當今科技發(fā)展的浪潮中，智算中心站在了時代的風口成為眾人矚目的焦點，算力作為智算中心的核心指標，決定了其處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行任務的能力，算效則反映了算力資源的利用效率，下面我們來學習數(shù)據(jù)中心算力與算效的計算方法

一、算力的定義 

算力(CP，ComputationaPower)即數(shù)據(jù)中心的計算能力。

指數(shù)據(jù)中心的服務器通過對數(shù)據(jù)進行處理后實現(xiàn)結(jié)果輸出的一種能力，是衡量數(shù)據(jù)中心計算能力的一個綜合指標，數(shù)值越大代表綜合計算能力越強。算力應是數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有服務器的算力加和，即:

二、算力的分類 

算力(CP)的核心要素包括通用算力（即CP-Nomal，簡寫CPN)和智能算力（即CP-Tuto，簡寫CPT)。通用算力是指數(shù)據(jù)中心服務器僅包含CPU的算力。智能算力是指數(shù)據(jù)中心服務器不僅包含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，每秒浮點運算次數(shù))。事實上，F(xiàn)LOPS已成為各種設施(如計算機、超算機、服務器等)衡量計算性能的代名詞。FLOPS是一個基本單位，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 算力常見單位

算力精度不同，實際算力水平差別巨大。如果因此衡量算力水平，單一采用運算次數(shù)指標是不夠的，還應考慮算力精度。

根據(jù)參與運算數(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、可支持的運算復雜程度越高、適配應用場景越廣。

表2 算力精度適用場景

但是一般情況下，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。

四、算力（CP）的計算方法

通過上面我們知道算力是通過數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有服務器的算力加和來統(tǒng)計的。如果我們僅知道IT電力容量時，怎么去估算數(shù)據(jù)中心（智算中心）的算力呢？

首先我們應選定一款AI服務器，查看它的用電功率。以H100 GPU 服務器為例：CPU耗電約 300W*2，內(nèi)存16根耗電約 250W，硬盤6塊盤約200W，風扇耗電約150W，H100GPU卡耗電約700W*8，按理論計算最大耗電量約為6800W。而以H100模組整機服務器滿配的情況下，單臺約功率約10kW。例如數(shù)據(jù)中心的IT總?cè)萘繛?000kW,計算服務器臺數(shù)：

從上公式，計算出本數(shù)據(jù)中心可布置800臺H100 GPU 服務器。然后計算服務器的GPU算力。

表3 H100 SXM算力參數(shù)

通過上表查出，H100 GPU單卡算力為67TFLOPS, 單臺服務器共有8張GPU卡。在忽略CPU算力的情況下，可計算出數(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”，是同時考慮數(shù)據(jù)中心計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，效能越高。若CP為以單精度浮點數(shù)(FP32)的數(shù)據(jù)中心的算力，PC為數(shù)據(jù)中心IT設備的整體功率，其單位為瓦(W)，則算效CE的計算公式為:

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進行計算：

計算出數(shù)據(jù)中心的算效為5350FLOPS/W。

其實不管數(shù)據(jù)中心還是智算中心，計算算力和算效并不難，很多建設單位對算力還沒有概念，就跟風口開始建設，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）后期安全營運，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。

來源：數(shù)據(jù)中心的那些事