算力成网为数字经济注入新动能
发布时间:2022-09-16 作者:中兴通讯首席科学家 王卫斌 阅读量:

 

20世纪末,唐·塔普斯科特在《数字经济》一书中论述了互联网对世界经济的影响,最早提出了“数字经济”的概念。当前,数字经济已成为把握新一轮科技革命和产业变革机遇的战略选择和国家竞争的战略制高点。

 

数字经济时代的新生产力和战略制高点

 

数据、算法和算力构成了数字经济时代最基本的生产基石。数据是新生产资料,算力是新生产力,算法是新生产关系。

 

随着5G、云计算、数据中心等新型信息基础设施建设进程的不断深入,社会生产生活所产生的数据量爆炸式增长。根据IDC的统计,到2025年,全球创建的数据量将达到175ZB。海量数据对数据存储和算力提出了新的要求,全球数据量每增加1ZB,服务器需要增加29.4万台,预计2021—2025年全球会增加3410万台服务器。而算力指数每提高1%,数字经济和GDP分别增长3.3‰和1.8‰。

 

当前,算力已成为各国科技产业布局的重点方向,竞争白热化。纵观历史,科技发展与大国崛起密切相关,谁能在算力时代中斩获先机,谁就能抢占数字经济的制高点。如图1,计算力指数与GDP的走势呈现出了显著的正相关的关系,美国的国家计算力指数为75分,我国算力指数66,领跑全球。为发挥算力投资的倍增效应,全球经济大国加大对算力的投入和政策牵引。美国国家科学基金会和国家标准局先后发布多项指南,重点支持超算等新型计算技术,近两年在3大超算系统(Aurora、Frontier和EI Capitan)投入预算均超过18亿美元。我国“东数西算”工程的全面启动,催生出强劲的算力需求,截至2022年6月底,我国算力总规模超过150EFlops。

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图1   IDC计算力指数与GDP回归分析趋势

 

算力成网打通主动脉,做活微循环

 

云计算通过算力成云,以服务的方式将算力资源变成可被用户使用的动态、可伸缩的资源,极大降低了算力的使用成本。数据中心是云计算的主要载体,但又是公认的高能耗行业,对双碳目标的实现提出了严峻挑战。2021年,全国数据中心能耗达2166亿kWh,较2020年增长44%,占全社会用电量的2.6%,相当于2.5个三峡水电站的发电量。从运营成本上看,电力消耗占到数据中心运营成本的50%~60%。跨省算力成网可借助网络打通东数西算的主动脉,形成“泛在、立体、融合、绿色、安全”的新型信息基础设施。

 

另一方面,伴随5G规模商用,云计算服务由消费互联网转向产业互联联网,传统云计算的算力供给模式将难以满足工业现场以及远程控制等场景对确定性、超低时延的需求,云计算需要逐渐向边缘和端计算以及云边端算力协同服务演进。根据Gartner预测,未来70%的数据将在边缘侧处理。相比云计算,边缘和端算力虽然拥有海量的节点优势,但是单节点算力资源有限,有必要借助高速、灵活、智能的网络,将相邻位置不同类型的算力节点协同起来,突破单点算力性能极限提供算力集群和协同服务。将分散的算力联成网可做活边缘算力的微循环,发挥边缘算力规模效应,推动算力服务全面升级和产业数字化转型。

 

算力网络使得算力可应需集结,并与网络一样泛在,最终实现网络即计算NaaC(Network as a Computer),以及与应用需求密切匹配的网络化算力基础设施。

 

算力网络是运营商增长第二曲线

 

运营商是数字基础设施建设者、产业生态的运营者和信息安全的“国家队”。算力网络是运营商发展的新机遇。运营商借助算力网络发展,一方面可以完成传统基础设施向新型综合信息基础设施的转型,另一方面可以从传统的连接服务,向“连接+计算+能力”的综合服务角色转型,实现价值链的重构。

 

算力网络建设最终将使算力成为与水电一样,“一点接入、即取即用”的社会级服务,提供“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”的综合信息服务,同时可构建运营商自身发展的第二曲线。

 

市场导向,双轮驱动“精准算力网络”构建

 

算力网络是一个系统工程,如何以市场为导向推动算力网络建设健康可持续发展、构建精准算力网络是需要思考的问题。可从需求侧和供给侧双轮驱动算力网络建设:需求侧,坚持以用促建,业务驱动,避免盲目建设、重复建设;供给侧坚持问题导向,效率优先。

 

业务驱动,视频算力网先试先行

 

随着新型云电脑、交互式视频、XR、通感一体以及元宇宙等新业务的发展,视频业务已成为全场景共性需求和算力增长的爆发点。多元化视频业务场景需求驱动多样算力、异构计算、算网协同、统一度量、智能调度等关键技术演进。算力网络导入期可在视频领域先行先试。

 

在算力网络各层注入视频能力,可构建全场景视频算力网。在算力网络的编排调度层,实现视频应用的云端、边缘算力资源统一调度、冷热温数据分级存储;在基础设施层,按需分层部署增强的层次化异构算力,如现场视频网关、边缘视频算力及视频云,满足多场景算力需求,同时增强CDN网络,实现CDN/RTN/VSN多网融合,构建统一低时延交互式视频网络;还可以在能力层构建视频中台,集成编解码、渲染、分发和分析多种视频能力,使能应用开发和能力共享。

 

要素升级,构建绿色安全高效算力和智能运力底座

 

构建算力网络首先要打造绿色、安全、高效的算力,以确保数据生产要素的安全、可靠处理和流通。高效算力包括4个关键特性:异构多样、合理布局、协同一体和绿色安全。智能网卡、算力卸载、xPU、存算一体等技术可满足不同专业领域算力性能需求;边缘、超边缘和端侧算力泛在部署可以实现算力全局随选;算网一体可以推动算力的敏捷流动;内生安全、隐私计算和液冷等技术可以确保算力的经济可靠。

 

构建算力网络其次要打造泛在敏捷的运力底座,提供泛在算力接入、品质算力连接和统一算网调度的能力:在光底座通过网络MESH化建立光层直达链路,实现分级时延圈,服务东数西算;基于OXC的光电联动以及SDN管控,实现业务灵活调度;在IP层引入SRv6实现一跳入云、极简跨域,引入切片、小颗粒等技术,为业务提供低时延、低抖动、低丢包率、高带宽、高可靠等高质量连接服务。

 

集成创新,多要素融合一体服务

 

为满足不同业务应用的需求,需要在算力网络构建算网大脑服务控制中枢,实现算网基础设施状态感知,算力和网络资源统一编排、调度和协同服务。算网大脑参考架构如图2所示。

Network diagram

图2  算网大脑参考架构

算网大脑核心能力有三点。

 

首先是一体化编排调度能力,实现业务到资源的编排转换、业务与资源间协同调度,解决多业务对资源调度间的冲突。同时也提供最优算力服务节点选择和最优算力路由,达到服务体验或综合效率最优。

 

其次是全域智能感知能力。智能编排调度的基础是对全域资源状态的感知及预测,通过引入数字孪生、内生安全等技术可实现算网资源数据融合、可视化和安全可控,为统一编排调度、分析诊断和决策提供支撑,保障端到端业务质量及用户体验。

 

第三是多要素融合服务能力。随着多样化算力并网,算网大脑将传统的资源式服务逐渐转换为“任务式”服务,并通过算网感知、度量支撑上层算网运营系统完成多量纲计费及算力交易等运营需求。

 

通过上述核心能力,算网大脑可实现算、网、数、智、安一体化协同,最终为用户提供多要素融合服务和使能业务创新。

 

综上所述,算力网络建设是一个循序渐进的过程,应遵循“业务驱动,要素升级,融合创新”原则不断推进。另一方面,让理想照进现实也需要产业界精诚合作,联合共创算力网络新业态。

 

亚瑟·克拉克说过,“任何先进的技术,初看都与魔法无异”。未来已来,让我们积极拥抱算力网络,为数字经济发展注入新动能。