算網融合助力數字經濟,六個融合是推進之道

“算力規模與數字經濟發展水平正相關,建設以算力為核心的通信基礎設施,是各國數字經濟發展佈局的重點方向。”近日,在中國信息通信研究院聯合華為舉辦的全光算力網路圓桌研討上,中國信息通信研究院技術與標準研究所所長張海懿表示:“這需要計算和網路從架構和業務上深度融合,實現網路融合、算力融合、數據融合、運維融合、能力融合以及服務融合的全新架構生態。”

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“算力競爭”加速算力提升

當前,數字技術正在驅動實體經濟全面升級,不斷催生新模式新業態。以算力為核心的大數據中心、人工智慧等是新型基礎設施的重要組成部分,算力基礎設施提升是各國數字經濟發展佈局的重點方向,張海懿介紹說。

根據中國信通院的統計,美、中、歐、日占據全球算力規模的84%,同時美、中、德、日、英五國數字經濟規模占全球的79%,算力規模與數字經濟發展水平呈明顯的正相關關系。

數字經濟的網路效應、規模效應及範圍經濟特徵,決定了數字經濟馬太效應明顯,將促使全球地緣進一步分化,區域發展差距可能會進一步加大,各主要國家紛紛展開“數字競爭”“算力競爭”。

算力提升需要從算力資源到算力系統全面提升,佈局基礎性、系統性的算力設施。張海懿介紹說,隨着數字技術向經濟社會各領域全面持續滲透,全社會對算力需求仍十分迫切,預計每年仍將以20%以上的速度快速增長。算力競賽已經成為國際競爭的重要焦點。

我國“東數西算”佈局長遠

“十四五”期間,我國數字經濟將進入深化應用、規範發展、普惠共享的新階段,預計到2025年,數字經濟核心產業增加值占GDP比重將達到10%。

為推動數字經濟和社會智能發展,國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局聯合印發通知,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點。國家樞紐節點的部署和“東數西算”工程的推進,將提升我國數據跨區域算力調度能力,打通網路傳輸通道,推動我國新型算力網路體系構建。

2022年1月12日,國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》中,重點強調“推進雲網協同和算網融合發展。加快構建算力、演算法、數據、應用資源協同的全國一體化大數據中心體系”;2022年2月,8個國家算力樞紐節點和10個國家數據中心集群完成批復,全國一體化大數據中心體系完成總體佈局設計,“東數西算”工程正式全面啟動;8個國家算力樞紐節點將作為我國算力網路的骨乾連接點,發展數據中心集群,開展數據中心與網路、雲計算、大數據之間的協同建設,並作為國家“東數西算”工程的戰略支點,推動算力資源有序向西轉移,促進解決東西部算力供需失衡問題。

“東數西算”的背景是我國數字經濟發展呈現“東高西低”的態勢,“兩極分化”的趨勢日益明顯。張海懿介紹說,實施“東數西算”之後,在戰略層面,可以發揮西部資源潛能,平衡數字經濟發展;充分發揮西部資源稟賦,優化數字基礎設施佈局,實現高效、低碳;實現國內數字經濟的平衡發展。在產業層面,可以帶動國內芯、算、存、網、雲、智等各相關產業發展;通過一體化大數據中心體系建設,投資和需求培育雙輪驅動,帶動國內相關產業,加速進步與成熟。在技術層面,可以促進計算、網路、雲等新技術演進,面向泛在計算、分散式雲、邊緣計算的新需求,推動算網融合、算力網路等新興技術領域突破。

“4+6”合作體系築牢算網融合底座

“不同的算力佈局和不同的應用場景對算力和網路的配置提出了不同的需求,這就是算網融合的由來。”張海懿說。

如針對中心算力,時延為50-100ms,典型部署為公有雲、一體化大數據中心或者國家數據中心集群,典型應用場景為非實時性互聯網服務、大數據離線分析、AI模型訓練,數據備份等等。而針對近場邊緣算力,時延10-20ms,典型部署硬體形態為MEC、邊緣雲、CDN等,典型應用場景為高實時性互聯網服務(AR/VR、高實時游戲等)。

目前算力分佈主要在中心節點(公有雲、大型DC等),未來希望實現分散式雲,雲邊協同;算力構成主要以CPU為主,未來希望包括CPU、GPU、NPU、TPU等,多種異構算力滿足不同計算場景(標量、矢量、矩陣運算);目前獲取方式一般為單一算力供方,供需直接對接,客戶按供方(雲、超算)的算力佈局(地區、機房等)獲取算力,未來希望實現多雲、混合雲為主,供需自動對接,根據客戶算力需求場景自動匹配算力資源(中心、邊緣、現場等)。

為此,算網融合的理念和解決方案應運而生。張海懿介紹說,算網融合是以通信網路設施與異構計算設施融合發展為基石,將數據、計算與網路等多種資源進行統一編排管控,實現網路融合、算力融合、數據融合、運維融合、能力融合以及服務融合的一種新趨勢和新業態,為用戶提供彈性、敏捷、安全的綜合ICT服務。

張海懿認為,具體而言,算網融合要推動“計算”與“網路”從架構到業務的深度融合,架構上是一整套“4+6”合作體系。“4”指四個層次,分別為算網設施、算網平臺、算網應用和算網安全;“6”為六個融合,分別是服務融合、能力融合、運維融合、數據融合、算力融合和網路融合。

其中,“算網設施是算網融合的核心底座,算網設施奠定能力底座,算網一體打造資源聚合。”張海懿認為。

算網設施為算網融合提供計算、網路、存儲等資源的物理承載,實現網路、計算以及數據資源的池化,一體化管理調度資源池,是一種協同了“雲”“網”“邊”“端”的分散式部署實例。

算網設施包括雲計算數據、智能計算中心、高性能計算、邊緣計算節點(MEC)等計算基礎設施,全光網和全IP網的網路基礎設施,共同為算網融合提供網路傳輸能力、異構計算能力以及數據分析能力。

算網平臺結合人工智慧、大數據技術等創新技術,為算網融合提供基於數據分析的網路智能運維和監控,構建多種類型的算力服務模型,實現對算力服務的統一編排和調度,使得算網平臺成為算網融合的智慧中樞。

智能融合和運維融合是算網平臺的兩大基礎,其中,智能融合強調與人工智慧、大數據分析、安全內生等技術相結合,形成智能大腦;運維融合則重視協同數據、網路、計算等各類資源實現統一管理、調度和編排,形成服務化的場景模型。

展望未來,張海懿呼籲產、研、學、用等多方共同協作構建合作平臺,產業界設備提供商提供基礎軟硬體,網路服務提供商、算力服務商等向用戶提供統一的算力服務;學術界圍繞算力融合、算力感知等算網融合技術,開展前沿學術研究,加強知識成果轉化;研究機構聚焦算網融合的熱點與難點,發揮行業智庫作用,同步開展技術與產業發展研究;用戶層面醫療、能源、教育、交通等各垂直行業根據行業應用特點,提供業務部署與應用需求。從政策法規、市場培育、產業引導、科技投入等方面加強政府引導,推進標準頂層設計,標準組織與產業聯盟積極推進算網融合標準化。