面向5G-A的下一代新型基础设施

发布时间:2023-03-23 作者:中兴通讯云计算规划总工 朱堃 阅读量:

        在5G已经开始商用的今天,5G技术还在不断向前发展。5G-Advanced(以下简称“5G-A”)将为5G后续发展定义新的目标和新的能力,通过网络演进和技术增强,使5G产生更大的社会和经济价值。同时,5G-A的网元应用也对基础设施提出了以下要求:

        - 随着行业数字化转型的深入,工业控制、元数据等应用提出了实时性的要求,网元从集中部署演进为向下延伸到汇聚边缘、接入边缘甚至超边缘的泛在部署;

        - 通用的X86架构已经无法满足5G-A网元应用越来越高的性能要求,越来越多的网元开始选择DPU(Data Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等异构加速硬件以提升系统的性能和集成度;

        - 以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的云原生体系,充分满足了应用敏捷开发的要求,成为下一代网元开发的不二之选。

        由此可见,泛在的算力部署、异构多样的算力资源、敏捷的云原生体系,同时结合打造逻辑“一朵云”的智能化统一调度,可以为5G-A网元提供高效、实时、灵活的服务化算力供给,是下一代算力基础设施发展的趋势。下一代新型基础设施技术图谱如图1所示。

泛在算力

        为实现绿色节能,降低算力综合成本,数据中心建设的顶层集约化建设成为主流。数据中心集约化建设通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将热点地区算力需求有序引导到低成本地区,优化了数据中心建设布局,有效促进了数据中心枢纽间的协同联动。同时,随着行业数字化转型的深入,为保障工业控制、元宇宙等实时性应用的落地,边缘计算也从汇聚边缘向接入边缘、超边缘甚至端边缘逐级下沉。算力从集中部署向东西向枢纽/边边、南北向中心/边缘全面泛在部署的趋势越来越明显。

        在此场景下,算网一体的多云调度的意义就非常重大。多云调度实现南北向中心/边缘、东西向枢纽/边边资源的全局编排、业务的灵活分发以及云间的业务连续性,同时多应用混合部署满足了智能弹缩、削峰平谷的要求,使得业务跨云敏捷部署及协同成为现实,同时大大提升了资源的利用率。

 

异构算力

        由于应用场景的驱动,带来了多样性算力的部署落地:由于网元高性能的要求,带来的iNIC、GPU、算力卸载卡等加速异构算力;由于边缘泛在部署的环境因素,有了边缘一体化设备以及在接入设备中内生的算力。

        以数据为中心构造的专用处理器DPU,通过灵活卸载虚拟化、网络、存储、安全等基础服务负荷和业务负荷,广泛应用于媒体面转发、高性能存储、AI训练、视频处理、网络安全等高性能、高集成、低成本场景中。同时以计算为中心的CPU由于充分适配流动性、灵活性场景,也将长期并存。

        随着异构算力的广泛引入,算力原生架构建立异构硬件的抽象模型,统一开发编译工具,通过屏蔽异构多样算力的差异性,减少用户跨架构编程的重编译和迁移适配的代价,使得应用只需要关注业务逻辑表达,无需关注计算在不同硬件上的不同实现,大大提升了异构算力对应用的服务效率。

 

统一调度

        算力的布局泛在及形态异构多样,必然带来应用开发及部署的复杂性,这对于5G-A背景下网元应用的敏捷部署、快速迭代而言是一个很大的障碍。因此,基于智能感知的统一调度平台的价值就显得尤为重要。

        智能化统一调度平台的算力抽象实现了算力服务与异构硬件充分解耦,泛在调度实现南北向中心与边缘、东西向枢纽间/边边间的全局调度,不同潮汐时间的应用混合部署满足了资源供给削峰平谷的要求,从而使得复杂泛在的算力成为应用可以敏捷调用的抽象服务算力,实现业务敏捷部署,同时提升了资源的利用率。

 

云原生

        融合了DevOps、持续交付、微服务和容器概念的云原生体系,有助于构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段,云原生技术使工程师能够轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更,为网元应用交付提供了自动化和编排的快速迭代的支撑。

        除此之外,作为基础能力平台,其基于容器的架构,为泛在算力场景提供了资源轻量化的技术保障;屏蔽异构硬件差异的能力,保障了异构算力场景的算力服务化高效调用;其敏捷开发框架,也保障了统一调度平台的实现。

 

        随着5G-A技术的逐步成熟,下一代基础设施演进方向和技术重点也逐渐清晰。同时结合算力网络的成熟落地,以网强算,以算促网,通过泛在算力提效降耗、实时算力保障服务体验、新型算力服务拉动网络流量,从算网解耦演进到算网一体的基础设施平台成为运营商建立差异化竞争力的利器。中兴通讯拥有从芯片、iNIC/NEO加速卡、服务器、数据中心等硬件以及CGSL操作系统、TECS云平台等软件的全栈自研基础设施产品,在运营商基础设施建设中将大有可为。