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科技云报道:算力网络,还需跨越几道坎?

简介: 算力网络该如何建?
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科技云报道原创。

在电气时代,电力能否稳定、有效、快捷地获取,在一定程度上决定了经济社会能否良好运行。如今的电力已经成为经济社会良好运行的“标配”,算力则成为了各行各业高精尖发展的“顶配”。

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虽然目前受制于技术发展问题,算力还没有像电力那样对工业革命产生颠覆性的影响,但从云计算、工业互联网和人工智能所发挥的价值来看,算力能带来的改变难以估量。

在工业制造领域,智能化工厂里算力每投入1美元,可以带动10美元相关产值提升;在生物医药领域,算力提升使基因测序从13年缩短到1天,新药研发鉴定从5000天缩短到100天;在天气预报领域,算力发展将天气预报准确率从21.8%提高到90%……

从上述悄然发生的变化可以看出,算力已经成为全球竞争的战略制高点,直接影响数字经济的发展速度。

类比于电网为各类电气电子设备提供电力,算力网络是为数据的计算提供计算力服务的网络。原有的计算力资源通过算力网络实现整合优化,可帮助原有各机构的算力资源实现共享、弹性按需调动,节省大量分布式边缘节点的资产投资和运维成本。

发展算力网络,不仅可以推动东数西算实现纵深发展,更将推动我国数字经济稳步健康发展。

那么,算力网络到底该如何建设?需要跨越哪些技术难点?

算力网络≠算力+网络

算力网络直观的理解包含两个关键部分:一是算力,二是网络。然而,“算力网络”的效力不应该是二者的简单的加和,而应该是“倍乘”。

算力网络通过网络来对算力进行价值放大,承载更多的应用缺乏算力的网络只能作为数据的传输网,而缺乏网络的算力的使用价值也将大大降低。

因此,算力网络是推动在云网融合的基础上,围绕算力为中心的持续演进发展,逐步融合形成算力泛在、算力感知、算力路由和算力编排等算力体系。

中国移动研究院副院长段晓东认为,算力网络是对云网融合的深化和新升级,主要体现在四个方面:

一是对象升级,云是算的一种载体,算力将更加立体泛在,包含边端等更丰富的形态;

二是融合升级,算力网络不仅是编排管理的融合,更强调算力和网络在形态和协议上的一体融合,同时也强化了以算为中心,ABCDNETS等多种技术的融合共生;

三是运营升级,算力网络对网络运营管理的要求更高,从一站式向一体化、智慧化演进;

四是服务升级,算力网络是以算力为载体,多要素融合的新型一体化服务。

事实上,由于算力网络涉及多技术领域,但当前算力和网络各自的技术体系、架构实现和发展路径不同,大部分交叉领域的理论研究和技术攻关等工作仍处于起步阶段,因此要实现算网融合并不容易。

算力网络发展的三大挑战

当前我国算力网络发展存在哪些挑战?

中国移动集团董事长杨杰认为,发展算力网络亟需破解创新研发基础薄弱、产业现代化水平低、算力需求尚待激发三大难题。

推动算力网络发展,首先需要强大的原始创新能力。目前算力网络在标准路线、体系架构等方面仍处于起步阶段,一批重大原创成果和关键核心技术亟待突破,原创性技术创新的紧迫性与日俱增。同时,算力网络涉及多学科、多领域的融合,目前融合深度、广度还不足,能够在这些关键领域提出原创性成果的顶尖科技人才和创新团队也较为匮乏。

算力网络配套产业的成熟度决定了其产业化进程的速度。但如今,相关产业现代化水平低,已成为阻碍算力网络发展的“瓶颈”。杨杰表示,一方面,异构计算产业布局亟待完善。异构计算相关产业是算力网络落地的关键环节,但当前国内对异构计算的加速器、编译器、工具链等基础软件投入不足,产业整体成熟度较低。另一方面,网络、计算两个产业融合不深、仍处于简单叠加状态,设备之间的交互接口、信令协议等标准尚不统一,难以支持算网资源的灵活调度、高效融合。

激发算力需求、加快应用创新,对算网生态建设及健康发展而言也至关重要。杨杰表示,目前我国算力使用成本较高。国内数据中心市场存在一定程度的供需失衡,算力成本尚不能有效满足普惠发展需求。以东部用户为例,如就近调用东部算力,将受到土建和电力成本高、能耗指标紧张等方面制约;如远程调用西部算力,则面临网络延迟长、数据安全难以保障等问题。

总的来说,算力网络是一个复杂的技术网络体系,涉及异构硬件和芯片、接入和互联网络、数据中心、云计算以及大数据、人工智能、区块链等多产业链,算力网络推动统一架构、技术标准和开源生态的成熟完备,要求多产业链协同发展。

算力网络发展如何入手?

算力网络的发展任重道远。从近中期看,首先需要突破的是技术架构的融合边界问题,实现算网的统一度量、智能化调度和组合服务。面向远期,则需要为实现算网一体化服务、算力网络衍生出一系列前沿技术,如算力原生、算力路由、在网计算等。

那么,算力网络的发展应该从何入手?

新华三集团运营商事业部技术总监陈峰认为,为了实现算网资源的融合供给,需要逐步解决度量、感知、路由、交易、编排等多方面的技术难题,可以从四个方面着手:

一是推动制定统一标准。由于算网融合领域涉及多个领域专业,所以需要构建统一的技术标准、统一的“产学研用”合作平台,凝聚产业共识,从而构建完善的算网融合相关技术标准和测试评估体系。

二是落地业务试点。在标准体系初步建立的基础上,需要行业伙伴积极发挥各自优势,开展相关的业务试点和实践工作,在架构、能力、协议等方面进行技术验证,保证标准落地和产业化应用的推广。

三是打造算网一体化网络。算力多元泛在化与网络智能化,要求各领域、各专业打破行业壁垒,按照统一路线,构建新的算网一体化服务。

四是推动算力网络平滑演进。在推进算网融合的过程中持续引入新型网络技术、计算与网络的融合创新技术,从而支持数据流动与算力共享。

目前,在算力网络建设上,以中国联通为代表的国内运营商都已开启了实践。以联通为例,从四个方面入手建设算力网络。

一是强化算网协同编排能力和算网能力封装建设,加快构建云网边一体化的能力开放调度体系;

二是根据国家“东数西算”战略要求,优化布局形成“5+4+31+X”新型数据中心格局;

三是打造全光网络底座,完善面向用户与算力双核心的公众互联网、支持多云生态的产业互联网以及面向边缘算力接入的本地综合承载网;

四是持续推进网络技术演进,加快SRv6等IPv6+创新技术应用部署,开发算网一体创新服务产品,形成差异化的算力网络产品优势。

可以看出,作为云网融合发展的新阶段,算力网络技术在研发体系和产业生态上都还在发展探索中。如何联合产学研各界的力量,加大研发力度,形成产业合力,将是算力网络成功的关键。

结语

算力网络是实现“算力”基础设施化的一个重要载体,是一整套从技术到运营的系统性技术综合的成果。如果成功落地,必将会有力促进我国数字经济的跨越式发展。目前我国在构建算力网络上有较好的基础,比如基建化程度、网络覆盖率、运营水平、业务整体容量等,光纤到户比率远高于国际平均水平,但是在技术层面也还面临一些关键挑战,特别是核心算力芯片的自主率过低,核心光电器件主要依赖进口。在“东算西数”、构建全国一体化算力基础设施等相关政策的引导下,期待早日让“算力”成为普惠大众的生产力。

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