當(dāng)今科技發(fā)展的浪潮中，智算中心站在了時(shí)代的風(fēng)口成為眾人矚目的焦點(diǎn)，算力作為智算中心的核心指標(biāo)，決定了其處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行任務(wù)的能力，算效則反映了算力資源的利用效率，下面我們來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中心算力與算效的計(jì)算方法
一、算力的定義
算力(CP，ComputationaPower)即數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力。
指數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)結(jié)果輸出的一種能力，是衡量數(shù)據(jù)中心計(jì)算能力的一個(gè)綜合指標(biāo)，數(shù)值越大代表綜合計(jì)算能力越強(qiáng)。算力應(yīng)是數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有服務(wù)器的算力加和，即:
二、算力的分類(lèi)
算力(CP)的核心要素包括通用算力（即CP-Nomal，簡(jiǎn)寫(xiě)CPN)和智能算力（即CP-Tuto，簡(jiǎn)寫(xiě)CPT)。通用算力是指數(shù)據(jù)中心服務(wù)器僅包含CPU的算力。智能算力是指數(shù)據(jù)中心服務(wù)器不僅包含CPU，也包含GPU或AI芯片的算力。因此數(shù)據(jù)中心的算力(CP):
三、算力的單位與精度
算力(CP)最常用的單位是FLOPS(Floatimng point OperationsPer Secnd，每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))。事實(shí)上，F(xiàn)LOPS已成為各種設(shè)施(如計(jì)算機(jī)、超算機(jī)、服務(wù)器等)衡量計(jì)算性能的代名詞。FLOPS是一個(gè)基本單位，它的更大的數(shù)值單位有K(千)、M(兆)、G(吉)、T(太)、P(拍)、E(艾)等。
表1 算力常見(jiàn)單位
算力精度不同，實(shí)際算力水平差別巨大。如果因此衡量算力水平，單一采用運(yùn)算次數(shù)指標(biāo)是不夠的，還應(yīng)考慮算力精度。
根據(jù)參與運(yùn)算數(shù)據(jù)精度的不同，可把算力分為：雙精度算力（64位，F(xiàn)P64）、單精度算力（32位，F(xiàn)P32）、半精度算力（16位，F(xiàn)P16）及整型算力（INT8、INT4）。數(shù)字位數(shù)越高，意味著精度越高、可支持的運(yùn)算復(fù)雜程度越高、適配應(yīng)用場(chǎng)景越廣。
表2 算力精度適用場(chǎng)景
但是一般情況下，算力規(guī)模測(cè)算時(shí)統(tǒng)一折算為單精度浮點(diǎn)數(shù)(FP32)算力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
四、算力（CP）的計(jì)算方法
通過(guò)上面我們知道算力是通過(guò)數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有服務(wù)器的算力加和來(lái)統(tǒng)計(jì)的。如果我們僅知道IT電力容量時(shí)，怎么去估算數(shù)據(jù)中心（智算中心）的算力呢？
首先我們應(yīng)選定一款A(yù)I服務(wù)器，查看它的用電功率。以H100 GPU 服務(wù)器為例：CPU耗電約 300W*2，內(nèi)存16根耗電約 250W，硬盤(pán)6塊盤(pán)約200W，風(fēng)扇耗電約150W，H100GPU卡耗電約700W*8，按理論計(jì)算最大耗電量約為6800W。而以H100模組整機(jī)服務(wù)器滿配的情況下，單臺(tái)約功率約10kW。例如數(shù)據(jù)中心的IT總?cè)萘繛?000kW,計(jì)算服務(wù)器臺(tái)數(shù)：
從上公式，計(jì)算出本數(shù)據(jù)中心可布置800臺(tái)H100 GPU 服務(wù)器。然后計(jì)算服務(wù)器的GPU算力。
表3 H100 SXM算力參數(shù)
通過(guò)上表查出，H100 GPU單卡算力為67TFLOPS, 單臺(tái)服務(wù)器共有8張GPU卡。在忽略CPU算力的情況下，可計(jì)算出數(shù)據(jù)中心中心的算力規(guī)模為：
由上公式，可以算出428,800TFLOPS(半精度FP32),即428.8PFLOPS(半精度FP32)。一般情況下，建議在后面加上算力精度，避免產(chǎn)生歧義。
五、算效（CP）的計(jì)算方法
算效(CE，ComputationalEmciency)是指數(shù)據(jù)中心算力與功率的比值，即“數(shù)據(jù)中心每瓦功率所產(chǎn)生的算力”，是同時(shí)考慮數(shù)據(jù)中心計(jì)算性能與功率的種效率。數(shù)值越大，代表單位功率的算力越強(qiáng)，效能越高。若CP為以單精度浮點(diǎn)數(shù)(FP32)的數(shù)據(jù)中心的算力，PC為數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的整體功率，其單位為瓦(W)，則算效CE的計(jì)算公式為:
再以上面的數(shù)據(jù)中心為例，代入算力428,800TFLOPS(半精度FP32)與IT總?cè)萘?000kW進(jìn)行計(jì)算：
計(jì)算出數(shù)據(jù)中心的算效為5350FLOPS/W。
其實(shí)不管數(shù)據(jù)中心還是智算中心，計(jì)算算力和算效并不難，很多建設(shè)單位對(duì)算力還沒(méi)有概念，就跟風(fēng)口開(kāi)始建設(shè)，容易造成后期資源不匹配、電力不足等情況。為了保證數(shù)據(jù)中心（智算中心）后期安全營(yíng)運(yùn)，提前規(guī)劃好智算中心的算力、算效以及研究相關(guān)政策，是很關(guān)鍵的一步。
來(lái)源：數(shù)據(jù)中心的那些事
