一、算力的定义:从“看不见的计算”说起
1. 算力的本质:运算能力而非存储容量
从技术定义看,算力(Computing Power)衡量的是计算系统在单位时间内可完成的运算量,其计量单位即“每秒浮点运算次数”,英文缩写为FLOPS。
这里的“浮点”,指带小数点的实数。以浮点而非整数作为基准,原因在于人工智能的运算以海量小数乘加为主:一张图片进入模型后会被转换为数百万个介于0至1之间的数值,模型对其执行的乘法与加法,数量级极为庞大。
2. 量级的阶梯:从T到Z
FLOPS并非单一刻度,而是按数量级层层递进;每上升一级,量级扩大一千倍。
算力的计量单位
| 单位 | 全称 | 每秒运算次数 | 量级参照 |
| TFLOPS | 万亿次浮点运算/秒 | 1012 | 一张主流显卡的量级 |
| PFLOPS | 千万亿次/秒 | 1015 | 一台高端AI服务器的量级 |
| EFLOPS | 百亿亿次/秒 | 1018 | 一座大型智算中心的量级 |
| ZFLOPS | 十万亿亿次/秒 | 1021 | 尚无单体系统达到该量级,属远期目标 |
资料来源:观研天下数据中心整理
工业和信息化部数据显示,截至2026年6月,我国在用智能算力规模为2185 EFLOPS(FP16)。若按单人每秒完成一次运算折算,完成这一规模一秒的运算量需约69万亿年,约为宇宙年龄的5000倍。
3. 三种算力:通用、智能、超级
依据计算精度与适用任务的不同,业界一般把算力分为通用算力、智能算力与超级算力三类。
三类算力的分工
| 类型 | 核心芯片 | 精度 | 典型任务 | 通俗理解 |
| 通用算力 | CPU | 双精度FP64 | 网页服务、数据库、日常业务系统 | 功能通用,单任务效率非最优 |
| 智能算力 | GPU/NPU/ASIC | 半精度FP16/BF16 | 大模型训练与推理、图像识别、语音 | 面向专用计算,并行效率突出 |
| 超级算力 | 众核处理器 | 双精度FP64 | 气象预报、药物分子模拟、流体仿真 | 追求绝对精度,容不得误差 |
资料来源:观研天下数据中心整理
三者之中,智能算力的增长最为迅猛。大模型的训练与推理本质上是海量矩阵乘法,GPU一类芯片的架构正好适配并行乘加;相较之下,CPU长于复杂逻辑与串行控制,GPU的优势在于大规模并行处理,二者分工近似于通才与专才之别。过去两年,中国算力的增量部分几乎全部落在智能算力这一类别。
4. 三层部署:云、边、端
根据观研报告网发布的《中国算力行业发展趋势分析与投资前景预测报告(2026-2033年)》,算力资源并不只是机房中的设备堆叠。若按物理位置划分,可归为云、边、端三个层次。
云算力——体量最大、单位成本最低,代价是“配送”环节存在时延。大模型训练基本都在这一层完成,单次训练常需上万张加速卡并行运行数月。
边缘算力——布设于城市边缘、厂区车间与路口基站,靠近数据产生端。自动驾驶的实时决策与工业质检的即时判别之所以依赖这一层,是因为数据若往返千里之外的机房,时延无法满足要求。
端侧算力——嵌入手机、眼镜、手表与汽车等终端,绝对算力最弱,却在响应速度与隐私保护上占优。
三层之间是分工而非替代:一个健全的算力体系,需要云、边、端同时在位。
5. 算力的特点
(1)重资产
大型智算中心的单体投资通常在十亿元量级,GPU集群的折旧周期却只有三至五年。高门槛与短折旧叠加,使项目建成后必须保持较高利用率才能收回成本,经营绩效因此高度取决于开机率。
(2)高耗能
算力中心是典型的高耗电设施,行业通常用PUE(电源使用效率)衡量其能效,数值越接近1,意味着电能利用越充分。这也可以解释数据中心为何集中在内蒙古、甘肃、宁夏与贵州:起决定作用的不是土地价格,而是低廉的电价、凉爽的气候以及充裕的风光绿电。
(3)对时延极度敏感
光在光纤中的传播速度约为每毫秒200公里,这一物理常数直接限定了算力的空间布局:实时性要求高的业务,算力必须落在距用户数十公里之内;对时延不敏感的业务,则可以放到两千公里以外。
(4)技术迭代极快
算力芯片的架构大致每一到两年更新一次,今天建成的集群在三年后可能已不是最优方案。由此产生的直接后果是,算力资产会经历明显的“技术性贬值”,且贬值速度远快于传统基础设施。
二、全球历程:从摩尔定律到十万卡集群
1. 单机时代(1946—1990年代)
1946年ENIAC投入运行,运算速度为每秒五千次加法。1965年,戈登·摩尔提出“摩尔定律”,即集成电路上可容纳的晶体管数量约每两年翻一番。此后半个世纪,信息产业始终沿着这条经验曲线扩张:单位算力成本不断下降,且下降节奏大体可以预判。
2. 云计算时代(2006—2012年)
2006年亚马逊推出AWS,把算力的获取方式从“购买服务器”改写为“租用服务”。这一转换具有根本性:企业不必一次性投入数十万元购置硬件,只需按使用小时付费。算力由此首次成为一种可以像水电那样计量、结算的商品。
3. 深度学习时代(2012—2022年)
2012年,深度学习模型AlexNet在图像识别竞赛中以明显优势夺冠,其算力基础正是GPU的并行能力。此后十年间,GPU的身份由游戏显卡转为战略物资。2017年Transformer架构问世,为日后的通用大模型提供了技术底座。
4. 大模型时代(2022年至今)
2022年底ChatGPT上线,把算力需求推到新的量级:训练一个前沿大模型,所需不再是数百张加速卡,而是数万乃至数十万张卡互联协同。行业术语也随之从“万卡集群”迅速过渡到“十万卡集群”。
三、中国算力行业的发展历程
1. 从超算起步(1980-2020年)
自上世纪80年代中期的“银河”系列起步,中国用约三十年时间完成了从跟跑到并跑的追赶。2010年,“天河一号”首次登上全球超级计算机500强榜首;2013年“天河二号”实现六连冠;2016年,“神威·太湖之光”再度登顶并连续四次夺冠,且首次实现核心处理器的全国产化。
这一阶段的算力由国家队主导,主要服务气象预报、核模拟、石油勘探等国家战略领域,与公众日常生活几乎没有交集。
2. 政策驱动的体系化布局(2021-2025年)
2021年5月,国家发展改革委等四部门联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,“东数西算”由此首次进入政策文本。这被视为中国算力政策的分水岭——建设重心由“建机房”转向“建网络”。
2022年2月,“东数西算”工程全面启动,布局8个国家算力枢纽节点与10个国家数据中心集群。
2023年10月,工业和信息化部等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》,首次将计算力、运载力、存储力纳入统一规划框架。
2023年12月,国家发展改革委等部门印发《关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》,明确“全国一盘棋”的建设原则。
2024年,《政府工作报告》提出“适度超前建设数字基础设施,加快形成全国一体化算力体系”。所谓“适度超前”,意味着政策层面允许算力建设适度领先于当期需求。
2025年5月,工业和信息化部印发《算力互联互通行动计划》,确定“先互联、再成网、同步建市场”的推进思路,并提出到2026年形成较为完备的互联互通标准、标识与规则体系,到2028年基本实现全国公共算力的标准化互联。
2025年8月,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》,要求加强智能算力互联互通与供需匹配。这是“人工智能+”首次以国务院文件形式与算力基础设施直接衔接。
3. 从建设规模到使用效率(2026年至今)
2026年2月,工业和信息化部印发《关于组织开展国家算力互联互通节点建设工作的通知》,提出构建“1+M+N”体系,即1个国家节点、M个区域节点、N个行业节点,目标是形成全国统一的算力服务大市场。
2026年,《政府工作报告》首次写入“算电协同”,并将超大规模智算集群、算电协同纳入新基建工程部署。同年,“十五五”规划明确要构建多层次算力设施体系与全国一体化算力网。
2026年7月,中共中央政治局会议提出扎实推进“六张网”规划建设,算力网为其一。
2026年10月20日,国家数据集团有限公司在河北雄安新区挂牌成立,成为中国算力与数据产业的一个标志性节点。
中国算力基础设施主要指标(截至2026年6月)
| 指标 | 数值 | 时间节点 |
| 在用智能算力规模 | 2185EFLOPS(FP16),同比+177% | 2026年6月 |
| 在用标准机架 | 1556万架 | 2026年6月 |
| 存力规模 | 突破2000EB | 2026年6月 |
| 全国算力设施整体上架率 | 71.4% | 2026年6月 |
| 八大国家算力枢纽贡献 | 全国80%以上的智能算力 | 2026年6月 |
| 全国一体化算力网监测调度平台接入 | 约六成智能算力资源 | 2026年6月 |
资料来源:工业和信息化部、《2026综合算力全景分析》
4. 空间格局:物理约束下的地理分布
从区域分布看,截至2026年6月,东部、中部、西部、东北地区智算规模占全国的比重依次为55.9%、10.6%、32.6%、0.9%。
资料来源:工业和信息化部;观研天下数据中心整理
这组数据反映两个层面的变化。
其一,西部加速崛起。内蒙古数据中心的绿电综合使用率已超过85%;甘肃庆阳成长为西部重要的智算基地;贵阳贵安的智算占比超过98%,意味着当地基本不再新建通用数据中心,新增供给全面转向智能算力。西部的角色定位,也由“能源输出地”转为数字经济的直接参与者。
其二,空间距离的约束减弱。近两年,围绕国家算力枢纽节点建成70余条算力大通道,东西部主要区域之间已形成“毫秒级”服务圈。以内蒙古乌兰察布至北京为例,数据传输时延仅4.2毫秒,远低于一次眨眼的耗时。
四、社会环境分析:算力为何必须“下沉”
任何技术的普及,除供给能力外,还取决于社会条件的配合。2026年算力加速向公众渗透,背后至少有四个社会层面的变化在起作用。
1. 用户结构的变化:从尝鲜到依赖
中国互联网络信息中心(CNNIC)于2026年9月发布《生成式人工智能应用发展报告(2026)》。报告显示,截至2026年上半年,我国生成式人工智能用户规模已突破7亿人,普及率超过50%。
以我国约11亿的网民规模为参照,这一数字意味着超过六成网民已经使用过生成式人工智能。除覆盖面之外,使用深度同样值得关注。
生成式人工智能用户使用场景分布
| 使用场景 | 用户占比 |
| 让AI回答问题 | 76.0% |
| 处理图片/视频 | 47.8% |
| 处理文本 | 37.6% |
| 写工作总结/会议纪要/PPT | 32.5% |
资料来源:中国互联网络信息中心《生成式人工智能应用发展报告(2026)》;观研天下数据中心整理
从使用频次看,截至2026年7月,AI综合助手、AI搜索引擎与AI生活助手的月均使用次数居前三位;其中AI综合助手、AI效率办公等应用的使用次数同比增长均超过100%。
中国人民大学智能信息分析研究中心副主任朝乐门认为,依照创新扩散的一般规律,新技术普及率接近50%,往往意味着进入增长拐点,新增用户增速将逐步放缓,行业发展重点从规模扩张转向质量提升和价值创造。
也就是说,我国人工智能已经越过普及门槛,后续的核心议题转向使用质量。
2. 教育:AI进入课程体系
中央网信办、教育部等部门印发的《2026年提升全民数字素养与技能工作要点》提出,把人工智能知识纳入国民教育体系,推动中小学人工智能通识课程常态化开设。
这一部署的意义在于代际:下一代对“算力”“模型”“词元”等概念的熟悉程度,或将接近当代人对“电”的理解。
这一渗透同样延伸至高等教育与职业教育阶段。教育场景的共性在于用户基数大、使用频次高、对成本高度敏感。正因如此,教育往往成为检验新技术普惠成色的首选场景。
3. 就业与素养:技术普惠的另一面
技术普惠在创造新岗位的同时,也在重塑既有岗位。随着人工智能从“信息生成”迈向“任务执行”,相关岗位的技能要求与组织分工正加快重构。
与算力普惠相伴而生的,是算力鸿沟。二者并存,且将长期存在。判断一国算力产业是否健康,规模增速只是其中一面,另一面在于能否把红利输送到技术使用能力最弱的群体。
4. 信任与安全:普及之后的隐忧
2026年4月7日,国家安全部就“词元”热潮发布安全提示,归纳出泄露劫持、伪造篡改、诈骗陷阱三类风险。同期,中国信通院《智能算力服务研究报告(2026年)》指出,我国智能算力在资源供给、设施建设、平台汇聚与融合应用方面已有进展,但高端芯片、基础软件、跨域调度与服务生态培育仍是短板;随着词元服务进入金融、医疗、政务等高敏感领域,安全隐患不容忽视。
此外,大模型的“幻觉”问题至今未能根治。
上述问题决定了算力下沉难以线性推进。当算力服务从“企业采购”变成“个人订阅”,安全责任的边界也随之从CTO转移到了每一个普通用户。这既是普及要付的代价,也是行业必须补上的功课。(知衡)
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。








