中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

No.202110

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

中國信息通信研究院

2021年9月

前言

當前，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在重塑全球經濟結構，算

力作為數(shù)字經濟時代新的生產力，是支撐數(shù)字經濟發(fā)展的堅實基礎，

對推動科技進步、促進行業(yè)數(shù)字化轉型以及支撐經濟社會發(fā)展發(fā)揮

重要的作用。算力已成為全球戰(zhàn)略競爭新焦點，是國民經濟發(fā)展的

重要引擎，全球各國的算力水平與經濟發(fā)展水平呈現(xiàn)顯著的正相關。

2020年我國算力在逆勢中加速發(fā)展，呈現(xiàn)出以下特征：

算力規(guī)模持續(xù)擴大，算力結構不斷演化。2020年我國算力依然

保持蓬勃發(fā)展態(tài)勢，規(guī)模達到135EFlops，同比增加48EFlops，在

全球疫情背景下，我國算力依然保持55%的高位增長，高于全球增

速約16個百分點，有效支撐疫情防控和經濟社會發(fā)展。在算力結構

上，基礎算力依舊是主力，智能算力增長迅速，占比已超過40%，

成為算力快速增長的驅動力。

算力環(huán)境日益優(yōu)化，應用需求不斷提升。一是，持續(xù)優(yōu)化的網

絡環(huán)境為算力發(fā)展提供堅實支撐，一方面網絡帶寬不斷提升，2020

年全國互聯(lián)網省際出口帶寬增長11%，助推算力的跨區(qū)域調度，另

一方面5G覆蓋率不斷提升，加速云邊端算力的協(xié)同。二是，不斷

提升的算力投資為算力發(fā)展提供動力，我國IT支出規(guī)模達到2萬億，

增長7.3%。三是，我國消費和行業(yè)應用算力需求增長迅猛，互聯(lián)網

依然是最大的算力需求行業(yè)，占整體算力近50%的份額，電信、金

融領域對算力的應用處于行業(yè)領先水平。

算力助推經濟增長，各地加快發(fā)展步伐。2020年我國以計算機

為代表的算力產業(yè)規(guī)模達到2萬億元，直接帶動經濟總產出1.7萬

億元，間接帶動經濟總產出6.3萬億元，即在算力中每投入1元，

將帶動3~4元經濟產出。全國各地算力發(fā)展步伐加快，京津冀、長

三角、粵港澳大灣區(qū)等區(qū)域整體算力發(fā)展處于領先水平，其中，算

力規(guī)模方面，北上廣及周邊省份地區(qū)表現(xiàn)較為突出，北京、廣東、

上海位列前三，均超過15EFlops；算力環(huán)境方面，四大城市群擁有

較好的網絡支撐、算力投入等環(huán)境條件；算力應用方面，東部沿海

省份消費及行業(yè)應用需求較大，對算力增長的拉動作用顯著。

加快發(fā)展算力，是我國打造數(shù)字經濟新優(yōu)勢、構建“雙循環(huán)”

新發(fā)展格局、提升國家整體競爭力的重要保障。我國高度重視算力

發(fā)展，明確提出布局全國算力網絡國家樞紐節(jié)點，啟動實施“東數(shù)

西算”工程，構建國家算力網絡體系。在需求與政策的雙重驅動下，

全國各地大力推進算力技術產業(yè)、基礎設施建設及算力應用的發(fā)展。

本白皮書系統(tǒng)研究我國算力發(fā)展狀況，結合算力發(fā)展特點和重點影

響因素，建立算力發(fā)展指數(shù)，全面客觀評價我國各省份算力發(fā)展水

平，以促進算力技術產業(yè)、基礎設施建設及算力應用的發(fā)展，加強

我國各地區(qū)算力的協(xié)同聯(lián)動，為全國及各省份算力發(fā)展政策制定提

供有力支撐。

當然，白皮書仍有諸多不足，懇請各界批評指正。

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一、算力內涵和發(fā)展框架

(一)算力內涵

從狹義上看，算力是設備通過處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)特定結果輸出的

計算能力。2018年諾貝爾經濟學獎獲得者WilliamD.Nordhaus在《計

算過程》一文中提出：“算力是設備根據(jù)內部狀態(tài)的改變，每秒可處

理的信息數(shù)據(jù)量”。算力實現(xiàn)的核心是CPU、GPU、FPGA、ASIC

等各類計算芯片，并由計算機、服務器、高性能計算集群和各類智

能終端等承載，海量數(shù)據(jù)處理和各種數(shù)字化應用都離不開算力的加

工和計算。算力數(shù)值越大代表綜合計算能力越強，常用的計量單位

是每秒執(zhí)行的浮點數(shù)運算次數(shù)（Flops，1EFlops=10^18Flops）。據(jù)

測算，1EFlops約為5臺天河2A超級計算機，或者25萬臺主流雙

路服務器，或者200萬臺主流筆記本的算力輸出。

從廣義上看，算力是數(shù)字經濟時代新生產力，是支撐數(shù)字經濟

發(fā)展的堅實基礎。數(shù)字經濟時代的關鍵資源是數(shù)據(jù)、算力和算法，

其中數(shù)據(jù)是新生產資料，算力是新生產力，算法是新生產關系，構

成數(shù)字經濟時代最基本的生產基石。現(xiàn)階段5G、云計算、大數(shù)據(jù)、

物聯(lián)網、人工智能等技術的高速發(fā)展，推動數(shù)據(jù)的爆炸式增長和算

法的復雜程度不斷提高，帶來了對算力規(guī)模、算力能力等需求的快

速提升，算力的進步又反向支撐了應用的創(chuàng)新，從而實現(xiàn)了技術的

升級換代、應用的創(chuàng)新發(fā)展、產業(yè)規(guī)模的不斷壯大和經濟社會的持

續(xù)進步。隨著5G商用步伐的加快，物與物之間的連接不斷深化，

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算力在自動駕駛、智慧安防、智慧城市等領域的應用不斷擴大，邊

緣計算以及霧計算的需求日益增加，算力范疇和邊界仍在不斷擴展。

(二)算力發(fā)展框架

結合算力的內涵和特點，本白皮書從算力規(guī)模、算力環(huán)境和算

力應用三個維度建立算力發(fā)展的總體框架。在數(shù)字經濟時代，算力

規(guī)模是國家和地區(qū)數(shù)字化生產力發(fā)展水平的重要指標，算力環(huán)境是

我國新生產力發(fā)展的重要條件，算力應用反映了我國新生產力的需

求狀況。算力環(huán)境為算力規(guī)模發(fā)展提供堅實支撐，算力應用拉動算

力規(guī)模的增長，三者相互促進、協(xié)同發(fā)展。

現(xiàn)階段算力規(guī)模重點包括基礎算力、智能算力和超算算力三部

分1，分別提供基礎通用計算、人工智能計算和科學工程計算，其中，

基礎通用算力主要基于CPU芯片的服務器所提供的計算能力；智能

算力主要是基于GPU、FPGA、ASIC等芯片的加速計算平臺提供人

工智能訓練和推理的計算能力；超算算力主要是基于超級計算機等

高性能計算集群所提供的計算能力。算力環(huán)境主要包括網絡環(huán)境和

算力投入等因素，持續(xù)優(yōu)化的網絡環(huán)境為算力發(fā)展提供堅實支撐，

大規(guī)模算力投入將會對算力增長產生直接和間接的推動作用。算力

應用主要包括消費應用和行業(yè)應用，消費和行業(yè)應用帶來了對算力

規(guī)模、算力能力等需求的快速提升，算力的進步又反向推動了應用

1算力主要考慮集約化規(guī)?；懔Γ瑐€人桌面、終端及邊緣等算力未納入統(tǒng)計。

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的發(fā)展。

算力指數(shù)的測算框架如圖1所示。

來源：中國信息通信研究院

圖1算力發(fā)展總體框架

二、全球算力發(fā)展進入新階段

在數(shù)字經濟時代，算力正成為新生產力。當前5G、物聯(lián)網、云

計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息通信技術加速創(chuàng)新

突破，數(shù)據(jù)的爆炸式增長、算法復雜度的不斷提高，以及應用場景

的日益多元化，推動算力需求和要求不斷升級，全球算力多樣化態(tài)

勢日益凸顯，創(chuàng)新步伐進一步加快，算力成為數(shù)字經濟新引擎和戰(zhàn)

略競爭新焦點。

(一)算力多樣化態(tài)勢日益凸顯

全球算力規(guī)模不斷增大。2020年全球算力總規(guī)模達到429

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EFlops，增速達到39%，其中基礎算力規(guī)模（FP322）為313EFlops3，

智能算力規(guī)模（換算為FP32）為107EFlops4，超算算力規(guī)模（換

算為FP32）為9EFlops5。伴隨萬物感知、萬物互聯(lián)以及萬物智能

時代的開啟，據(jù)IDC預測數(shù)據(jù)，2025年全球物聯(lián)網設備數(shù)將超過

400億臺，產生數(shù)據(jù)量接近80ZB，且超過一半的數(shù)據(jù)需要依賴終端

或者邊緣的計算能力進行處理。預估未來五年全球算力規(guī)模將以超

過50%的速度增長，到2025年整體規(guī)模將達到3300EFlops。

45045%

30030%

15015%

00%

20162017201820192020

全球算力規(guī)模（EFlops）全球算力增速

來源：中國信息通信研究院、IDC、Gartner、TOP500

圖2全球算力規(guī)模發(fā)展趨勢

2FP32為單精度浮點數(shù)，采用32位二進制來表達一個數(shù)字，常用于多媒體和圖形處理計算。FP16

為半精度浮點數(shù)，采用16位二進制來表達一個數(shù)字，適合在深度學習中應用。FP64為雙精度浮點數(shù)，

采用64位二進制來表達一個數(shù)字，常用于處理的數(shù)字范圍大而且需要精確計算的科學計算。

3基礎算力規(guī)模按照全球存量服務器算力總量估算。根據(jù)資產配置標準，服務器使用年限一般為6

年，存量服務器總量近似為全球近6年服務器出貨規(guī)模，全球基礎算力=∑近六年（年服務器出貨規(guī)模*當年

服務器平均算力）。

4智能算力規(guī)模按照全球存量AI加速器芯片算力總量估算。存量加速器芯片總量采用全球近6年

加速器芯片出貨規(guī)模進行測算，全球智能算力=∑近六年（年加速器芯片出貨規(guī)模*當年加速器芯片平均算力）。

5超算算力規(guī)模主要是基于全球超級計算機TOP500數(shù)據(jù)，并參考超算生產商的相關數(shù)據(jù)估算。

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需求多元化加速算力多樣化升級?；A算力方面，云計算仍保

持高速增長和快速創(chuàng)新態(tài)勢，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2020年全球云計算市

場規(guī)模達3120億美元，同比增長24.1%。在行業(yè)數(shù)字化轉型的帶動

下，云原生技術持續(xù)落地，帶動技術架構、應用效能、云化效益的

全方位提升，深化云數(shù)融合、云智融合、高性能計算的發(fā)展，推動

云數(shù)智高質量融合發(fā)展。智能算力方面，從主動學習到遷移學習再

到強化學習，需要的能力也由“人機交互能力、數(shù)據(jù)整合能力”到

“大算力預訓練、數(shù)據(jù)處理能力”再到“信息采集能力、概率計算

能力”不斷演化。人工智能的模型訓練和推理部署對算力的需求也

存在顯著差異，訓練階段的計算精度直接影響最終模型的準確度，

更強調32位或16位的浮點運算能力，推理階段結合云到端各類設

備的部署需求，可采用16位或8位定點的低精度運算提升運算效率。

超算算力方面，十年千倍定律依然在持續(xù)，目前P級超算已成為世

界超級計算機TOP500的準入門檻，2021年6月日本超級計算機富

岳Fugaku以每秒53.7億億次浮點計算的峰值速度蟬聯(lián)榜首，開啟

了E級計算（每秒百億億次）進入應用的前奏。

(二)算力創(chuàng)新步伐進一步加快

當前，摩爾定律發(fā)展逐漸趨緩，以先進工藝升級為主導的經典

計算體系演進模式遭遇“功耗墻”、“內存墻”瓶頸挑戰(zhàn)。為應對萬

物智能時代海量應用創(chuàng)新和重大技術革新對算力供給的百千倍遞加

需求，深度挖掘計算器件、計算芯片、計算系統(tǒng)、計算理論等層面

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技術增長潛力，探索更多維度、更多要素的協(xié)同創(chuàng)新成為支撐算力

進一步升級的重要舉措。

從計算芯片看，摩爾定律仍在延續(xù)。依賴鰭式場效應晶體管

（FinFET）尺寸微縮、設計與工藝協(xié)同優(yōu)化技術以及圍柵納米片、

高數(shù)值孔徑極紫外光刻機、釕互聯(lián)等新結構、新設備、新材料加持，

集成電路制造工藝后續(xù)升級路徑逐漸清晰，臺積電3納米制程工藝

預計在2022年下半年實現(xiàn)量產應用；堆疊叉片（Forksheet）、互補

場效應晶體管（CFET）等方向探索有望進一步將先進工藝延伸至2

納米制程節(jié)點。此外，借助芯粒（Chiplet）、2.5D和3D高級封裝等

技術實現(xiàn)不同工藝制程、不同類型芯片間的異質集成，成為實現(xiàn)計

算芯片及系統(tǒng)整體效能延續(xù)摩爾定律升級的重要方向。

從計算架構看，多級異構計算逐步普及。異構計算通過多種計

算單元混合協(xié)作模式提升計算并行度和效率，在移動互聯(lián)網、人工

智能、云計算等各類典型應用中占比顯著提高，并主要通過芯片內

異構、節(jié)點內異構兩種模式實現(xiàn)性能、功耗與成本間的最佳均衡。

芯片內異構典型代表為SoC芯片，以蘋果M1芯片為例，通過集成

CPU、GPU、神經處理單元（NPU）等內核實現(xiàn)超越通用CPU的性

能；國內自研的申威超算CPU芯片也引入主從眾核架構，提升計算

靈活性。節(jié)點內異構多通過CPU與各類加速器協(xié)同提升整體能力，

如人工智能多選用的CPU+GPU芯片異構、云計算多采用的

CPU+GPU+DPU模式等。此外，英特爾、英偉達、華為等企業(yè)均在

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推進對多樣芯片異構加速庫、編譯器、工具鏈等異構軟件生態(tài)布局，

如英特爾發(fā)布異構框架OneAPI，實現(xiàn)跨xPU的全棧異構能力建設，

搶占異構發(fā)展機遇。

從計算系統(tǒng)看，算力基礎設施建設不斷提速。超級計算方面，

全球超算將邁入E級計算時代，并正在探索基于云服務模式提供靈

活、彈性的計算支持，未來云超算將作為超算的重要補充，滿足急

劇增長的高性能計算需求。智能計算中心方面，AI計算需求的高速

增長，進一步催生公共AI智能計算中心的快速發(fā)展，全球主要國

家和領先企業(yè)普遍開展人工智能算力平臺建設，提供人工智能應用

所需算力服務、數(shù)據(jù)服務和算法服務，高效支撐數(shù)據(jù)開放共享、智

能生態(tài)建設、產業(yè)創(chuàng)新聚集。數(shù)據(jù)中心方面，伴隨智能手機、家庭

網關、智能汽車等泛終端計算平臺逐步普及，云原生技術持續(xù)下沉

和邊緣算力的協(xié)調補充，不同層級、不同體系的算力快速增長和生

態(tài)打通，將加速云邊端算力的深度融合和協(xié)調發(fā)展，廣泛支撐云手

機、VR媒體、政企移動辦公、在線教育等豐富應用場景。

從計算理論看，前沿顛覆體系成為未來探索的重要方向。一是，

存算一體架構實現(xiàn)在存儲單元中進行計算，突破“馮?諾依曼”體系

“存”“算”分離的局限，適合處理大數(shù)據(jù)、人工智能等海量數(shù)據(jù)分

析處理任務，行業(yè)內已有諸多產業(yè)化探索。二是，量子計算在高斯

玻色取樣等特殊問題求解中實現(xiàn)遠超經典計算機的算力，算力接近

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超算算力百億倍6，目前研究嘗試在組合優(yōu)化、化學模擬、藥物研發(fā)

等場景中應用。三是，光子計算利用光學器件折射、干涉等特性進

行運算，對于信號處理、人工智能等復雜特定任務更具優(yōu)勢。四是，

類腦計算芯片模擬人腦神經元工作原理，基于脈沖神經網絡算法，

適合應用于物聯(lián)網等低功耗場景。

(三)算力成為數(shù)字經濟新引擎

算力直接帶動數(shù)字產業(yè)化的發(fā)展。電子信息制造業(yè)、電信業(yè)、

軟件和數(shù)字技術服務業(yè)、互聯(lián)網行業(yè)等數(shù)字核心產業(yè)的發(fā)展與算力

的發(fā)展息息相關?；ヂ?lián)網是算力投資最大的行業(yè)，亞馬遜、微軟和

谷歌通常每個季度投入的資本支出總額超過250億美元，其中大部

分用于布局超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，使互聯(lián)網行業(yè)成為先進生產力的代

表，不僅支撐互聯(lián)網技術加速向支付、電商、服務、內容等領域滲

透，更賦予其對其他產業(yè)鏈、價值鏈進行改造的潛能，進一步推動

其由消費互聯(lián)網向產業(yè)互聯(lián)網的進化。

算力助推產業(yè)數(shù)字化轉型升級。由算力投入帶來的數(shù)字化智能

技術不僅為制造、交通、零售等多個行業(yè)帶來產業(yè)產值增長，還帶

來了生產效率提升、商業(yè)模式創(chuàng)新、用戶體驗優(yōu)化等延伸性效益，

對經濟增長的拉動作用愈加凸顯。以制造業(yè)領域為例，以云計算、

邊緣計算、智能計算為代表的算力投入和規(guī)模應用可以顯著提升生

6我國76個光子的量子計算原型機“九章”求解高斯玻色取樣數(shù)學算法需200秒，如果用目前世界最

快超級計算機日本“富岳”求解要用6億年，算力接近超算算力百億倍。

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產效率，從需求洞察、研發(fā)、采購、生產、營銷和售后等產業(yè)鏈環(huán)

節(jié)對制造業(yè)進行賦能和重構，打造高度協(xié)同的智能制造生態(tài)體系。

算力的發(fā)展強力推動數(shù)字經濟持續(xù)向前、賦能國民經濟發(fā)展。

工業(yè)時代，電力是評估GDP增長量的重要指標。在數(shù)字經濟時代，

算力是ICT產業(yè)發(fā)展關鍵要素，對推動科技進步、促進行業(yè)數(shù)字化

轉型以及支撐經濟社會發(fā)展發(fā)揮著重要的作用，成為新的核心指標。

算力對數(shù)字經濟和GDP的發(fā)展有顯著的帶動作用，在2016-2020年

期間，全球算力規(guī)模平均每年增長30%，數(shù)字經濟規(guī)模和GDP每

年分別增長5%和2.4%。全球各國算力規(guī)模與經濟發(fā)展水平密切相

關，經濟發(fā)展水平越高，算力規(guī)模越大。算力規(guī)模前20的國家中有

17個是全球排名前20的經濟體，并且前四名排名一致。

來源：中國信息通信研究院、IDC、Gartner、世界銀行

圖3全球算力規(guī)模與GDP關系

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(四)算力成為戰(zhàn)略競爭新焦點

全球主要國家和地區(qū)紛紛加快算力布局。算力現(xiàn)已成為各國核

心競爭力體現(xiàn)，全球主要國家和地區(qū)紛紛加快戰(zhàn)略布局力度。美國

2020年11月發(fā)布《引領未來先進計算生態(tài)系統(tǒng)戰(zhàn)略計劃》，將先進

計算生態(tài)系統(tǒng)作為國家戰(zhàn)略性資產，以確保美國在科學和工程方面

的領導力、經濟競爭力和國家安全。日本2019年啟動新一代國產超

級計算機計劃，投入約1300億日元打造全球速度最快的超級計算機。

歐盟聚焦數(shù)字主權布局超算和量子計算，于2018年提出“歐洲高性

能計算共同計劃”，2020年9月擬投資80億歐元支持以百億億次計

算和量子計算為主的新一代超級計算技術和系統(tǒng)的研究和創(chuàng)新，維

持并提升歐洲在超算和量子計算領域的領先水平。

全球算力競爭愈加白熱化。算力水平方面，美國、中國、歐洲、

日本在全球算力規(guī)模中的份額分別為36%、31%、11%和6%，其中

全球基礎算力競爭以美國和中國為第一梯隊，且中美差距不斷縮小，

美國在全球基礎算力排名第一，其份額達43%，中國以26%份額排

名第二；智能算力方面，中國、美國處于領先，算力全球占比分別

為52%和19%；美國、日本、中國在超級計算綜合性能指標方面優(yōu)

勢明顯，總算力份額分別為31%、23%、20%，中國在絕對數(shù)量方

面處于領先。全球化方面，美國、日本和歐洲信息化起步早，相關

企業(yè)發(fā)展歷史長，對國際市場的開拓也早于中國，國際市場的占有

率明顯高于中國，中國算力在國際市場的競爭力明顯弱于在國內市

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場的競爭力。例如，雖然阿里云在全球云市場占有率排名第四，但

其絕大多數(shù)業(yè)務集中在中國國內市場，與亞馬遜、微軟、谷歌等美

國企業(yè)還有很大差距。與此同時，大國博弈加劇致使全球化產業(yè)鏈

供應鏈格局面臨重塑重構，將給算力技術創(chuàng)新及產業(yè)生態(tài)帶來新挑

戰(zhàn)。我國算力相關設備制造能力不斷提高，但要徹底趕超美國等領

先國家仍然面臨嚴峻的“卡脖子”問題。

其他

日本

16%

6%美國

36%

歐洲

11%

中國

31%

來源：中國信息通信研究院、IDC、Gartner、TOP500

圖4全球算力規(guī)模分布情況

三、中國算力總體發(fā)展態(tài)勢

2020年，新冠肺炎疫情席卷全球，對我國經濟造成較大沖擊，

疊加周期性經濟波動，對經濟增長帶來較大下行壓力。在復雜嚴峻

的發(fā)展環(huán)境下，我國算力規(guī)模依然保持強勁增長，算力結構持續(xù)演

化，創(chuàng)新水平、發(fā)展環(huán)境和應用需求不斷提升，成為支撐我國經濟

高質量發(fā)展的堅實基礎。

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(一)我國算力規(guī)模不斷擴大

我國算力規(guī)模持續(xù)擴大?！笆濉逼陂g我國算力規(guī)模整體保持

高速增長態(tài)勢，包括數(shù)據(jù)中心機架數(shù)、通用服務器數(shù)量、AI服務器

數(shù)量、超級計算機數(shù)量均保持快速增長，在技術加速創(chuàng)新迭代下，

單臺算力設備的性能也不斷提升。2020年我國算力總規(guī)模達到135

EFlops，全球占比約為31%，保持55%的高位增長，高于全球增速

約16個百分點。其中，基礎算力規(guī)模（FP32）達到77EFlops7，全

球占比約為26%；智能算力規(guī)模（換算為FP32）達到56EFlops8，

全球占比約為52%；超算算力規(guī)模（換算為FP32）約為2EFlops9，

全球占比約為20%。

算力結構持續(xù)演化。與全球發(fā)展情況相似，近年來我國算力結

構隨著應用需求的變化不斷演化，其中基礎算力占算力的比重由

2016年的95%下降至2020年的57%，智能算力占算力的比重則由

2016年的3%提升至2020年41%。在互聯(lián)網及云計算需求不斷提升

的同時，以智能計算中心為代表的人工智能算力基礎設施發(fā)展迅猛，

數(shù)據(jù)中心智能化升級步伐不斷提速，計算智能化升級已是大勢所趨。

7基礎算力規(guī)模按照我國存量服務器算力總量測算。根據(jù)資產配置標準，服務器使用年限一般為6

年，存量服務器總量近似為我國近6年服務器出貨規(guī)模，我國基礎算力=∑近六年（年服務器出貨規(guī)模*當年

服務器平均算力）。

8智能算力規(guī)模按照我國存量AI加速器芯片算力總量測算。存量加速器芯片總量采用我國近6年

加速器芯片出貨規(guī)模進行測算，我國智能算力=∑近六年（年加速器芯片出貨規(guī)模*當年加速器芯片平均算力）。

9超算算力規(guī)模主要是基于全球超級計算機TOP500、中國高性能計算機性能Top100數(shù)據(jù)，并參考

超算生產商的相關數(shù)據(jù)。

12

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

我國超算算力在整體算力中的占比較為穩(wěn)定，約為2%，主要用于

科學計算與工程計算等領域。

16080%

12060%

8040%

4020%

00%

20162017201820192020

基礎算力智能算力超算算力算力增速

來源：中國信息通信研究院、IDC、Gartner、TOP500、HPCTOP100

圖5我國算力發(fā)展規(guī)模及增速

100%

80%

60%

40%

20%

0%

20162017201820192020

基礎算力智能算力超算算力

來源：中國信息通信研究院

圖6我國算力內部結構

13

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

(二)算力創(chuàng)新水平大幅提升

1.基礎通用算力穩(wěn)步發(fā)展

基礎算力支撐能力大幅增強。以數(shù)據(jù)中心為代表的算力基礎設

施隨著經濟社會信息化得到巨大發(fā)展，與通信網絡基礎設施一道構

成新一代信息基礎設施，為推進網絡強國、數(shù)字中國建設貢獻了重

要力量，為工業(yè)生產、社會民生等多領域提供重要支撐。近5年我

國基礎算力快速增長，基礎算力從2015年的23EFlops增長到2020

年的77EFlops，年增幅均超過27%。2020年，我國基礎算力在疫

情防控中發(fā)揮了重要支撐作用，通過開發(fā)數(shù)字平臺和應用、開放基

礎算力設施和算法等多種方式，保障了疫情溯源、病毒研究、病情

診療、疫苗研發(fā)、藥物篩選等工作的穩(wěn)步開展，衍生出大數(shù)據(jù)行程

卡等多項新型應用，助力我國社會生產各項工作的全面恢復。截至

2021年8月，“通信行程卡”累計提供查詢服務超120億次，日查

詢量穩(wěn)定在2500萬次以上，基礎算力需求達到50PFlops以上，成

為各地做好疫情防控的重要手段。

基礎算力產業(yè)生態(tài)日趨完善。整機方面，在全球服務器市場規(guī)

模穩(wěn)步增長的背景下，國產服務器快速成長為我國基礎算力的主力

軍，浪潮、華為、新華三、聯(lián)想等國內服務器廠商位居我國服務器

市場前五名，整體市場份額達到74%。CPU方面，以英特爾和AMD

為主導的X86架構CPU持續(xù)主導服務器市場，占比超過96%；我

國華為鯤鵬、飛騰、海光等CPU芯片目前已實現(xiàn)規(guī)模應用，綜合性

14

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

能達到行業(yè)中高端水平，產業(yè)生態(tài)逐步完善。操作系統(tǒng)方面，Linux

具備開源、穩(wěn)定性高、安全自由等特點，在服務器市場占據(jù)主導地

位，市場份額達70%；我國基于Linux開發(fā)的統(tǒng)信、麒麟操作系統(tǒng)，

以黨政軍領域為入口，逐步向金融、電信、醫(yī)療等行業(yè)滲透。

2.智能計算快速興起

智能計算中心是人工智能算力發(fā)展的重要方向。過去10年中，

用于人工智能的訓練模型的計算資源激增，AI訓練的計算復雜度每

年猛增10倍，人工智能計算已成為主流的計算形態(tài)，2020年中國

總算力規(guī)模中智能算力占比達到41%，預計到2023年智能算力的

占比將提升至70%。AI復雜模型、復雜場景的計算需求進一步催生

面向AI的算力基礎設施的需求，目前智能計算中心是發(fā)展重點。

智能計算中心主要是指基于最新人工智能理論，采用先進的人工智

能芯片，針對人工智能多樣場景的海量數(shù)據(jù)處理、智能算法加速、

高速訓練推理等計算需求，提供共性的算力、算數(shù)、算法服務的新

型算力基礎設施，正受到政府、企業(yè)和研究機構的廣泛關注。2020

年4月，國家發(fā)改委首次將智能計算中心納入算力基礎設施范疇，

并提出在全國布局10個左右區(qū)域級數(shù)據(jù)中心集群和智能計算中心。

智能計算呈現(xiàn)多路徑發(fā)展趨勢。一是，GPU在智能計算中心中

占據(jù)主導地位。2020年英偉達GPU芯片占據(jù)國內人工智能服務器

約95%的市場份額，國內也涌現(xiàn)天數(shù)智芯、沐曦、壁仞、摩爾線程

等GPU初創(chuàng)企業(yè)，如天數(shù)智芯于2021年3月發(fā)布7納米制程云端

15

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

訓練通用GPU芯片BI，提供每秒147萬億次計算能力（FP16），可

完成上百路攝像頭視頻通道的人工智能處理。二是，ASIC等其他非

GPU加速芯片將在各個行業(yè)和領域被越來越多的采用，以滿足差異

化場景的性能、功耗與成本需求。燧原科技于2021年7月推出第二

代人工智能訓練芯片云燧T20，單精度張量算力達到160TFlops；寒

武紀已形成云端訓練芯片思元290、推理芯片思元270和用于邊緣

計算的思元220芯片的完整產品線布局。

國內多地加快投入智算計算中心布局。上海、廣州、濟南、武

漢和深圳等人工智能產業(yè)集聚區(qū)多通過聯(lián)合華為、商湯、浪潮等人

工智能頭部企業(yè)，采用政企合作建設運營的模式推進實施。華為與

深圳、武漢等地方政府合作推進智能計算中心落地，與深圳鵬城實

驗室合作的鵬城云腦二期在2020年10月實現(xiàn)業(yè)務上線，可提供1E

級人工智能算力，目前排名世界人工智能算力500排行榜首位；武

漢人工智能計算中心項目規(guī)劃百P級算力規(guī)模，預期將于2021年具

備業(yè)務上線條件。商湯科技上海新一代人工智能計算與賦能平臺項

目也預期在2021年運行，平臺能同時滿足4個超大規(guī)模城市使用，

提供850萬路視頻接入能力。

3.高性能計算加快發(fā)展

我國在超級計算機領域取得長足進展。從算力服務看，國家超

級計算服務網格已接入天津、廣州、深圳、長沙、濟南、無錫、鄭

州和昆山8個國家超算中心，各地方、各行業(yè)、各高校也在推進建

16

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

設高水平超算中心，目前累計服務用戶超兩萬，支持兩千余項國家

各類科學計算和重要工程項目研究。從算力能力看，截止2021年6

月的全球TOP500超算排行榜中，我國超算數(shù)量世界第一，占比份

額接近40%，超算規(guī)模位列美日之后的第三位，榜單前十中占據(jù)兩

席，“神威·太湖之光”、“天河2A”分別名列第四和第七。從市場

供給看，國內超算制造商市場份額遙遙領先，在全球TOP500超算

排行榜中，聯(lián)想、浪潮、曙光分別交付184臺、57臺、39臺，分別

排名全球第一、二和四位，累計份額達到56%。

國內E級超算系統(tǒng)研制工作穩(wěn)步推進。目前，由江南計算技術

研究所、國防科大和中科曙光分別主導研制的神威、天河、曙光三

臺E級超算系統(tǒng)齊頭并進，核心軟硬件設備將實現(xiàn)中國制造。從相

關的E級超算的原型機配置看，神威系統(tǒng)選用國產申威眾核處理器、

Mellanox無限帶寬互聯(lián)架構和自研網絡芯片組，散熱系統(tǒng)為液冷模

式；天河系統(tǒng)集成飛騰ARM架構FT-2000芯片和128核DSP芯片，

選用400GB/s的光電集成高速互聯(lián)架構，選用水風冷混合靶向式散

熱技術；曙光系統(tǒng)采用海光X86處理器與自研DCU加速器的異構

計算架構，搭載每秒200GB帶寬的6D-Torus高維層次化網絡系統(tǒng)，

采用全浸式相變冷卻技術實現(xiàn)極低的PUE。

(三)算力發(fā)展環(huán)境日益優(yōu)化

持續(xù)優(yōu)化的網絡環(huán)境為算力發(fā)展提供堅實支撐。算力水平不僅

取決于服務器、終端的算力，同時受到網絡傳輸能力的影響，與此

17

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

同時，數(shù)據(jù)的泛在分布推動計算從云端向物聯(lián)網、邊緣計算逐步普

及，不同的計算領域相互協(xié)同。伴隨電信網絡云化的不斷深入，算

網融合將成為算力發(fā)展重要的趨勢。隨著5G帶來低延時、高帶寬

和高連接密度的管道，打破了數(shù)據(jù)中心與邊緣、終端之間的界限，

計算與網絡相互協(xié)同能夠促使算力水平的提升。我國網絡基礎設施

能力持續(xù)升級，全國持續(xù)推進互聯(lián)網骨干網、城域網結構優(yōu)化和關

鍵環(huán)節(jié)擴容，加大省際出口帶寬擴容力度，2020年各省份平均互聯(lián)

網省際出口帶寬達到22Tbps，增長11%。移動通信方面，2020年

全國移動通信基站總數(shù)達931萬個，其中4G基站總數(shù)達到575萬

個，城鎮(zhèn)地區(qū)實現(xiàn)深度覆蓋，5G網絡建設穩(wěn)步推進，按照適度超前

原則，5G基站超77萬個，已覆蓋全國地級以上城市及重點縣市，

覆蓋率達13%，覆蓋率提高10個百分點。我國物聯(lián)網發(fā)展取得積

極成效，窄帶物聯(lián)網NB-IoT基站數(shù)超過70萬個，覆蓋全國地級以

上城市，用戶規(guī)模全球最大，移動物聯(lián)網連接數(shù)超過了10.8億。

1000

800

600

400

單位：萬個

200

0

201520162017201820192020

2G/3G基站數(shù)4G基站數(shù)5G基站數(shù)

來源：工業(yè)和信息化部

圖7我國移動通信基站發(fā)展情況

18

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

不斷增長的算力投資對算力發(fā)展發(fā)揮重要拉動作用。我國在計

算硬件、軟件、服務等領域支出的不斷增長使得人工智能、自動駕

駛、智慧城市等新興應用對算力發(fā)展的促進作用進一步提升。IDC

數(shù)據(jù)顯示，2020年我國IT支出規(guī)模達到2萬億，增長7.3%，帶動

我國經濟強勁復蘇，預計2021年中國IT支出將達到2.21萬億元人

民幣，相比2020年將增長10.0%。與此同時，我國算力投資主體逐

步多元化，數(shù)字經濟發(fā)展使得投資主體由政府或企業(yè)單一主體投資，

向政府與社會資本合作的多元主體發(fā)展，政府與社會資本合作這種

多主體投資模式越來越多，PPP模式得到廣泛應用，更加靈活的投

資模式進一步促進我國算力投資規(guī)模的持續(xù)增長。

2.50

2.00

1.50

1.00

單位：萬億元

0.50

0.00

201820192020

IT硬件IT軟件IT服務

來源：中國信息通信研究院、IDC

圖8我國IT硬件、軟件、服務支出規(guī)模

19

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

(四)算力應用需求不斷釋放

我國算力在創(chuàng)新發(fā)展的同時，算力需求潛力不斷釋放。隨著5G、

工業(yè)互聯(lián)網、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新技術和新應用的快速

發(fā)展，算力作為經濟社會運行不可或缺的數(shù)字底座，有效支撐我國

數(shù)字經濟蓬勃發(fā)展，推動各行業(yè)各領域數(shù)字化轉型。

1.算力賦能千行百業(yè)數(shù)字化轉型

算力發(fā)展推動我國產業(yè)數(shù)字化走向深入。我國在算力基礎設施

的支撐下，電子商務、平臺經濟、共享經濟等數(shù)字化新模式接替涌

現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網、智能制造等全面加速，為我國產業(yè)數(shù)字化持續(xù)健

康發(fā)展輸出強勁動力。2020年，我國產業(yè)數(shù)字化規(guī)模達31.7萬億元，

占GDP比重為31.2%，同比名義增長10.3%，占數(shù)字經濟比重由2015

年的74.3%提升至2020年的80.9%，服務業(yè)、工業(yè)、農業(yè)數(shù)字經濟

占行業(yè)增加值比重分別為40.7%、21.0%和8.9%。

算力為行業(yè)數(shù)字化轉型提供強大支撐。從行業(yè)的角度看，互聯(lián)

網依然是最大的算力需求行業(yè)，占整體算力近50%的份額，以阿里、

騰訊、百度、字節(jié)跳動為代表的互聯(lián)網巨頭對算力的需求更加迫切，

同時算力的集中部署也使互聯(lián)網行業(yè)成為先進生產力的代表。政府、

服務、電信、金融、教育、制造、運輸?shù)刃袠I(yè)分列二到八位，其中

電信、金融行業(yè)信息化和數(shù)字化起步較早，是我國算力應用較大的

傳統(tǒng)行業(yè)，對算力的應用處于行業(yè)領先水平；制造業(yè)數(shù)字化轉型仍

處于初期，需要更多規(guī)模化、普惠型的公共算力基礎設施的支持。

20

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

制造,4%

教育,5%

金融,6%

互聯(lián)網,47%

電信,8%

服務,9%

政府,14%

互聯(lián)網政府服務電信金融教育制造

運輸公共事業(yè)健康資源傳媒物流建筑

來源：中國信息通信研究院、IDC

圖9我國各行業(yè)算力應用分布情況

2.信息消費持續(xù)釋放算力需求

智能終端消費和移動數(shù)據(jù)流量消費規(guī)模繼續(xù)擴大。算力的不斷

提升推動了包括高清內容、視頻傳播、AR導航等新興應用的普及，

進而更加促進了智能終端消費的增長。當前我國移動電話普及率穩(wěn)

步提升，4G用戶滲透率超八成，用戶數(shù)及用戶占比持續(xù)擴大，截至

2020年底，我國5G網絡用戶數(shù)超過1.6億，約占全球5G總用戶數(shù)

的89%。我國5G手機出貨量和占比不斷提升，2020年國內5G手

機總計出貨量為1.63億部，占同期手機出貨量的52.9%。與此同時，

移動數(shù)據(jù)流量消費規(guī)模繼續(xù)擴大，2020年月戶均移動互聯(lián)網接入流

量（DOU）跨上10GB區(qū)間，移動互聯(lián)網接入流量消費達1656億

21

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

GB，比上年增長35.7%，其中手機上網流量達到1568億GB，比上

年增長29.6%，在總流量中占94.7%。

來源：工業(yè)和信息化部

圖102015-2020年移動互聯(lián)網流量及月DOU增長情況

算力泛在化促使智能終端呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢。隨著5G網絡、

邊緣計算的規(guī)模建設，新興應用將加速驅動數(shù)據(jù)處理由云端向邊側、

端側的擴散，邊端計算能力持續(xù)增長，算力泛在化已成趨勢，帶動

各種計算設備的巨大需求。未來隨著邊端設備種類的豐富，個人PC

甚至家庭網關都將可能作為算力的節(jié)點，手機、智能汽車等智能終

端的普及形成了數(shù)據(jù)就近處理和泛在計算處理的場景，由此也將促

進用戶周邊信息化空間內，不同距離、不同規(guī)模的算力相互協(xié)同和

聯(lián)動，呈現(xiàn)“云-邊-端”三級計算架構。目前5G泛終端已達20類，

涵蓋VR/AR頭顯、CPE、工業(yè)級路由器/網關、無人機、機器人、

車輛OBU等眾多品類，將率先在工業(yè)、醫(yī)療等非成本敏感領域率

22

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

先普及并迭代演進，并對文化教育、休閑娛樂方式等產生顛覆性變

革。

(五)算力發(fā)展助推經濟增長

算力成為支撐我國經濟高質量發(fā)展的堅實基礎。伴隨著新一輪

科技革命和產業(yè)變革持續(xù)推進，疊加疫情因素影響，算力成為推動

數(shù)字經濟、國民經濟持續(xù)穩(wěn)定增長的關鍵動力，對奪取疫情防控和

經濟社會發(fā)展雙勝利發(fā)揮了重要作用。算力已成為我國當前最具活

力、最具創(chuàng)新力、輻射最廣泛的信息基礎設施，算力成為衡量數(shù)字

經濟活力的關鍵指標。在2016-2020年期間，我國算力規(guī)模平均每

增長42%，數(shù)字經濟規(guī)模增長16%，GDP增長8%，與全球相比，

我國算力對數(shù)字經濟和GDP增長的拉動作用顯著。

算力產業(yè)對我國經濟社會和產業(yè)能級的帶動作用日益增強。通

過國家投入產出表模型計算，2020年以計算機為代表的算力產業(yè)規(guī)

模達到2萬億元，直接帶動經濟總產出1.7萬億元，間接帶動經濟

總產出6.3萬億元，即在算力產業(yè)中每投入1元，平均將帶動3~4

元的經濟產出。其中，算力產業(yè)對電子元器件、計算機、材料、軟

件和信息技術服務等產業(yè)的直接拉動作用較大，直接帶動經濟產出

高達1.5萬億元；在行業(yè)領域，算力的投入對制造業(yè)、互聯(lián)網、金

融等領域的經濟產出帶動作用較為明顯。

23

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

來源：國家統(tǒng)計局、中國信息通信研究院

圖11我國算力投入對經濟總產出的帶動作用

四、中國算力發(fā)展指數(shù)評估

我國高度重視算力發(fā)展。2021年5月國家發(fā)展改革委、中央網

信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《全國一體化大數(shù)據(jù)

中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，明確提出布局全國算力網絡

國家樞紐節(jié)點，啟動實施“東數(shù)西算”工程，構建國家算力網絡體

系。2021年7月工業(yè)和信息化部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動

計劃（2021-2023年）》，明確用3年時間，基本形成布局合理、技

術先進、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經濟增長相適應的新型數(shù)據(jù)中

心發(fā)展格局。

在需求與政策的雙重驅動下，全國各地大力推進算力技術產業(yè)、

基礎設施建設及算力應用的發(fā)展。為全面梳理、客觀評價我國算力

發(fā)展狀況，對我國算力擁有更為科學、具象的認識，結合算力發(fā)展

24

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

特點和重點影響因素，建立中國算力發(fā)展指數(shù)，全面客觀評價我國

各省份算力發(fā)展水平，為全國及各省份算力發(fā)展政策制定提供有力

支撐。

(一)指標建立依據(jù)

基于上述對算力內涵的界定與其發(fā)展特點的分析，并綜合參考

IDC10、羅蘭貝格11、華為、浪潮等國內外機構和企業(yè)對算力測度及

相關指標體系的研究，在充分征求專家的意見的基礎上，白皮書從

算力規(guī)模、算力環(huán)境和算力應用三個維度選取相關指標建立中國算

力發(fā)展指數(shù)，全面客觀評價我國算力發(fā)展狀況，分析各省份現(xiàn)階段

的算力發(fā)展水平。中國算力發(fā)展指數(shù)指標選擇時遵循科學性、代表

性、獨立性的原則，結合算力發(fā)展特點和重點影響因素，并綜合考

慮到在省域層面上數(shù)據(jù)的可獲取性和可比較性。

維度一：算力規(guī)模。主要基于基礎算力、智能算力、超算算力

三個方面來衡量算力規(guī)模?；A算力主要是基于CPU的存量服務器

算力水平，每臺服務器采用單精度浮點數(shù)（FP32）計算能力來衡量

算力性能12。智能算力主要是GPU、FPGA、ASIC或其他加速器支

10IDC與浪潮聯(lián)合發(fā)布的《2020全球計算力指數(shù)評估報告》，主要圍繞計算能力、計算效率、應用

水平和基礎設施支持四類指標進行評估

11羅蘭貝格與華為聯(lián)合發(fā)布的《泛在算力：智能社會的基石》給出了全球算力衡量指標體系，主要

基于云、邊、端對全球各國整體算力進行估算。

12用單精度浮點數(shù)（FP32）計算能力評估服務器的通用計算能力，服務器算力=處理器芯片數(shù)*每

時鐘周期執(zhí)行單精度浮點運算次數(shù)*處理器主頻*處理器核數(shù)。

25

中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

撐的高并行、高密集計算能力的異構算力水平，目前用于深度學習

中的半精度浮點算力數(shù)（FP16）計算成為智能計算的主流。超算算

力主要是基于國際知名排行榜TOP500、中國高性能計算機性能

Top100統(tǒng)計全球及我國超算算力的規(guī)模，并參考超算生產商的相關

數(shù)據(jù)。超算算力測算主要以超算系統(tǒng)運行LINPACK基準測試，采

用雙精度浮點數(shù)（FP64）計算能力來衡量超算的算力性能。算力規(guī)

模測算時統(tǒng)一折算為單精度浮點數(shù)（FP32）算力進行統(tǒng)計。

維度二：算力環(huán)境。主要基于網絡環(huán)境和算力投入來衡量算力

環(huán)境。持續(xù)優(yōu)化的網絡環(huán)境為算力發(fā)展提供堅實支撐，IT大規(guī)模投

資將會對算力增長產生直接和間接的推動作用。網絡環(huán)境重點聚焦

互聯(lián)網省際出口帶寬和5G移動基站覆蓋情況，主要反映各地區(qū)在

數(shù)據(jù)和互聯(lián)網等業(yè)務上與國內其他地區(qū)數(shù)據(jù)傳輸服務能力，以及本

地區(qū)的邊緣計算支撐能力。計算與網絡相互協(xié)同能夠促使算力水平

的提升，各地區(qū)的網絡傳輸服務能力和邊緣計算支撐能力決定了算

力的全局化調度水平，推動算力供需關系的平衡。算力投入力度重

點聚焦計算硬件、軟件、服務等投入情況，人工智能、自動駕駛、

智慧城市等新興應用驅動算力的發(fā)展，帶動計算硬件、軟件、服務

支出的增長。

維度三：算力應用。主要基于消費應用水平和行業(yè)應用水平來

衡量算力應用。算力推動消費和行業(yè)應用的發(fā)展，而消費和行業(yè)應

用則拉動算力的增長。消費應用水平主要聚焦移動互聯(lián)網月均流量，

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中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

移動互聯(lián)網接入流量與算力規(guī)模具有顯著相關性13，算力是海量移

動互聯(lián)網數(shù)據(jù)的承載實體，數(shù)據(jù)流量增長是算力規(guī)?？焖僭鲩L的核

心驅動因素，智能手機、遠程辦公、在線會議、移動支付等移動互

聯(lián)網應用拉動了后端算力基礎設施的增長，極大促進了算力的蓬勃

發(fā)展。行業(yè)應用水平主要聚焦產業(yè)數(shù)字化，反映了算力在互聯(lián)網、

制造、金融等領域的應用情況，工業(yè)互聯(lián)網、兩化融合、智能制造、

車聯(lián)網、平臺經濟等融合型新產業(yè)新模式新業(yè)態(tài)為算力發(fā)展提供廣

闊空間。

(二)指標體系建立

在評價工作開展過程中，按照科學的研究與分析方法，對各項

指標進行權重確定、賦值和計算打分階段，得到我國算力發(fā)展綜合

指數(shù)。綜合指數(shù)的形成過程，可分為四個階段：

1.形成指數(shù)體系：根據(jù)上述建立指標體系的依據(jù)，征求專家的

意見，對我國算力發(fā)展評價現(xiàn)狀進行梳理，結合算力發(fā)展特點和重

點影響因素，從算力規(guī)模、算力環(huán)境、算力應用三個維度搭建算力

發(fā)展指數(shù)體系，指標涉及算力規(guī)模、算力環(huán)境等3個一級指標，基

礎算力、智能算力等7個二級指標，服務器算力規(guī)模、AI加速器算

力規(guī)模等8個三級指標。

13數(shù)據(jù)中心行業(yè)研究報告顯示，移動互聯(lián)網接入流量與數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模呈顯著相關，二者相關系

數(shù)達0.92。

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中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

表1中國算力發(fā)展指標體系

一級指標二級指標三級指標單位

基礎算力服務器算力規(guī)模EFlops

算力規(guī)模智能算力AI加速器算力規(guī)模EFlops

超算算力超算算力規(guī)模EFlops

互聯(lián)網省際出口帶寬Tbps

網絡環(huán)境

算力環(huán)境5G覆蓋率%

算力投入IT支出規(guī)模億元

消費應用水平移動互聯(lián)網月均流量EB

算力應用

行業(yè)應用水平產業(yè)數(shù)字化規(guī)模億元

來源：中國信息通信研究院

2.利用AHP方法確定指標權重：針對形成評價體系的一級、二

級、三級指標，通過基于專家打分法的層次分析法（AHP）方法，

得到評價指標體系中每個一級、二級、三級指標之間的相對權重。

3.根據(jù)區(qū)域實際情況對指標進行賦值：根據(jù)31個省份算力發(fā)展

實際情況14，得到每個指標的實際數(shù)值，并且對數(shù)據(jù)進行標準化處

理，得到每個指標的賦值情況。每個指標總分為100分，每個省份

在該指標的得分為當年數(shù)值與5年后的目標值進行對比后評出。5

年后的目標值計算根據(jù)業(yè)界各領域權威組織、機構及企業(yè)數(shù)據(jù)，由

專家調研及分析設定。

4.計算綜合指數(shù)：最后根據(jù)指標的具體賦值情況和相應的權重，

最終形成各區(qū)域綜合指數(shù)。

14受數(shù)據(jù)可得性及數(shù)據(jù)連續(xù)性等限制，本報告測算不包括香港、澳門、臺灣。

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中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

(三)我國算力評估

1.算力發(fā)展指數(shù)

京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等區(qū)域算力發(fā)展處于領先水平。

整體來看，北京、上海、廣東及周邊省份算力發(fā)展指數(shù)總體較高，

其中廣東、北京、江蘇、上海、山東、浙江排名前列，算力發(fā)展指

數(shù)達到40以上。北京、上海、廣東及周邊省份緊抓算力發(fā)展機遇，

加快推動算力技術產業(yè)布局和算力基礎設施建設，營造良好算力發(fā)

展環(huán)境，積極推進算力廣泛應用，整體發(fā)展指數(shù)總體較高。

中西部核心省份算力發(fā)展日益崛起。北上廣及周邊省份算力需

求旺盛，土地、能源緊缺，大規(guī)模發(fā)展算力存在難度，算力供不應

求，算力發(fā)展受到一定局限性。中西部省份資源充足，但存在網絡

帶寬小、跨省數(shù)據(jù)傳輸費用高、算力需求少等瓶頸。隨著國家“東

數(shù)西算”工程的推進，中西部核心省份算力發(fā)展?jié)摿^大，目前河

南、湖北為代表的中部省份以及四川為代表的西部省份躋身前十，

算力發(fā)展指數(shù)達到20以上。其中，四川是西部大開發(fā)的重要平臺，

是長江經濟帶的戰(zhàn)略支撐；湖北輻射帶動中部和長江中游地區(qū)，支

撐長江經濟帶算力發(fā)展；河南引領中原算力發(fā)展、支撐中部崛起。

未來中西部省份在算力發(fā)展方面可以與京津冀、長三角、粵港澳大

灣區(qū)等區(qū)域實現(xiàn)協(xié)同、聯(lián)動發(fā)展。

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中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

來源：中國信息通信研究院

圖122020年中國部分省份算力發(fā)展指數(shù)

2.算力規(guī)模分指數(shù)

北上廣及周邊省份地區(qū)算力規(guī)模指數(shù)較高。隨著移動互聯(lián)網、

物聯(lián)網的快速發(fā)展，以及傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化轉型升級，北上廣等熱

點地區(qū)算力需求快速攀升，帶動本地算力規(guī)模的持續(xù)增長，其中北

京、廣東、上海位列前三，算力規(guī)模指數(shù)達到30以上。隨著北上廣

等熱點區(qū)域電力、土地資源限制以及政策鎖緊，河北、江蘇、浙江

等北上廣周邊省份地區(qū)逐漸承接北上廣等熱點地區(qū)外溢需求，帶動

河北、江蘇、浙江等地算力規(guī)模的擴大。位于中西部的四川、內蒙

古、江西、河南等地以及東北遼寧的大數(shù)據(jù)產業(yè)蓬勃發(fā)展地區(qū)，充

分發(fā)揮本地大數(shù)據(jù)資源價值，加快大規(guī)模數(shù)據(jù)中心等算力基礎設施

建設，算力規(guī)模也躋身前列。

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中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書

來源：中國信息通信研究院

圖132020年中國部分省份算力規(guī)模分指數(shù)

各地算力規(guī)模發(fā)展穩(wěn)步提升。從總量來看，2020年北京、廣東、

上海算力規(guī)模位列前三，均超過15EFlops；江蘇、河北、浙江、四

川、山東、遼寧、內蒙古等省份排名前十。從增速來看，浙江、廣

東算力增速位列前二，年增速均超過60%，北京、江蘇、江西、山

東、重慶、上海等省份算力增速超過50%，其余省份算力增速在

40%-50%之間。從算力不同維度來看，北京、廣東、上海排名我國

基礎算力和智能算力規(guī)模前三位，算力規(guī)模領跑全國，全國總占比

達62%；超算算力方面，江蘇、北京、四川排名我國超算算力規(guī)模

前三位，其中江蘇省大力支持無錫、昆山國家級超算中心建設，北

京已在全國率先實現(xiàn)了超算云服務化，四川省