原创 小芯叽 小芯叽 2025年06月30日 12:30 北京

什么是算力?从结绳记事到AI时代,解锁算力的前世今生

在数字浪潮下,⼀个词汇正在越来越频繁地出现在我们的视野中—算力

从智能手机、自动驾驶的广泛应用,再到人工智能的飞速发展,算力无处不在。它成为如同“水电煤”一样的公共基础资源,为我们的生活和工作提供源源不断的动力。

那么,究竟什么是算力?它经历了怎样的发展历程,又如何去衡量呢?

算力(Computing Power),是指通过对信息数据进行处理,实现目标结果输出的计算能力。诺贝尔经济学奖获得者威廉・诺德豪斯(William D.Nordhaus)在《计算过程》中提出“算力是指设备根据内部状态的改变,每秒可处理的信息数据量”。所以算力的本质是数据处理能力。

远古时期,人类的算力主要依赖于大脑和简单的辅助工具,如结绳记事、刻画符号等。这些原始的方法虽然简陋,却是人类计算能力的萌芽。

随着⽂明的进步,出现了更为精密的计算⼯具。例如,中国古代的算筹和算盘,极大地提升了人们的计算效率。

1946年,世界上第⼀台数字式电子计算机ENIAC诞生,标志着算力正式步入电子时代。随着晶体管的发明,计算机的体积逐渐缩小,性能大幅提升,个人电脑的出现和普及使得算力走进了千家万户,推动了整个社会的信息化普及。

进入21世纪,互联网的兴起和云计算技术的发展,使得算力不再局限于单⼀设备,而是可以通过网络共享,按需分配。云计算的出现,将大量零散的算力重新整合,汇聚成海量的计算资源,为各行各业提供了强大的算力支撑。

算力任务的分类

算力云化后,数据中心成为算力的一个主要载体。人类的算力规模有了质的飞跃。在数据中心里,算力任务通常可以分为基础通用计算和高性能计算(HPC

基础通用计算

基础通用计算主要是由CPU提供的,面向日常的基础计算需求。这类任务通常计算量较小,对实时性要求不高,例如企业⽇常运营、数据存储与管理等。

算力
高性能计算

高性能计算是指利用超级计算机系统,通过并行计算技术,将计算任务分成多个子任务同时进行处理,来提高计算速度和任务处理的能力。高性能计算又可以细分为科学计算、工程计算和智能计算,分别应用于基础科学研究、工业领域和人工智能模型的训练和推理中。

算力既然是一种能力,就有对它能力强弱衡量的指标和单位。大家经常听说的MIPS,FLOPS,TOPS,就是对算力不同的衡量单位。

MIPS

Million Instruction Per Second

每秒百万条指令

MIPS用于衡量处理器执行整数指令的速度,即每秒能处理多少百万条指令。这个衡量单位关注处理器对逻辑运算(如加减乘除、条件判断)的处理效率,不涉及复杂的浮点运算。适用于早期CPU性能评估,用作操作系统、数据库等系统级软件的性能参考。

FLOPS

Floating Point Operations Per Second

每秒浮点运算次数

FLOPS用于衡量处理器执行浮点运算的能力。不同数量级的FLOPS有不同的表达方式,单位越大,算力越强。适用于科学计算、高性能计算、图形处理等应用场景。

FLOPS不同数量级的表达方式

TOPS

Tera of Operations Per Second

每秒万亿次操作

TOPS用于衡量AI芯片处理张量运算(矩阵乘法、卷积等)的速度。与FLOPS不同,TOPS不严格区分“浮点”或“整数”,而是关注AI任务中的实际操作次数。

如今,算力早已融入我们生活的每个角落,成为新型生产力,⽀撑着数字经济的发展。算力的发展,就是我们不断突破技术限制、追求更高效率的历程。未来,随着量子计算的突破、边缘计算和算力网络的完善,算力会释放更强大的能量,为我们创造无限的可能。