算功能。它在需要定制化計算邏輯的場景中具有獨特優勢,尤其是在原型設計、快速迭代開發和專用硬件加速方面表現優異。
ASIC(Application-Specific Integrated Circuit):是為特定應用設計的集成電路,具有高性能、低功耗等優點。它通常用于對計算效率要求極高的場景,如比特幣挖礦、通信設備和嵌入式系統等。ASIC 的定制化設計使其在特定任務上具備卓越的性能和能效比。
TPU(Tensor Processing Unit):是谷歌開發的一種專門用于機器學習計算的處理器,針對張量運算進行了優化,能夠高效地處理大規模的深度學習任務。TPU 特別適合高吞吐量的矩陣運算,廣泛應用于訓練和推理任務,在云端和邊緣計算環境中都有廣泛應用。
NPU(Neural Processing Unit):是專門為神經網絡計算設計的處理器,常用于移動設備和嵌入式系統中的AI加速。NPU 提供高效的神經網絡推理能力,特別適用于圖像識別、語音處理等應用場景。
DSP(Digital Signal Processor):是一種專為數字信號處理設計的微處理器,廣泛應用于音頻、視頻和其他實時數據處理任務。DSP 在處理復雜的數學運算和濾波算法時表現出色,適用于通信、醫療成像等領域。
內存層次結構(Memory Hierarchy):包括緩存(Cache)、主內存(RAM)和存儲(Storage),它們之間的組織方式對系統的性能有重要影響。緩存位于CPU附近,提供最快的訪問速度;主內存用于存儲正在運行的程序和數據;存儲則用于長期保存數據。有效的內存管理可以顯著提升系統性能。
存儲架構:涉及到不同類型的存儲介質及其連接方式,如SSD(固態硬盤)、HDD(機械硬盤)、NVMe(非易失性內存表達接口)等。現代存儲系統還包括分布式存儲和云存儲,以滿足大數據和高性能計算的需求。
網絡架構:定義了系統內部和外部組件之間的通信方式。高速互連技術(如InfiniBand、Ethernet)和低延遲網絡協議對于數據中心和分布式計算環境至關重要。網絡架構的設計直接影響系統的通信效率和可擴展性。
異構計算架構(Heterogeneous Computing Architecture):是指在一個計算系統中同時使用多種不同類型的計算單元,如CPU、GPU、FPGA等,以充分發揮各自的優勢,提高整體計算效率。例如,CPU 可以處理復雜控制邏輯,而GPU 和FPGA 則可以加速數據密集型計算任務。
量子計算架構(Quantum Computing Architecture):是一種基于量子比特(qubits)和量子力學原理的新型計算模型,理論上能夠解決某些傳統計算機難以處理的問題,如大規模因子分解、復雜系統模擬和優化問題。盡管量子計算仍處于研究和發展階段,但它代表了未來計算能力的一個重要方向。
基礎運算類型
浮點運算(Floating-Point Operation):是一種涉及浮點數的數學運算。浮點數是一種能夠表示小數的數值格式,廣泛應用于科學計算、工程設計、圖形處理等領域。浮點運算的性能是衡量計算機算力的關鍵因素之一,特別是在需要高精度和動態范圍的應用中。常見的浮點運算包括加法、減法、乘法和除法。
整數運算(Integer Operation):涉及整數的加、減、乘、除等基本操作,不包含小數部分,因此在處理速度和能耗方面通常比浮點運算更具效率。整數運算在多種應用場景中至關重要,例如加密算法中依賴高效的整數運算來保證數據的安全性;數據處理任務如數據庫查詢和文本處理也廣泛使用整數運算以提高性能;在資源受限的嵌入式系統中,整數運算的高效性和低能耗特性使其成為首選。此外,在圖像處理和視頻編碼等領域,整數運算同樣發揮著重要作用,確保了快速而準確的數據處理。
乘加運算(Multiply-Accumulate, MAC):是一種常見于深度學習和信號處理中的運算類型,它將一次乘法和一次加法組合成一個操作。MAC 運算廣泛應用于AI加速器(如GPU、TPU)中,能夠在并行處理大量簡單任務時顯著提高計算效率,特別適合矩陣運算和卷積神經網絡(CNN)等應用。
位運算(Bitwise Operation):是直接對二進制位進行操作的運算,包括按位與(AND)、或(OR)、異或(XOR)、取反(NOT)等。位運算常用于優化底層編程、數據壓縮、加密算法和硬件控制等領域。由于其高效性和低開銷,位運算在許多計算密集型任務中非常重要。
向量運算(Vector Operation):是指對一組數據(即向量)同時進行相同的操作,如加法、減法、乘法等。向量運算廣泛應用于圖形處理單元(GPU)和專用硬件加速器中,能夠顯著提升并行處理能力,適用于圖像處理、音頻處理和科學計算等領域。
張量運算(Tensor Operation):是指對多維數組(即張量)進行的操作,廣泛應用于深度學習和機器學習領域。張量運算包括張量的加法、乘法(如矩陣乘法)、卷積等,是現代神經網絡訓練和推理的核心運算類型。張量運算通常由專門的硬件加速器(如TPU)來執行,以提高效率和性能。
固定點運算(Fixed-Point Operation):是介于整數運算和浮點運算之間的一種運算類型,使用固定的小數點位置來表示有理數。固定點運算在嵌入式系統、數字信號處理(DSP)和某些實時控制系統中廣泛應用,因為它提供了比整數運算更高的精度,同時保持較低的計算復雜度和功耗。
計算模式
并行計算(Parallel Computing):是指同時使用多個處理器或計算單元來執行計算任務,以提高計算效率。通過將任務分解為多個子任務并同時處理,可以大幅縮短計算時間。并行計算廣泛應用于科學計算、數據分析和機器學習等領域,能夠顯著提升處理速度。
高性能計算(High-Performance Computing, HPC):是指通過使用超級計算機或分布式計算系統來執行大量的計算任務,以獲得遠超傳統計算機的處理能力。HPC 通常依賴于并行計算和分布式計算技術,通過將計算任務分解并行處理,從而加速復雜的科學計算、工程模擬等高要求的任務。它不僅涉及硬件資源的強大配置,還包括優化的軟件算法和工具鏈。
分布式計算(Distributed Computing):是一種將計算任務分散到多個計算節點上進行處理的計算模式。這些節點可以是不同的計算機、服務器或云資源,通過網絡協同工作,實現大規模計算任務的高效處理。分布式計算適用于需要處理海量數據的應用,如大數據分析、云計算服務和區塊鏈技術。
異構計算(Heterogeneous Computing):是指在一個計算系統中同時使用多種不同類型的計算單元,如CPU、GPU、FPGA等,以充分發揮各自的優勢,提高整體計算效率。異構計算通過合理分配任務給最適合的計算單元,能夠在通用計算和專用加速之間取得最佳平衡,廣泛應用于深度學習、圖像處理和科學計算等領域。
邊緣計算(Edge Computing):是指在網絡邊緣側(靠近數據源頭或用戶終端)進行數據處理和分析,以降低延遲并提高實時響應能力的計算模式。邊緣計算減少了數據傳輸的需求,特別適合對延遲敏感的應用,如自動駕駛、智能監控和物聯網設備。
加速計算(Accelerated Computing):是通過專門的硬件(如GPU、TPU等)來加速計算過程,相比傳統的CPU,在處理大規模并行任務時效率更高。加速計算廣泛應用于圖形渲染、深度學習訓練和推理、科學計算等領域,顯著提升了計算密集型任務的性能。
量子計算(Quantum Computing):是基于量子力學原理進行計算的模式。量子計算機利用量子位(qubits)來存儲和處理信息,通過量子疊加、量子糾纏等特性,可以解決傳統計算機難以處理的復雜問題。盡管量子計算仍處于研究和發展階段,但它代表了未來計算能力的一個重要方向,特別是在密碼學、優化問題和材料科學等領域具有巨大潛力。
相關的軟件架構和部署模式
微服務架構(Microservices Architecture):是一種將應用程序分解為一組小的、獨立的服務的設計方法,每個服務負責特定的功能,并且這些服務可以通過輕量級機制(如HTTP API)進行通信。微服務架構促進了模塊化開發、獨立部署和擴展,廣泛應用于現代Web應用和企業級系統中。這種架構風格特別適合與分布式計算和云原生計算結合使用,以充分利用云計算環境的優勢。
容器化計算(Containerized Computing):是指使用容器技術(如Docker、Kubernetes)來打包和運行應用程序及其依賴項。容器化計算提供了輕量級的隔離環境,便于開發、測試和部署應用,同時提高了資源利用率和部署靈活性。容器化計算常用于支持微服務架構,簡化應用的部署和管理,特別適合與分布式計算和異構計算結合使用。
云原生計算(Cloud-Native Computing):是指專門為云計算環境設計的計算模式,強調應用程序的容器化、微服務架構和服務網格等技術。云原生計算充分利用云平臺的彈性和可擴展性,能夠快速部署、自動擴展和管理應用,適用于現代互聯網應用和服務。云原生計算與分布式計算、異構計算和加速計算相結合,可以大幅提升系統的靈活性和性能。
浮點精度格式
FP32(單精度浮點運算):每個數值占用32位內存,廣泛應用于科學計算、圖形渲染等需要較高精度的場景。它提供了良好的精度和動態范圍,適用于大多數高性能計算任務。
FP16(半精度浮點運算):每個數值占用16位內存,適用于對精度要求不高的計算場景,如圖像處理、視頻編解碼等。由于其較小的內存占用和帶寬需求,FP16 在移動設備和嵌入式系統中特別有用。
INT8(8位整數運算):每個數值占用8位內存,常用于機器學習推理階段,特別是在深度學習中,能夠顯著提升計算效率和降低能耗。INT8 通過量化技術將浮點數轉換為整數,從而在保持一定精度的同時提高性能。
Bfloat16(也稱為 BF16 或 Brain Floating Point):是一種為神經網絡加速特別設計的16位浮點格式,專用于深度學習訓練和推理。相較于32位單精度浮點數(FP32),Bfloat16 提供了更高的計算效率,并且由于保留了與 FP32 相同的8位指數部分,它能夠在關鍵的動態范圍內維持較高的精度,從而使得精度損失較小。這種格式特別適合于AI加速器,如TPU。
FP64(雙精度浮點運算):每個數值占用64位內存,提供極高的精度和更大的動態范圍,廣泛應用于需要極高精度的科學計算、工程模擬、金融建模等領域。FP64 確保了在復雜計算中的準確性,尤其是在涉及高精度數據或累積誤差敏感的任務中。
TF32(TensorFloat-32):是由英偉達引入的一種新型浮點格式,結合了FP32的精度優勢和FP16的效率特點,主要用于深度學習模型訓練。在某些情況下,TF32 可以提供比FP32更好的性能且不會顯著損失精度,同時減少了內存帶寬的需求。
INT4(4位整數運算):每個數值占用4位內存,進一步降低了內存占用和提高了計算速度,適用于極度受限的環境,如嵌入式系統或移動設備上的機器學習推理。盡管精度較低,但在某些應用場景中,INT4 能夠提供足夠的準確性和顯著的性能提升。
Block Floating Point (BFP):不是標準的IEEE浮點格式,而是一種特殊的浮點表示法,其中一組數字共享一個共同的指數。BFP 常用于DSP(數字信號處理)和某些類型的嵌入式系統,能夠有效地減少存儲需求并提高計算效率。這種方法在處理固定點和浮點數據之間取得了良好的平衡,特別適用于資源受限的環境。
FP8(8位浮點運算):是一種新興的浮點格式,旨在進一步壓縮內存使用,同時保持一定的精度。FP8 通常用于深度學習推理和訓練,特別是當硬件支持時,可以在不影響性能的情況下顯著減少內存占用和帶寬需求。這種格式正在成為AI加速器中的一個重要選擇。
INT16(16位整數運算):每個數值占用16位內存,介于INT8和FP16之間,適用于需要更高精度但又不想完全依賴浮點運算的場景。它在音頻處理、圖像處理和其他對精度有一定要求的應用中非常有用。
INT32(32位整數運算):每個數值占用32位內存,提供較高的精度和較大的數值范圍,適用于需要更高精度的整數運算場景。它在傳統的計算任務和一些特定的機器學習應用中仍然有其重要性。
Fixed-Point(定點運算):是一種非標準化的數值表示方法,通過固定小數點位置來表示有理數。定點運算在嵌入式系統、實時控制系統和某些數字信號處理應用中廣泛應用,因為它提供了比浮點運算更高的效率和更低的功耗。
IEEE 754標準擴展:是對IEEE 754浮點算術標準的延伸,旨在提供更廣泛的數值表示能力和更高的精度。該標準擴展包括了多種額外的浮點格式,如FP128(四精度浮點運算),每個數值占用128位內存,提供極高的精度和動態范圍,適用于極其嚴格的科學計算和工程模擬;以及BF8(Brain Float 8),一種專為低精度深度學習推理設計的8位浮點格式,它在保持一定動態范圍的同時顯著減少了內存占用和帶寬需求。這些擴展格式增強了計算系統的靈活性和適應性,使得它們能夠更好地滿足特定應用領域的需求,如高性能計算、機器學習和嵌入式系統。
算力類型
通用算力:基于CPU架構,適用于大規模數據處理和復雜任務,具有高度靈活性和可擴展性。它廣泛應用于企業級應用、云計算服務,能夠支持多種類型的工作負載。通用算力的優勢在于其通用性和適應性,能夠在不同場景中靈活調整資源分配。
專用算力:是針對特定應用優化的計算能力,基于ASIC等定制化硬件,具有高性能、低功耗和高效率的特點。它適用于對計算效率要求極高的場景,如比特幣挖礦、特定嵌入式系統和實時信號處理。專用算力通過定制化設計,可以在特定任務上提供卓越的性能和能效比。
智能算力:是專為人工智能和深度學習設計的計算能力,主要基于GPU、TPU等專用硬件,具有高度并行化的架構。智能算力能夠高效處理大規模矩陣運算和張量運算,適合高計算密集度的任務,如深度學習訓練和推理。這種算力特別適用于需要大量并行處理的應用,如圖像識別、自然語言處理等。
超級算力:是指超級計算機提供的大規模科學計算能力,具備高性能和大規模并行處理能力。它適合處理復雜的科學計算任務,如氣象模擬、核物理計算和生物信息學。超級算力使用專門優化的硬件和軟件棧,以達到極高的性能水平,是解決最復雜計算問題的關鍵工具。
融智算力:是融合通用算力和智能算力的混合計算能力,兼顧靈活性和高效性。它適合多種應用場景,如混合云環境和AI與傳統計算結合的場景。融智算力不僅在同一系統中整合了不同類型的處理器(如CPU、GPU、FPGA等),還通過軟件層面上的優化,充分利用每種處理器的優勢,實現最佳性能和資源利用率。
邊緣算力:是在網絡邊緣側進行的實時計算,靠近數據源或用戶終端。其特點為低延遲和高響應速度,適用于對實時性要求較高的場景,如物聯網設備、智能監控、自動駕駛等。邊緣算力不僅限于單個設備,還包括部署在網絡邊緣的服務器或網關,它們可以協同工作以提供更強大的計算能力。
終端算力:指的是單個智能終端設備(如智能手機、平板電腦、智能穿戴設備、智能家電等)自身的計算能力,用于在設備本地處理數據和執行任務。終端算力是邊緣計算的一部分,因為它也在靠近數據源的地方進行處理,減少了對遠程數據中心的依賴。終端算力強調在本地環境中快速響應和高效處理的能力。
邊緣協同算力:包括終端設備和邊緣節點之間的協同計算,旨在結合兩者的優勢,在靠近數據源的地方高效處理數據。該類算力強調在不犧牲性能的情況下,通過優化資源分配來增強計算能力和用戶體驗。邊緣協同算力特別適用于需要在分布式環境中快速決策和響應的應用場景。
端側算力:是指在靠近用戶端的設備或節點上進行的計算能力,包括但不限于單個終端設備(如智能手機、平板電腦等),也涵蓋邊緣設備(如邊緣服務器、物聯網網關)的協同計算。它是邊緣計算架構的一部分,強調在靠近數據源的地方處理數據,以降低延遲并提高響應速度。端側算力不僅提升了本地處理能力,還通過優化資源分配,增強了整體系統的效率和性能。
算力管理與服務
算力集群:是由多臺計算機或服務器通過網絡連接組成的計算集群,借助集群管理軟件將計算任務分配到各個節點上并行處理,以提高整體算力。算力集群廣泛應用于高性能計算(HPC)、大數據分析和機器學習等領域,能夠顯著提升計算效率和資源利用率。
算力網絡:是一種融合計算、存儲、網絡等資源的新型架構,通過智能化調度和管理多樣化算力資源,提供高效、靈活、按需的計算服務。它將分散的計算資源通過網絡連接,形成統一的計算服務平臺,用戶可以根據需求動態調用最優的算力資源。算力網絡強調跨域資源整合和智能調度,旨在最大化資源利用效率和服務質量。
算力調度:是解決算力供需矛盾、網絡傳輸問題和資源普惠問題的關鍵能力體系。它通過整合計算、存儲、網絡等多維資源,基于調度平臺進行一致性管理、一體化編排和統一調度,實現跨行業、跨地區的算力資源協同與精準匹配。高效的算力調度機制能夠顯著提升系統的響應速度和資源使用率。
算力池化:是指將分散的計算資源整合成統一可調度的資源池,通過集中管理和動態分配,提高硬件資源利用率,減少閑置資源。算力池化不僅簡化了資源管理,還增強了系統的靈活性和適應性,使得資源可以根據實際需求快速調配。
算力租賃:是指用戶按需租用云服務提供商的算力資源,無需自行購買和維護硬件設備。這種方式可以降低用戶的初始投資成本,提高資源利用率,并根據業務需求靈活擴展或縮減算力規模。算力租賃特別適合初創企業、科研機構和個人開發者。
算力托管:是指用戶將自有硬件設備托管到數據中心或云服務提供商處,由其提供運維管理、電力供應、網絡接入等服務。這種方式可以幫助用戶降低運維成本,同時確保設備的穩定運行和安全性。算力托管適用于擁有特定硬件需求但希望外包日常管理的企業或研究機構。
算力運營:是指對算力資源進行全面管理和優化的過程,包括但不限于算力規劃、資源配置、性能監控、故障排查和服務優化等。有效的算力運營能夠確保系統持續穩定運行,滿足用戶不斷變化的需求,并通過精細化管理提升整體效益。算力運營還涉及到與用戶的溝通和服務支持,以提供優質的用戶體驗。
算力評估指標
吞吐量(Throughput):是指單位時間內系統能夠處理的任務數量或數據量,反映了系統的整體處理能力。高吞吐量意味著系統能夠在短時間內完成大量任務,適用于評估大規模并發處理場景下的性能。
響應時間(Response Time):是指從請求發出到收到響應之間的時間間隔,反映了系統的實時性和交互性能。短響應時間對于用戶體驗至關重要,特別是在在線服務和實時應用中。
并發用戶數(Concurrent Users):是指系統在同一時間段內能夠支持的最大用戶數量,反映了系統的擴展性和承載能力。高并發用戶數意味著系統能夠在高峰期處理大量用戶的請求而不影響性能。
可擴展性(Scalability):是指系統根據需求動態調整計算資源的能力,包括水平擴展(通過增加更多節點)和垂直擴展(通過增強單個節點的性能)。良好的可擴展性確保系統在高峰期有足夠的算力支持,而在低谷期避免資源浪費。這在云服務、彈性計算環境和分布式應用中尤為重要。
可靠性(Reliability):是指系統在長時間運行中保持穩定和無故障的能力,常用指標包括平均無故障時間(MTBF)和平均修復時間(MTTR)。可靠性對于關鍵業務應用尤為重要,確保系統的持續可用性和數據完整性。
安全性(Security):是指系統保護數據和計算過程免受未經授權訪問、攻擊和泄露的能力。安全算力服務對于金融、醫療和其他敏感行業的應用至關重要,確保用戶數據和操作的安全性和合規性。
彈性(Elasticity):是指系統根據實際需求動態增加或減少計算資源的能力。彈性算力擴展能夠根據工作負載的變化自動調整資源分配,確保在高峰期有足夠的算力支持,而在低谷期避免資源浪費。這種能力特別適用于具有波動性需求的應用,如電商促銷活動或突發新聞事件的處理。
算力密度:主要用于衡量數據中心或計算設備的性能和效率,特別適用于評估數據中心和高性能計算環境中計算資源的密集程度。高算力密度意味著在有限的空間內可以提供更強的計算能力,從而提升整體性能和資源利用效率。
單機柜算力密度:每個機柜所能提供的計算能力,常用于數據中心的硬件布局和優化。
單平米算力密度:每平方米物理空間內的計算能力,通常用于評估數據中心的空間使用效率和部署規劃。
計算密度(Computational Density):是指在給定空間或設備中計算資源的密集程度,廣泛用于評估數據中心、服務器機房、邊緣計算節點等各種計算設施的效率和性能。它特別適用于衡量在有限空間內部署的計算資源總量,從而提升處理能力和工作效率。相比而言,計算密度涵蓋更多類型的計算資源(如CPU、GPU、存儲和網絡),適用于各種應用場景,強調計算資源的整體密集度和有效利用。高計算密度意味著可以在有限的空間內部署更多的計算資源,進而提高整體的工作效率和資源利用率。
算力效率:是指單位算力資源完成計算任務的能力,反映了算力資源的利用效率。它可以通過優化算法、調度策略和硬件配置等方式來提升。
PUE(電源使用效率):數據中心中電力消耗與計算資源的比例,用于評估能源使用效率,較低的PUE值意味著更高的能源效率。
服務器利用率:指服務器實際處理的計算任務占總處理能力的比例,反映了硬件資源的有效利用情況。
資源調度效率:指計算任務的分配與執行效率,優化調度策略可以提高系統的整體運行效率。
能效比(Energy Efficiency Ratio):是指計算系統在單位能耗下能夠完成的計算量,它反映了系統的能源利用效率。在數據中心和高性能計算中,提高能效比是降低運營成本的關鍵。
算力利用率:衡量計算資源實際使用程度的指標,計算公式為實際消耗算力與標稱算力的比例。利用率越高,說明資源配置和調度越優化。
TCO(總擁有成本,Total Cost of Ownership):涵蓋了計算資源從購置到報廢整個生命周期內的所有直接和間接成本,包括初始投資、硬件采購、能源消耗、運維管理、軟件許可、技術支持、人員培訓、空間租賃以及未來的升級和擴展成本。TCO不僅包含直接的算力成本,還考慮了更多的隱性成本和長期影響因素。有效的成本控制和優化是實現可持續算力發展的關鍵,通過精細化管理和技術創新,可以顯著降低TCO中的各項成本,進而提高投資回報率。
基準測試(Benchmarking):是一種通過運行標準測試程序來評估計算系統性能的方法。它可以幫助用戶了解系統的性能水平,并進行不同系統之間的比較。常用的基準測試工具包括Linpack、SPEC CPU、MLPerf等。
TOP500:是一個全球超級計算機性能排行榜,它根據超級計算機的 Linpack 測試性能進行排名,是衡量超算性能的重要標準之一。TOP500不僅展示了全球最強大的超級計算機,還反映了技術發展的趨勢和方向。
算力戰略概念
算力規模:指整個計算系統或數據中心的計算能力總量,通常以FLOPS(每秒浮點運算次數)為單位衡量,反映了計算資源的范圍和可擴展性。算力規模不僅是評估計算性能的重要指標,也是規劃和設計大規模計算基礎設施的基礎。
算力成本:指部署和運營計算資源所需的各項直接成本,包括硬件采購、能源消耗、運維管理、軟件許可等。它主要關注與計算資源直接相關的開支,如服務器和網絡設備的購置費用、電力和冷卻成本、日常維護和管理人員的費用,以及必要的軟件授權費用。有效的成本控制和優化是實現可持續算力發展的關鍵,通過精細化管理和技術創新,可以顯著降低算力成本,進而影響總擁有成本(TCO),并提高投資回報率。
綠色算力:強調在提供強大計算能力的同時,注重能源效率和環境保護。這包括采用節能硬件設計、優化冷卻系統以及使用可再生能源等措施,以減少數據中心的碳足跡。隨著全球對可持續發展的重視,綠色算力變得越來越重要,成為衡量算力設施先進性和社會責任感的重要標準。
算力安全:是指確保計算資源及其處理的數據在整個生命周期內的機密性、完整性和可用性。它包括一系列技術和實踐,如加密通信、訪問控制、數據隱私保護、入侵檢測和響應機制等,以保護計算環境免受攻擊、數據泄露和其他安全威脅。算力安全對于金融、醫療和其他敏感行業的應用至關重要,確保用戶數據和操作的安全性和合規性。
算力主權:是指一個國家或地區對自身算力資源的控制權和自主權,包括算力基礎設施的建設、算力資源的分配與管理、以及相關技術的自主研發和應用。它關系到國家的數字經濟發展、信息安全和科技競爭力。在全球化背景下,確保算力主權有助于維護國家安全和技術獨立性,促進本地數字經濟的健康發展。
算力平權:是指通過技術手段和社會政策,使不同地區、不同群體能夠公平地獲取和使用算力資源,避免因算力資源分配不均導致的數字鴻溝,推動數字經濟的普惠發展。算力平權不僅涉及硬件資源的均衡分布,還包括軟件工具、培訓和支持服務的普及,確保所有人都能受益于數字化轉型帶來的機遇。
算力創新:是指通過引入新技術和新模式,持續提升計算系統的性能、效率和靈活性。這包括但不限于量子計算、神經形態計算、邊緣計算等前沿技術的應用,以及新型架構(如異構計算、近存計算)的開發。算力創新是保持競爭優勢和應對未來挑戰的關鍵驅動力。
算力生態:是指圍繞算力資源形成的技術、產業和服務生態系統,涵蓋了從硬件制造商、軟件開發商到云服務提供商、科研機構等各個參與方。健康的算力生態能夠促進產業鏈上下游的合作共贏,推動技術創新和市場拓展,形成良性循環的發展模式。
算力合作:是指跨國界、跨行業的協作機制,旨在共同應對全球性的計算挑戰,如氣候變化模擬、公共衛生危機應對等。通過共享算力資源和技術經驗,各國和地區可以更有效地解決復雜問題,實現互利共贏。國際合作還可以加速新興技術的推廣和標準化進程,促進全球數字經濟發展。
算力治理 :是指制定和實施有關算力資源使用的規則、標準和政策,確保其合理、合法、高效地服務于社會經濟活動。良好的算力治理框架可以幫助平衡各方利益,規范市場競爭秩序,保障用戶權益,促進算力資源的可持續利用和發展。
-
計算機
+關注
關注
19文章
7626瀏覽量
90147 -
算力
+關注
關注
2文章
1141瀏覽量
15441
發布評論請先 登錄
iPhone/Touch名詞解釋(一)
iPhone名詞解釋(二)
視頻常用名詞解釋
大模型領域常用名詞解釋(近100個)

評論