智能计算 建设算力网络的突破口

源自：媒体滚动

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　　编者语：算力基础设施作为各个行业信息系统运行的算力载体，已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施，在数字经济发展中扮演着至关重要的角色。前不久，在国新办举行的“权威部门话开局”系列主题新闻发布会上，工信部表示将研究制订算力基础设施发展行动计划。
　　算力基础设施建设该如何布局，如何推动算力基础设施绿色低碳发展，在打造全国算力一张网的过程中还需要注意哪些问题？本报推出的“算力基础设施高质量发展系列观察”，从不同角度分析如何推进算力基础设施高质量发展。
　　算力能否实现像水、电一样随取随用？
　　随着数字经济的快速发展，各行业数字化转型需求日益迫切。算力作为数字经济时代最核心的生产力之一，在经济社会各领域都得到了广泛应用。
　　截至2022年底，全国在用数据中心机架总规模超过650万标准机架，算力总规模达到180EFLOPS，位居全球第二，算力总规模近五年年均增速超过了25%，存力总规模超过1000EB。
　　目前，算力网络尚处在发展初期。在未来的发展过程中，算力网络会经历泛在连接、融合感知和无感调用三个阶段。眼下，行业标准有待统一，算网融合技术有待突破，场景应用有待优化。
　　需求推动供给算力网络是高质量发展的必然
　　算力是数字化时代的基础设施和核心动能。小到手机、个人电脑，大至超级计算机、数据中心，无一不需要算力。
　　一方面，算力设备广泛存在于生活场景的方方面面，但算力设备的利用率却相当低。有数据估计，各类算力终端的利用率甚至低于15%。另一方面，随着技术的进步，物联网正在走向成熟应用。智慧城市、智能家居等物联网应用正在普及，万物智能互联产生的数据量越来越庞大，相应地对计算资源及计算能力也提出了更高要求。
　　“目前市场上智能终端设备数据处理实时性不足，且难以支撑人工智能等计算需求较大的全新数据处理技术。其结果是，对于很多科研人员及企业来说，算力仍然是一个‘奢侈品’：不仅获取成本高，而且使用门槛也很高。”中国电信研究院网络技术研究所副所长雷波表示。
　　此外，仅靠算力设备的投入难以为继。一方面，在算力供给侧，数据中心存在“1﹢1远小于2”的业界难题。东方证券的研究报告显示，由于大规模服务器集群依赖于网络实现互联，因此，当多台服务器向一台服务器同时发送大量报文时，会导致报文数量超过交换机的缓存承受能力而产生丢包。而丢包造成的数据重传，又将极大地影响计算和存储的效率。
　　另一方面，作为算力的核心物理承载，数据中心是一个资源禀赋很强的行业，土地、电价、水资源等对其成本和建设均有较大影响。我国数据中心目前大多分布在东部地区，在土地、能源等资源紧张的形势下，在东部大规模建设数据中心难以为继。我国西部地区资源充足，特别是可再生能源丰富，在电价、水资源等方面都具有明显优势，符合绿色数据中心的建设标准，具备建设数据中心、承接东部算力需求的潜力。
　　“对我国网络未来发展来说，算力优势将不再仅限于算力体量，而是更高的计算效率、更广泛的新兴技术应用，以及更健全的基础设施支撑。”中国工程院院士高文表示。
　　算力网络的概念应运而生。高效盘活全社会算力资源、赋能产业应用是算力网络想要达到的目的。正如水力发展离不开水网、电力发展离不开电网，算力发展离不开“算力网络”。算力网络是新型基础设施，要打造“一点接入、即取即用”的社会级服务，最终实现“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”。
　　行业深度协同电信运营商是算力基建主力军
　　艾瑞研究院发布的研究报告显示，算力网络有三大组成要素，分别是计算、感知和连接。这三大要素赋予算力网络功能属性和服务属性，让其能高效盘活全社会算力资源，并赋能产业应用。
　　2022年2月，国家发改委、工信部等多部门联合印发通知，同意在全国8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群，标志着“东数西算”工程正式全面启动。
　　“东数西算”是一个国家级算力资源跨域调配的战略工程，针对我国东西部算力资源分布总体呈现出“东部不足、西部过剩”的不平衡局面，引导中西部利用能源优势建设算力基础设施，“数据向西，算力向东”，服务东部沿海等算力紧缺区域，解决我国东西部算力资源供需不均衡问题。
　　今年2月27日，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》，规划指出，夯实数字中国建设基础，包括加快5G网络与千兆光网协同建设、系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。
　　算力网络的构建需要产业链各方参与者积极合作，在各领域、各环节和各层级进行优势互补，通过技术与场景的渗透融合，共同推进算力网络建设落地。整体来看，在算力网络构建中，运营商以提供顶层设计指导和基础资源为主，在资源纳管、调度、安全、运维等软件层面，算力交易商业模式和具体业务场景应用等领域均需要与各方参与者展开深度合作。
　　运营商作为基础设施提供商及顶层设计者，数据显示，截至2022年上半年，中国移动对外可用IDC机架达42.9万架，净增2.2万架，投产云服务器59.3万台；中国电信目前拥有700多个数据中心，新建天翼云服务器8.1万台，截至 2022年年底，算力规模达3.8EFLOPS，同比增长81%；中国联通IDC机架较上年底增加1.9万架，总数达32.9万架。根据规划，2022年，中国移动拟投入480亿元用于算力网络建设，计划可用IDC机架达45万架，累计投产云服务器超66万台；中国电信拟投入140亿元用于算力网络建设，新建16万台云服务器，拟投入65亿元用于IDC建设，新建IDC机架4.5万架；中国联通拟投入145亿元用于算力网络建设。
　　生态尚需完善智能计算成算力网络建设突破口
　　算力网络的目标很明确，让用户在调用成百上千公里以外的计算资源时的体验与调用隔壁工作站的资源没什么区别。所以，对于算力网络来说，一张具有超大带宽、超低时延、海量连接、多业务承载特性的高品质网络是关键。
　　中国信息通信研究院云计算与大数据研究所副所长李洁表示，当前算力布局仍需持续优化，东部沿海和中西部地区算力建设需进一步协同，网络智能调度能力有待提升，部分地区智能计算、高性能计算等专用算力不足，能耗成本过高，难以满足当前多样化、普惠化的算力需求。
　　算力技术水平还需持续提升，生态体系仍需完善。目前算力产业的关键核心技术尚未彻底攻关，算力应用发展的技术、产业基础不牢；生态体系建设尚待完善，硬件、基础软件、应用软件等算力产业体系仍需不断加大自主研发投入，多方共建、协同匹配，最大化发挥算力性能。
　　此外，算力赋能实体经济应用渗透不足。李洁表示，当前的算力建设应用与各实体产业发展需求匹配度不高，算力使用仍存在成本和门槛高的问题，算力对创新应用的支撑不足，“算力﹢各行业”的赋能发展体系尚待完善。
　　“智能算力规模持续快速增长，智算中心适应产业需求的变化，提供一种更好更新的计算力供给模式。未来，智算中心将成为智慧时代主要的计算力生产中心和供应中心。”国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广认为。
　　艾瑞研究院的报告显示，2016年，智能算力在中国整体算力结构中只占据3%，而2021年智能算力占比已超过50%，成为中国整体算力体系中的主要构成。一方面，算力网络的建设对智能化需求的提升将进一步推动智能算力的增长；另一方面，终端场景的智能化要求也逐步提高。因此，在算力网络建设中，既需要进一步提升智能算力（GPU为主）的资源利用率，同时为了更好地实现算力网络的经济社会价值，以AI为代表的、可满足更细致业务场景需求的能力建设和解决方案建设也愈加重要。