号称人工智能发动机的“算力”是什么？

相信大家已经感受到，我们正处在一个人工智能时代。如果要问在人工智能时代最重要的是什么？那必须是：算力！算力！算力！（重要的事情说三遍）

作为推动人工智能发展的三大要素之一，算力被称为人工智能的“发动机”和核心驱动力。

算力很重要，但是算力究竟是个啥？文档君带着大家一起来看看吧~~

01

什么是算力

“算力”，字面意思就是计算能力（Computational Power），从古代的算盘到现在的超级计算机，都是算力的承载者。

现在我们说的算力是指计算系统（如电脑、服务器、数据中心等）处理信息和执行计算的能力。计算系统的算力越高，处理数据的速度越快，能完成的任务也越复杂。

如果将计算机的算力比作学生的解题速度，那么一个拥有强大算力的计算机就像是一个解题速度极快的高中生，而一个算力较弱的计算机就像是解题速度较慢的小学生。

同一道算术题，高中生可能只需要一分钟就能解出来，而小学生可能需要花费更多的时间。因此，算力的大小直接影响了计算机处理数据的速度和效率。

算力的单位有以下几种：

• FLOPS

Floating Point Operations Per Second，浮点运算次数/秒。表示计算系统每秒钟能执行多少次浮点运算，是最常用的衡量算力的单位。

• IPS

Instructions Per Second，指令/秒。表示计算系统每秒钟能执行多少条指令，更多地用于衡量CPU的处理速度。

• TOPS

Trillion Operations Per Second，万亿次/秒。表示处理器每秒钟可进行多少万亿次（10^12）操作。

TOPS/W也可以作为 评价算力的一个性能指标，表示在1W功耗的情况下，处理器能进行多少万亿次操作。

02

算力的发展历程

算力经过多年的发展，实现了从算盘到云端的巨大飞跃，总的来说可以分为以下几个阶段：

01

机械时代：算盘与差分机

• 在遥远的古代，人类的算力仅限于十指和一些简单的计数工具。

• 算盘的出现，使人们迎来了第一次算力的飞跃。

• 1642年，布莱士·帕斯卡发明了帕斯卡加法器，是人类历史上第一台真正的计算机，能够执行加减法运算。

• 19世纪初，查尔斯·巴贝奇构想出了能够进行复杂计算的差分机，被认为是最早的通用计算机概念。

02

电子时代的曙光：ENIAC与微处理器

• 1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC的诞生，开启了算力发展的电子时代。

• 1971年，英特尔推出了4004微处理器，标志着个人计算时代的到来。这颗芯片的算力现在看来不值一提，但却为后来的技术革命埋下了伏笔。

03

个人计算的大爆炸：PC革命

• 1980年代，个人电脑（PC）开始普及，算力不再是大型机构专用，普通人也能享受到数字技术带来的便利。

• 199 0年代，互联网的出现和普及，加速了计算需求的增长，推动了算力的进一步发展。

04

云端上的算力：云计算与AI

• 21世纪，移动计算和云计算蓬勃发展。云计算的出现，使得算力可以像水和电一样，通过网络“流动”到需要它的每一个角落。

• 人工智能的崛起对算力提出了更高的要求，GPU（Graphics Processing Unit，图形处理单元）和TPU（Tensor Processing Unit，张量处理单元）等专用硬件的出现，极大地提高了处理效率，为机器学习模型的训练和推理提供了强大的支持。

03

算力的重要性

在本文的开头提到，人工智能新时代最重要的就是算力。算力对于人工智能至关重要，它几乎影响着人工智能领域的每一个方面。

实现复杂模型

现代人工智能，特别是深度学习技术，依赖于复杂的神经网络模型，这些模型包含数百万甚至数十亿的参数。

高算力使得这些大型模型的训练成为可能，只有足够的算力才能使模型在合理的时间范围内完成对海量数据的学习。

缩短训练时间

强大的算力可以大幅缩短模型的训练时间。在算力较低的条件下，训练一个复杂的深度学习模型可能需要几周甚至几个月。随着算力的提升，相同的训练任务可以在几天、几小时乃至更短时间内完成。

支持实时分析和决策

在很多应用场景中，比如自动驾驶汽车、金融交易分析、智能医疗系统等，AI模型需要实时地处理数据并做出决策。强大的算力能够保证这些系统能够迅速处理输入的数据，及时做出反应。

促进AI技术的创新

随着算力的增强，AI研究人员能够尝试更多的实验，探索新的算法和模型架构。这不仅加速了现有技术的改进，也可能带来突破性的新技术。

例如，近年来自然语言处理（NLP）领域的重大进展很大程度上得益于可用算力的显著提升。

除了人工智能领域，算力在气候模拟、天文物理、金融分析、医疗健康、交通运输、信息安全、科学研究等各方面都具有重大影响。

可以说，算力的提升是实现这些应用的基础和保障，也是数字世界的基石。

04

结束语

今天的算力小知识就介绍到这里了，敲黑板总结重点啦~~

相信在未来的发展历程中，算力将继续发挥重要作用。无论是在游戏、人工智能还是其他领域，算力的发展将为我们带来更多的创新和可能。

来源：中兴文档

原标题：算力系列基础篇——算力101：从零开始了解算力

编辑：鱼非我

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

1.2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.