7月16日,“信息化百人會第八屆信息戰(zhàn)略論壇”在京舉行,論壇以“算力時代,“東”風(fēng)正起——東數(shù)西算的戰(zhàn)略抉擇與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”為主題,深入探討了算力時代的新趨勢以及“東數(shù)西算”帶來的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。
一,算力網(wǎng)絡(luò):為什么會成為新型信息基礎(chǔ)設(shè)施?
清華大學(xué)計算機系教授鄭緯民表示,數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展水平與算力的規(guī)模密切相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計,算力規(guī)模前20個國家中有17個是全球排名前20的經(jīng)濟體。
中國電信集團有限公司原總經(jīng)理李正茂在“算力三定律”中指出,算力每12個月增長一倍,算力每投入1元,會帶動3-4元GDP經(jīng)濟增長。
中國工程院院士李國杰認為,信息社會進入智能化新階段,所需要的基礎(chǔ)設(shè)施主要不是解決連通的問題,而是對物理世界和人類社會的理解。算力和GDP呈正相關(guān)關(guān)系。未來算力指數(shù)可能比電力的指數(shù)還重要。
工業(yè)和信息化部信息通信發(fā)展司一級巡視員陳家春認為,算力作為數(shù)字經(jīng)濟時代新的生產(chǎn)力,是支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的堅實基礎(chǔ),“東數(shù)西算”工程是算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局的重要組成部分。
中國信息通信研究院院長余曉暉表示,“東數(shù)西算”是算力資源在國家范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。京津冀、長三角、粵港澳和成渝等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和需求強勁,西部資源稟賦突出,針對西部地區(qū)在承接“東數(shù)西算”過程中,推動自身數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的需求,要解決好西部地區(qū)如何擴大“東數(shù)西算”的產(chǎn)業(yè)溢出問題。
亞信聯(lián)合創(chuàng)始人田溯寧認為,推動?xùn)|數(shù)西算工程,“算力運營商”是不可或缺的角色——通過編排、調(diào)度東西部算力資源池,滿足算力用戶多樣化算力需求。通過不斷的數(shù)據(jù)積累、感知,及數(shù)據(jù)知識化,算力運營商可以對未來從感知、認知走向預(yù)知。
信息化百人會學(xué)術(shù)委員會主席、工業(yè)和信息化部原副部長楊學(xué)山認為,“東數(shù)西算”是新課題,從宏觀層面關(guān)系整體布局,從微觀層面則關(guān)系到商業(yè)模式,當(dāng)我們點亮燈塔進入無人區(qū)時要慎重。
國家電網(wǎng)有限公司副總信息師王繼業(yè)認為,“東數(shù)西算”有助于解決數(shù)據(jù)中心東西部算力供需失衡等問題。“東數(shù)西算”工程將會推動我國數(shù)據(jù)中心差異化、互補化、協(xié)同化、規(guī)?;陌l(fā)展,為推動我國數(shù)字經(jīng)濟快速增長和發(fā)展提供了良好支撐。
華為昇騰計算業(yè)務(wù)總裁張迪煊表示,過去有電力網(wǎng)、信息網(wǎng),未來一定會有算力網(wǎng)絡(luò)。面向最終的企業(yè)用戶、個人和家庭用戶提供分布式多方協(xié)同的業(yè)務(wù),算力網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)算力、算法、數(shù)據(jù)、模型,和應(yīng)用高效率、低成本流通,實現(xiàn)一站式算力獲取,跨網(wǎng)算力交易和結(jié)算。
二,算力網(wǎng)絡(luò):為什么會帶來熵減?
算力網(wǎng)絡(luò)的提出,不僅僅是技術(shù)發(fā)展趨勢,也將滿足市場競爭的需求。電信運營商希望在原有連接基礎(chǔ)之上,進一步滿足計算一體化的服務(wù)場景,實現(xiàn)業(yè)務(wù)拓展,避免被管道化。
余曉暉認為,算力網(wǎng)絡(luò)需要考慮算力感知、計量、路由尋址、算力的可靠性和質(zhì)量保證,算網(wǎng)一體化要融合考慮,算力的分層與顆粒度等。“當(dāng)內(nèi)容和算力在網(wǎng)絡(luò)中變得重要時,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也會發(fā)生重大變化。”
田溯寧亦認為,過去的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是為通信做的,未來圍繞著算力,它的路由架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將會發(fā)生很大變化。
科學(xué)研究的第三范式、第四范式與算力有關(guān),主要涉及HPC算力、AI算力、數(shù)據(jù)中心算力三大方向。鄭緯民認為,在HPC算力方面,過去十年,我國在頂尖超算系統(tǒng)研制和部署處于世界先進水平,但領(lǐng)先的算力如何高效轉(zhuǎn)換為解決科學(xué)與工程難題的能力依然是挑戰(zhàn)。
李國杰表示,“信息高速公路遵循無序共享的原則,用戶感知服務(wù)質(zhì)量存在極大的不確定性,總體效率不高?,F(xiàn)在,信息高速公路已經(jīng)出現(xiàn)了技術(shù)天花板,算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該為減墑做貢獻,而信息高鐵便是高通量的低墑算力網(wǎng)。”
信息高鐵體現(xiàn)了一橫一縱,“一橫”是利用聯(lián)邦制方式連通大大小小數(shù)據(jù)中心和各類算力資源,為用戶提供統(tǒng)一封裝、抽象易用的算力資源;“一縱”是縱向打通云、網(wǎng)、邊、端全鏈路基礎(chǔ)設(shè)施資源,通過全鏈路多維度測調(diào)、控域隔離,實現(xiàn)端到端服務(wù)質(zhì)量的保證。
三,算力網(wǎng)絡(luò):起步階段不容忽視的挑戰(zhàn)
楊學(xué)山認為,“東數(shù)西算”工程需要解決好三個層面問題:
從技術(shù)層面看,算力是計算能力和用戶應(yīng)用需求之間的匹配,解決問題的“能力”才叫算力,而不是計算中心集中了多少算力,這是兩個不同的概念,“不同需求與計算能力之間的布局,怎樣才是最合理的?”
從商業(yè)層面看,投入與產(chǎn)出是否匹配,需要綜合考慮投資、折舊、維護、帶寬的成本,每一個建設(shè)單位要認真考慮東數(shù)西算的成本和營收問題。
從體制機制層面看,因為第三方服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施的管理方式和投資的方式不一樣,需要明確哪些算力中心是基礎(chǔ)設(shè)施,哪些是第三方投入,針對性采用政府手段和市場手段解決問題。
李國杰認為,計算機界和通信界,對未來信息基礎(chǔ)設(shè)施有著不同的視角。
從計算機界的視角看,計算思維核心是分層次抽象,屏蔽不同云的差異,實現(xiàn)跨云計算。未來的信息基礎(chǔ)設(shè)施是互聯(lián)云,以云為中心,強調(diào)“云調(diào)網(wǎng)”、云網(wǎng)融合、一云多網(wǎng),解決各種軟硬件不兼容問題。算力網(wǎng)的核心是做任務(wù)交換和高通量計算,追求低墑有序。
從通信界的角度看,以網(wǎng)絡(luò)為中心,把計算和存儲能力看作可調(diào)動的資源,也就是“網(wǎng)調(diào)云”,強調(diào)算力資源評估、交易和調(diào)度,重視算力感知、算力標(biāo)識和算力資源的標(biāo)準(zhǔn)化等等,也“把算力網(wǎng)絡(luò)看成是6G的一部分”。
李國杰指出,基于云網(wǎng)融合,通信領(lǐng)域?qū)<铱紤]網(wǎng)調(diào)云的時候,要充分理解哪些計算資源是可以通過網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)配的,目前,只有相當(dāng)少量的計算資源是可以調(diào)配的。
同時,他認為,現(xiàn)在計算機內(nèi)部的通信是納秒級,廣域網(wǎng)上通信是毫秒級。目前,算力網(wǎng)只能在毫秒級層面談分布式計算,只能做到粗粒度的分布式任務(wù)調(diào)度。
因此,他建議,未來,新型信息基礎(chǔ)設(shè)施要通盤考慮,算力網(wǎng)、通信網(wǎng)和電力等能源網(wǎng)絡(luò)配合協(xié)同,做好算力、通信、電力網(wǎng)等全國一盤棋頂層設(shè)計,統(tǒng)籌兼顧,力爭全局的優(yōu)化。
“要基于經(jīng)濟社會發(fā)展的大邏輯、大格局、大趨勢,做好頂層路線圖的設(shè)計,避免只見樹木不見森林。”
余曉暉指出,算網(wǎng)融合過程中存在四大挑戰(zhàn):一是,網(wǎng)絡(luò)的算力感知挑戰(zhàn),面對算力的多樣性和網(wǎng)絡(luò)無感知狀況要如何解決;二是,網(wǎng)絡(luò)的算力路由和尋址挑戰(zhàn),面對算力的無序性和只能按地址選擇,而不能根據(jù)算力需求選擇路由的問題如何解決;三是,網(wǎng)絡(luò)的可靠性與質(zhì)量保障挑戰(zhàn),面對算力的分散性和負責(zé)計算的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量該如何保障;四是,算網(wǎng)一體的安全可信挑戰(zhàn),如何保障算力和網(wǎng)絡(luò)的安全可信。
媒體經(jīng)常把算力網(wǎng)絡(luò)和交通網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)等量齊觀,認為算力可以象供水和供電一樣方便。李國杰表示,算力不是公共品,每一個算力產(chǎn)品都是通過專有特性贏得競爭,算力網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)比交通和能源網(wǎng)絡(luò)更復(fù)雜、困難,需要很多基礎(chǔ)性的原始創(chuàng)新和大量技術(shù)攻關(guān)。
陳家春建議,加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系,統(tǒng)籌布局東西部算力資源,加速打造數(shù)網(wǎng)協(xié)同、數(shù)云協(xié)同、云邊協(xié)同綠色智能的多層次算力設(shè)施體系;盡快補足算力樞紐節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)薄弱環(huán)節(jié),重點提升蒙貴甘寧區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)能力,啟動一批“東數(shù)西算”光纜建設(shè)項目,優(yōu)化算力網(wǎng)絡(luò)支撐;逐步建立算網(wǎng)協(xié)同聯(lián)動機制,推動算力網(wǎng)絡(luò)需求和供給有效對接;通過算力設(shè)施由東向西布局,帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效轉(zhuǎn)移,促進中西部地區(qū)數(shù)據(jù)流通、價值傳遞,推動算力設(shè)施能效水平和綠色用能水平的提升;強化算力應(yīng)用需求牽引,降低算力使用門檻,增強算力應(yīng)用賦能水平,挖掘算力服務(wù)在數(shù)字政府、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新應(yīng)用場景下的深化應(yīng)用。
四,東數(shù)西算:將為數(shù)據(jù)中心帶來哪些改變?
隨著數(shù)據(jù)的爆炸式增長、算法的日益復(fù)雜,處理數(shù)據(jù)的能力,即算力成為推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的核心資源、核心生產(chǎn)力,數(shù)字經(jīng)濟時代生產(chǎn)要素已經(jīng)由以前的土地、能源等轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。
近五年來,算力規(guī)??焖僭鲩L,平均增速超過30%。截止到2021年底,我國數(shù)據(jù)中心算力總規(guī)模已超過140億EFLOPS。
李正茂認為,“今天,對數(shù)據(jù)的認識如果僅僅停留在對‘大數(shù)據(jù)’中文翻譯的基礎(chǔ)上,是會有欠缺的。如果按照十年一周期,個人推測數(shù)據(jù)量會增長100萬倍,以這樣的增長速度,處理數(shù)據(jù)顯然不可能靠人力,這是算力時代產(chǎn)生的原因。”
王繼業(yè)表示,隨著“東數(shù)西算”工程的逐步推進,國家一體化大數(shù)據(jù)中心體系逐步形成。對于數(shù)據(jù)中心的計算密度、能效、資源調(diào)度、自主可控等等方面提出了新的要求。
在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心L0到L3的四層中,L2層在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面采用普通服務(wù)器堆疊,密度不夠、效率不高,大量增加機柜簡單擴展,網(wǎng)絡(luò)部署靜態(tài),調(diào)度不靈活,“容易造成數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常發(fā)生堵塞”;其次,L3層業(yè)務(wù)應(yīng)用和底層各個環(huán)節(jié)沒有聯(lián)動。
王繼業(yè)進而指出,高效能的數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)四層之間相互聯(lián)動,優(yōu)化選址、跨層調(diào)控、設(shè)備高密度,網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署,業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活跨層聯(lián)動,通過業(yè)務(wù)應(yīng)用把底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,包括制冷和配電設(shè)備按需聯(lián)動。
“我們不僅僅關(guān)注樞紐節(jié)點和集群,還應(yīng)該關(guān)注更多中型、中大型的省級數(shù)據(jù)中心,和行業(yè)中心、商業(yè)化運營中心。同時,關(guān)注邊緣計算節(jié)點,構(gòu)成國家級、省級、邊緣型的一體化數(shù)據(jù)中心體系。”
此前,工信部出臺《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃2021-2023年》,提出四高、三協(xié)同的發(fā)展方向和路徑。(四高是指新型數(shù)據(jù)中心具備高技術(shù)、高算力、高能效、高安全的特征,三協(xié)同是指數(shù)網(wǎng)、數(shù)云、云邊協(xié)同發(fā)展)
余曉暉建議,在基礎(chǔ)設(shè)施方面,要開發(fā)利用以風(fēng)電、光伏和儲能為代表的新型供配電系統(tǒng),以及新型制冷系統(tǒng);IT設(shè)備、軟件與服務(wù)方面,發(fā)展全國性交付中心、區(qū)城性技術(shù)外包服務(wù)中心以及結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的特色信息技術(shù)服務(wù);數(shù)字化轉(zhuǎn)型﹣新興產(chǎn)業(yè)培育方面,可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧減市、智慧醫(yī)療應(yīng)用和能力建設(shè),推進經(jīng)濟社會數(shù)字化,培育新興數(shù)字產(chǎn)業(yè);數(shù)字化綠色化雙重轉(zhuǎn)型﹣新興產(chǎn)業(yè)培育方面,要注重打造數(shù)字底座+綠色底座,培育數(shù)字化綠色化產(chǎn)業(yè),形成新產(chǎn)品、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)。
王繼業(yè)建議,提高新建、改造數(shù)據(jù)中心相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),增加PUE、能效比、資源利用率等指標(biāo)要求;采用邊緣數(shù)據(jù)中心一體化裝備對于企事業(yè)單位、社會團體內(nèi)部中小型數(shù)據(jù)中心進行升級改造;加強樞紐型、大型、中小型數(shù)據(jù)中心及邊緣數(shù)據(jù)中心站之間的規(guī)劃、協(xié)同、調(diào)度和應(yīng)用,一張網(wǎng),實現(xiàn)無處不在、無時不有、應(yīng)有盡有的算力服務(wù)。
張迪煊表示,華為以鯤鵬+昇騰作為算力底座,把云、計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和能源融合在一起,推出了一體化的集群計算解決方案。縱向上,從算力的硬件、軟件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫到人工智能框架,橫向上打通配電、網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、云等跨領(lǐng)域,實現(xiàn)了L0-L3協(xié)同聯(lián)動,走向全棧一體化。
五,算力運營商:呼之欲出?
網(wǎng)絡(luò)算力化、計算網(wǎng)絡(luò)化、算網(wǎng)安全一體,是“東數(shù)西算”對算力基礎(chǔ)設(shè)施的需求所在。
余曉暉指出,目前,理想的目標(biāo)是實現(xiàn)云邊端算力按需調(diào)度,隨需供給,按量付費。基于此,他提出一套可能的架構(gòu),算力設(shè)施作為底層,其上設(shè)置算網(wǎng)大腦,連接算網(wǎng)服務(wù)和運營。
鄭緯民認為,算力網(wǎng)絡(luò)需要將并網(wǎng)和調(diào)度兩件事做好,應(yīng)成立專業(yè)公司做算力調(diào)度。
田溯寧認為,算力運營商需要具備算力交易能力,需要進行算力度量、感知、路由、編排以滿足使用戶極致的服務(wù)需求。算力消費者、算力運營商、算力需求方形成從算力供給、交易到使用的良性循環(huán),打造算力時代三方共贏的新商業(yè)模式。展望未來,田溯寧建議要推動算力運營商標(biāo)準(zhǔn)體系完善,加速算力網(wǎng)絡(luò)原創(chuàng)技術(shù)成熟,打造算力網(wǎng)絡(luò)健全產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
李國杰建議,國家的算力網(wǎng)應(yīng)當(dāng)由三部分組成,第一,以國家和地方建立的公共算力基礎(chǔ)設(shè)施;第二,電信運營商和龍頭云服務(wù)商建設(shè)骨干企業(yè)的算力基礎(chǔ)設(shè)施。第三,大量中小型信息服務(wù)企業(yè),通過協(xié)作建立算力網(wǎng)。
算力網(wǎng)要做到全局統(tǒng)一,又要做到環(huán)節(jié)解耦,形成東西互補、南北貫通的一體化算力網(wǎng)。環(huán)節(jié)解耦是算力設(shè)備提供商、運營商和增值服務(wù)商解耦,消費者按照統(tǒng)一定價支付費用,可以得到多樣化服務(wù),而“不是綁定在一家運營商,過分強調(diào)一家企業(yè)端到端的一體化工作,不利于算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展”。
六,東數(shù)西算:區(qū)域產(chǎn)業(yè)能否形成溢出效應(yīng)?
截止到2021年底,我國數(shù)據(jù)中心和算力布局逐步優(yōu)化,中西部數(shù)據(jù)中心占全國比例達到37%。
陳家春認為,新建數(shù)據(jù)中心特別是大型、超大型數(shù)據(jù)中心,逐漸向中西部,以及一線城市周邊轉(zhuǎn)移,已基本形成京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等核心區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,中西部地區(qū)協(xié)同補充的發(fā)展格局。
李國杰認為,現(xiàn)在啟動“東數(shù)西算”工程,可以促進我國西部地區(qū)的數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展,但不能把“東數(shù)西算”看成我國算力基礎(chǔ)設(shè)施的整體戰(zhàn)略和全部內(nèi)容。把“東數(shù)西算”做到像西電東輸和南水北調(diào)一樣的實效,需要努力。
余曉暉表示,西部承接是全局優(yōu)化的過程。產(chǎn)業(yè)溢出和付出的能源和資源相匹配。“有這么大的算力在西部,它一定能夠更好的推動自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型,比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、醫(yī)療等等。從這個意義上看,它可以培育出一些新型的數(shù)字產(chǎn)業(yè)。”
對于算力時代下的東數(shù)西算,時延是非常重要的約束因素,很多對時延要求苛刻的游戲、支付和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)必須靠近需求進行部署算力;對一些冷數(shù)據(jù),時延要求并不高的數(shù)據(jù),適合放在西部,這需要做精細規(guī)劃,需要與需求進行匹配。“東數(shù)可以西存,容災(zāi)和備份也可以。”
七,算力網(wǎng)絡(luò):AI算力與確定性網(wǎng)絡(luò)匹配
2020年,我國算力總規(guī)模達到135EFlops,全球占比約31%,保持55%的高速增長(全球增速16%)。我國智能算力占比由2016年的3%提升至2020年的41%,預(yù)計2023年,新增算力中AI算力將達到70-80%。
余曉暉表示,人工智能算力在中國算力結(jié)構(gòu)中的提升速度,明顯高于全球平均水平。
鄭緯民表示,人工智能的三架馬車包括,數(shù)據(jù)、算法、算力;人工智能應(yīng)用包括圖像檢測、視頻檢索等等。自然語言處理,包括語言翻譯、自動回答、生成文本摘要、創(chuàng)作等。基于語言模型使得人工智能快速向大模型發(fā)展,每3.4個月需要機器算力翻一倍。他希望,HPC+AI+大數(shù)據(jù)三類計算系統(tǒng)融合發(fā)展。
李國杰認為,計算能力和大數(shù)據(jù)也將成為新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵。預(yù)計到2025年,我國人工智能算力將超過通用算力,這些算力中相當(dāng)?shù)谋壤遣恍枰獙崟r的。
計算應(yīng)用大體上分實時和非實時兩大類。一般而言,有實時要求的應(yīng)用對算力要求并不強;面向基礎(chǔ)研究的科學(xué)計算、人工智能的訓(xùn)練,不要求實時,需要使用超級計算機和一些超大規(guī)模的人工智能訓(xùn)練平臺。
“新藥的研制,新材料的研發(fā),集成電路的新產(chǎn)品設(shè)計等等,都需要巨大的算力。非實時計算可能對國家發(fā)展具有更加基礎(chǔ)、更加長遠的作用,實時性強的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和金融網(wǎng)絡(luò)多數(shù)來自企業(yè)自建,所以,國家財政投入算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時,應(yīng)該考慮非實時的高性能計算,而邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)中有很多是實時要求,算力網(wǎng)得重視確定性網(wǎng)絡(luò)的研究。”
張迪煊認為,未來算力主要增長在AI方面,計算將全面從通用計算走向通用計算+人工智能多樣性計算。
目前,大模型創(chuàng)新非?;钴S,需要有序的規(guī)劃和牽引,針對AI發(fā)展方向,華為正在與產(chǎn)業(yè)界共同規(guī)劃大模型沙盤,通過智算網(wǎng)絡(luò)賦能大模型科研創(chuàng)新。
過去一年多,隨著鵬城云腦和武漢人工智能計算中心的上線,開啟了各地人工智能計算中心的建設(shè)。目前,全國已經(jīng)有20多個算力領(lǐng)先城市,基于昇騰AI建設(shè)了人工智能計算中心。在計算中心與算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中,全棧協(xié)同是基礎(chǔ),一體服務(wù)是目標(biāo),自主創(chuàng)新是根本。張迪煊表示,通過算力網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)多樣性算力、全網(wǎng)共享、布局優(yōu)化,支撐我國“東數(shù)西算”、“東數(shù)西訓(xùn)”、“東數(shù)西存”,使能數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。