數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的關(guān)鍵資源是數(shù)據(jù)、算力和算法，其中數(shù)據(jù)是新生產(chǎn)資料，算力是新生產(chǎn)力，算法是新生產(chǎn)關(guān)系，這三者構(gòu)成了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代最基本的生產(chǎn)基石。其中，算力通俗來說，就是計算能力，指的是數(shù)據(jù)的處理能力，通常采用TOPS（Tera Operations Per Second）作為單位，1TOPS代表處理器每秒鐘可進(jìn)行一萬億次操作。小至手機(jī)、筆記本電腦、大到超級計算機(jī)，算力存在于各種智能硬件設(shè)備中，沒有算力就沒有各種軟硬件的正常應(yīng)用。
自2023年3月，OpenAI正式發(fā)布目前最強(qiáng)大的多模態(tài)預(yù)訓(xùn)練大模型GPT-4以來，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)大廠、AI企業(yè)、行業(yè)頭部公司、高校及科研機(jī)構(gòu)、大數(shù)據(jù)及算力提供商等紛紛跟進(jìn)，中國迎來“百模大戰(zhàn)”，并帶動了龐大的算力需求。除了AIGC爆發(fā)外，其它數(shù)字經(jīng)濟(jì)因素，如工業(yè)、金融、通信、教育、醫(yī)療等行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、也將推動算力需求在未來幾年快速增長。
“新摩爾定律”指出，未來每18個月，人類新增的數(shù)據(jù)就將是計算機(jī)有歷史以來的數(shù)據(jù)量總和，呈現(xiàn)爆炸式增長的長期趨勢。而超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量，對算力的需求也將呈現(xiàn)出前所未有的高度和強(qiáng)度。算力，將成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)持續(xù)向縱深發(fā)展的重要動力。
根據(jù)中國信通院報告，2022年中國總體算力規(guī)模約為302 EFLOPS（EFLOPS=10^18次浮點運算/秒），智能算力規(guī)模約為178.5 EFLOPS，智能算力占比約59.1%。IDC預(yù)測，2021-2026年中國智能算力規(guī)模年復(fù)合增長率約為50%，通用算力年復(fù)合增長率約為18%。因此，預(yù)計至2026年，我國總體算力規(guī)模將高達(dá)約1130 EFLOPS。
隨著算力慢慢成為發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)重要的生產(chǎn)力組成，基礎(chǔ)算力、智能算力以及超算算力等各種算力集成呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢。從模組行業(yè)來看，集成了CPU/GPU/ASIC/FPGA/NPU等多種計算單元的算力模組，基于其通用計算與異構(gòu)計算相結(jié)合的優(yōu)勢，可覆蓋不同等級的AI算力區(qū)間，充分匹配端側(cè)計算和邊緣計算需求。隨著應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展，算力模組及內(nèi)置算力模組的各類型消費及物聯(lián)網(wǎng)終端將成為算力新載體。
算力模組概述
算力模組是面向各類對CPU/GPU/AI算力有強(qiáng)需求的專用場景開發(fā)的智能模組產(chǎn)品。它是智能模組（通信+智能操作系統(tǒng)+強(qiáng)算力支撐）的一個子集，基于SoC芯片開發(fā)而成，集成和融合了多種計算單元（CPU、GPU、ASIC、FPGA、NPU等），既有通用計算單元，也有高性能的專用計算單元，在減小尺寸、降低成本、降低功耗、易于開發(fā)等方面有突出優(yōu)勢，可提供不同等級的硬件算力，并根據(jù)場景需求，匹配5G/Wi-Fi/千兆以太網(wǎng)等各類通信方式。
回顧模組的發(fā)展歷程，標(biāo)準(zhǔn)通信模組從1.0時代的純通信能力，到2.0時代利用Open CPU技術(shù)替代外部MCU，實現(xiàn)一些簡單的邏輯控制能力，到3.0時代的同時具備4G/5G高速通信能力以及內(nèi)置智能化操作系統(tǒng)和豐富的外設(shè)接口。
復(fù)雜系統(tǒng)的智能模組經(jīng)歷了史無前例的快速發(fā)展，大大加速了傳統(tǒng)行業(yè)的信息化和智能化的改造進(jìn)程。然而，智能模組由于系統(tǒng)復(fù)雜（同時支持Android、Linux以及HarmonyOS），且同時支持5G、Wi-Fi、BT、以太網(wǎng)、工業(yè)PCIE等各類通信方式，對于專用場景下的算力需求，迫切需要專用的硬件算力模組以及輕量化的算力系統(tǒng)支持行業(yè)的迅速發(fā)展。
同時，2020年全球疫情的爆發(fā)，使得在線經(jīng)濟(jì)、遠(yuǎn)程辦公、元宇宙、AI+千行百業(yè)迎來了高速發(fā)展的窗口期，智能、高效的生產(chǎn)力工具正在走入千行百業(yè)。More inteligent、More efficient成為數(shù)字化社會的代名詞。如何提高新生產(chǎn)力工具的效率，如何加速新應(yīng)用場景下商業(yè)化步伐，如何為新數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展插上騰飛的翅膀，重新被定義的算力模組在市場的強(qiáng)烈需求下應(yīng)運而生。
在要素組成方面，作為新一代基于ARM平臺的輕量化算力模組，其包括專用場景可提供動態(tài)高效的算法支撐、可同時支持不同類型的通信方式、可編譯的輕量化操作系統(tǒng)以及適應(yīng)苛刻工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件性能等。
在與蜂窩通信的解耦方面，根據(jù)不同場景配置不同的通信方式，是算力模組的一個重要特征。隨著以ARM為基礎(chǔ)的復(fù)雜系統(tǒng)的硬件產(chǎn)品飛速迭代、半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)分工細(xì)化程度越來越高，如何在細(xì)分領(lǐng)域提供高性價比、高契合度的產(chǎn)品和解決方案，成為擺在業(yè)界面前，迫切需要解決的問題。解耦蜂窩通信不是弱化其通信功能，而是根據(jù)不同場景需求，提供更高性價比、更高契合度的產(chǎn)品。
在匹配智能化核心應(yīng)用場景方面，算力模組呈現(xiàn)出強(qiáng)大的適配性：
固定的邊緣計算設(shè)備，高算力模組搭配千兆以太網(wǎng)的鏈接方式成為主要的系統(tǒng)架構(gòu)；
智能汽車輔助駕駛領(lǐng)域，端側(cè)的超強(qiáng)算力模組搭配中速率Cat.4通信模組；
而在智能汽車的智慧座艙領(lǐng)域，多屏多音響的處理需求和實時的在線高清視頻的需求，甚至需要一個高算力模組搭配2-3個5G無線通信模組；
專業(yè)的游戲玩家將海量的游戲計算放置到由算力模組構(gòu)建的云端計算，弱化對端側(cè)設(shè)備的算力需求；
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，海量的機(jī)器數(shù)據(jù)和高時效性的無線數(shù)據(jù)傳輸，正是高算力模組+5G R16高速傳輸模組的用武之地；
全屋智能時代到來之時，以家庭設(shè)備和家庭成員為單位的智能存儲、智能計算和智能傳輸，雙算力模組+強(qiáng)Wi-Fi 6室內(nèi)傳輸+室外5G ODU傳輸將真正做到人與物的智能化連接，并逐步成為運營商智能化產(chǎn)品方案的最優(yōu)選擇。
算力模組方興未艾
在算力逐漸成為數(shù)字化社會的重要生產(chǎn)力，以及東數(shù)西算發(fā)展提速等大背景下，算力模組成為智能模組跟隨產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行功能迭代的重要分支。物聯(lián)網(wǎng)眾多下游領(lǐng)域已不再簡單停留在實現(xiàn)數(shù)傳的單一需求，而是越來越向智能化和算力化升級。在arm架構(gòu)服務(wù)器、AI零售、云游戲、數(shù)字人、直播、AR/VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣側(cè)AI設(shè)備等領(lǐng)域，算力模組有廣闊應(yīng)用空間。目前，已有多家頭部模組企業(yè)推出算力模組產(chǎn)品，競逐這一重要新興市場。算力模組正處于高速發(fā)展的早期階段。
廣和通
廣和通2022年開始投資“算力模組開發(fā)項目”，啟動在智能計算領(lǐng)域的產(chǎn)品布局、業(yè)務(wù)布局。
2023年之前，廣和通帶算力的模組，主要產(chǎn)品形態(tài)是SoC智能模組，在支付和車載領(lǐng)域應(yīng)用較多。在支付領(lǐng)域的應(yīng)用已較為成熟，國內(nèi)車載以新能源車為主，SoC模組的滲透率也比較高。智能模組其他的行業(yè)拓展包括各類帶邊緣算力終端設(shè)備、機(jī)器人、IPC安防、工業(yè)檢測和控制等行業(yè)。
2023年，廣和通推出12TOPS的5G高算力智能模組SC171來全面滿足機(jī)器人的各種AI需求，其基于高通QCM6490平臺設(shè)計，采用8核高性能處理器，內(nèi)置VDSP，集成高性能圖形引擎，可以流暢播放4K視頻。除此之外，還專門成立了智能計算產(chǎn)品線，以AI賦能下游行業(yè)的智能化應(yīng)用。
公司以智能割草機(jī)細(xì)分行業(yè)為突破點，聚焦于“感知機(jī)構(gòu)”和“決策機(jī)構(gòu)”相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，提供雙目感知定位模組、決策算法和集成通信能力的邊緣算力模組，將人工智能、自動駕駛、機(jī)器視覺、高精差分GPS定位（RTK）等技術(shù)高度集成，為智能割草機(jī)器人行業(yè)提供全棧式解決方案，實現(xiàn)割草機(jī)器人的環(huán)境感知、定位、地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃、避障、導(dǎo)航、應(yīng)用等全方位功能。
美格智能
2022年3月，美格智能前瞻性提出“算力模組”概念和“無算力、不智能”的產(chǎn)品迭代理念，并在公司內(nèi)部單獨建立算力模組產(chǎn)品線，專注于拓展模組產(chǎn)品的計算能力應(yīng)用以及下游領(lǐng)域的擴(kuò)展，深入挖掘如何在模組形態(tài)上充分發(fā)揮CPU/GPU/AI等計算單元的性能，在算力模組的產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計開發(fā)、資質(zhì)認(rèn)證、應(yīng)用領(lǐng)域等方面持續(xù)高強(qiáng)度投入。
隨著2023年以來，AIGC和大模型的市場爆發(fā)，大數(shù)據(jù)的處理和推理形成云端處理和邊緣側(cè)/終端側(cè)處理相結(jié)合的趨勢。美格智能持續(xù)關(guān)注技術(shù)和產(chǎn)業(yè)趨勢，堅持在智能模組和高算力模組領(lǐng)域高強(qiáng)度投入。當(dāng)前，公司算力模組產(chǎn)品已可覆蓋從0.2TOPS到近48TOPS的AI算力區(qū)間，其中，高算力模組產(chǎn)品已經(jīng)可以運行類似于Stable Diffusion、Llama 2等復(fù)雜大模型，為在各種不同類型的終端產(chǎn)品的端側(cè)執(zhí)行生成式AI的各類應(yīng)用，提供了標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件環(huán)境；未來算力性能將持續(xù)增強(qiáng)，可更充分匹配端側(cè)計算和邊緣計算需求，應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展。
目前，算力模組已經(jīng)成為美格智能極具特色的標(biāo)簽產(chǎn)品，與智能座艙、新零售、工業(yè)互聯(lián)等領(lǐng)域的定制化解決方案結(jié)合，智能化和定制化的特性使得公司的差異化競爭能力進(jìn)一步鞏固。
移遠(yuǎn)通信
2023年以來，移遠(yuǎn)通信顯著加大了對算力模組領(lǐng)域的投入力度，頻頻推出新的算力模組產(chǎn)品：
2023年3月，移遠(yuǎn)通信宣布，公司5G模組與英偉達(dá)Jetson AGX Orin平臺已成功完成聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)5G通信+AI邊緣計算能力。
2023年11月，移遠(yuǎn)通信相繼在投資者互動平臺表示，在智能模組領(lǐng)域，高算力正在成為行業(yè)新標(biāo)桿，公司基于不同平臺已開發(fā)出多款智能算力模組，適用于工業(yè)質(zhì)檢、智能相機(jī)、戶外機(jī)器人、邊緣計算盒子、智慧零售等多個領(lǐng)域。
伴隨邊緣計算能力的逐步升級，搭配移遠(yuǎn)算力模組的應(yīng)用終端將能夠?qū)崟r處理數(shù)據(jù)并做出更快的數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，同時模組還具有低功耗、高速連接和先進(jìn)的安全性等多重優(yōu)勢。
2024年3月，移遠(yuǎn)通信進(jìn)一步表示，公司的智能算力模組已可應(yīng)用于AI服務(wù)器上，助力客戶推出定制化的SoC陣列服務(wù)器產(chǎn)品，可對CPU、GPU、NPU資源進(jìn)行集中管理與分配實現(xiàn)算力共享。公司目前已為國內(nèi)頭部的互聯(lián)網(wǎng)平臺供應(yīng)算力模組并已實現(xiàn)量產(chǎn)。
日海智能
隨著ChatGPT語言模型的火爆，日海智能也推出了高算力智能模組產(chǎn)品，部分產(chǎn)品可以提供10-15TOPS左右的算力，助力AIoT在各行各業(yè)的發(fā)展。公司智能模組產(chǎn)品采用高通8核處理器，高度集成無線蜂窩通信、短距離通信、多衛(wèi)星接收機(jī)功能，全面覆蓋各類網(wǎng)絡(luò)制式，可廣泛應(yīng)用于智能支付、廣告?zhèn)髅健⑵嚒?a title="智慧醫(yī)療" href="http://hajtoos.com/news/2241.html" target="_blank">智慧醫(yī)療等設(shè)備與行業(yè)中。
算力模組發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
目前，算力行業(yè)面臨的主要問題是技術(shù)瓶頸。雖然算力技術(shù)在不斷創(chuàng)新，但是在處理大數(shù)據(jù)和復(fù)雜模型的情況下，仍然面臨著計算速度慢、能耗高等問題。對于算力模組領(lǐng)域同樣如是。因此，需要模組廠商聯(lián)合芯片廠商進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)，推廣新的、能提高算力的效率和性能的技術(shù)。
與此同時，隨著算力技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，安全性和可靠性問題也日益凸顯。在算力行業(yè)中，數(shù)據(jù)安全和算力可靠性是至關(guān)重要的。因此，算力模組廠商也需要進(jìn)一步加強(qiáng)算力技術(shù)的安全性和可靠性，保障數(shù)據(jù)安全和計算能力可靠。
此外，目前算力產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完善，各個環(huán)節(jié)之間缺乏協(xié)同和配合，導(dǎo)致算力資源的浪費和利用率的低下。算力模組廠商作為算力產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，需要進(jìn)一步完善與上下游合作伙伴的協(xié)同配合，共同建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同和資源整合。
寫在最后
隨著物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，對于模組及終端產(chǎn)品的智能化和高算力的需求將更為明顯，在蜂窩連接基礎(chǔ)上進(jìn)一步提供智能化操作系統(tǒng)和AI算力的智能模組、AI算力模組，在整體模組行業(yè)中的滲透率將進(jìn)一步提升。一方面，隨著邊緣域計算的發(fā)展，算力模組的重要性逐漸凸顯。目前數(shù)據(jù)處理正在逐漸從云端向邊側(cè)、端側(cè)擴(kuò)散，數(shù)據(jù)就近處理的場景不斷涌現(xiàn)。終端側(cè)算力需求的激增和邊緣計算場景的極大豐富，將帶動高算力模組品類高速發(fā)展。
另一方面，算力模組能讓終端開發(fā)者基于標(biāo)準(zhǔn)化的模組完成低成本、短流程的產(chǎn)品設(shè)計和制造，為海量場景提供穩(wěn)定的通信能力和邊緣算力，降低大模型的使用成本。
