算力单位，1P到底是多少？

一、基础算力单位：FLOPS 家族

1. FLOPS（每秒浮点运算次数）

• 定义：Floating Point Operations Per Second 的缩写，是衡量浮点计算能力的核心单位，适用于科学计算、AI 训练等场景。
• 细分单位（按量级递增）：
  • 1 FLOPS：1 次浮点运算（如 2.5+3.7）。
  • kFLOPS：10³ FLOPS（千次）。
  • MFLOPS：10⁶ FLOPS（百万次）。
  • GFLOPS：10⁹ FLOPS（十亿次）—— 现代智能手机 CPU 算力约为 1-10 GFLOPS。
  • TFLOPS：10¹² FLOPS（万亿次）—— 游戏显卡（如 RTX 4090）算力约为 70-100 TFLOPS。
  • PFLOPS：10¹⁵ FLOPS（千万亿次）—— 顶级超级计算机（如 “天河三号”）可达百 PFLOPS 级。
  • EFLOPS：10¹⁸ FLOPS（百亿亿次）—— 未来 E 级超算的目标算力（如美国 Aurora 超算规划）。
  • ZFLOPS：10²¹ FLOPS（万亿亿次）—— 理论概念，接近全球算力总和的预测值。

2. OPS（每秒运算次数）

• 定义：Operations Per Second 的缩写，泛指所有类型的运算（包括整数、逻辑运算等），常用于 AI 推理场景（如 NPU 芯片）。
• 典型单位：
  • TOPS：10¹² OPS（万亿次）—— 手机 AI 芯片（如骁龙 8 Gen3）算力约为 20-30 TOPS。
  • POPS：10¹⁵ OPS（千万亿次）—— 大型 AI 服务器集群的综合算力。

二、特殊场景下的算力单位

1. BPS（每秒数据处理量）

• 适用场景：数据中心、存储系统的吞吐量评估（如硬盘读写速度、网络带宽）。
• 单位示例：
  • MB/s：10⁶字节 / 秒（兆字节）—— 普通机械硬盘读写速度约 100-200 MB/s。
  • GB/s：10⁹字节 / 秒（吉字节）—— PCIe 4.0 接口带宽约 8 GB/s。
  • TB/s：10¹² 字节 / 秒（太字节）—— 超算内部数据传输速率可达百 TB/s。

2. COPS（每秒密码学运算次数）

• 适用场景：加密算法、区块链挖矿（如 SHA-256 哈希运算）。
• 典型单位：
  • MH/s：10⁶次 / 秒（兆次）—— 早期比特币矿机算力。
  • GH/s：10⁹次 / 秒（十亿次）—— 现代 ASIC 矿机算力（如蚂蚁 S19 Pro 约 110 TH/s）。
  • TH/s：10¹² 次 / 秒（万亿次）—— 大型矿场的综合算力（如 1 万台矿机约 10 EH/s）。

3. GOPS（每秒逻辑运算次数）

• 适用场景：FPGA、嵌入式系统的低功耗计算（如物联网芯片）。
• 单位量级：通常为 mGOPS（10⁻³ GOPS）到 GOPS（10⁹ OPS）。

三、算力单位对比表：从微观到宏观

四、算力单位的实际应用案例

1. 消费电子

• 智能手机：骁龙 8 Gen2 芯片 GPU 算力约 32 TFLOPS，可流畅运行 3A 手游。
• 家用电脑：RTX 4070 显卡算力约 40 TFLOPS，支持 4K 分辨率游戏和视频剪辑。

2. AI 领域

• 训练大模型：GPT-4 训练需数千 PFLOPS・日（即数千 PFLOPS 算力运行 1 天）。
• 推理服务器：1 台搭载 8 张 H100 显卡的服务器算力约 1 PFLOPS，可支持万级用户同时对话。

3. 科学计算

• 气候模拟：美国 Summit 超算（约 122 PFLOPS）可在小时级完成全球气候建模。
• 基因测序：1 PFLOPS 算力可在 1 天内完成 100 个人的全基因组分析。

五、算力单位的换算与记忆技巧

• 量级换算：1 PFLOPS = 1000 TFLOPS = 10⁶ GFLOPS = 10⁹ MFLOPS。
• 记忆口诀：
  “千（k）百万（M）十亿（G）万亿（T），千万亿（P）百亿亿（E）往上计；
  OPS 算逻辑，FLOPS 浮点细，BPS 传数据，COPS 加密急。”

总结：算力单位的本质是 “效率刻度”