推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò )發(fā)展 打通數字基礎設施大動(dòng)脈

  ICC訊 今年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《數字中國建設整體布局規劃》提出，“要夯實(shí)數字中國建設基礎”“打通數字基礎設施大動(dòng)脈”“系統優(yōu)化算力基礎設施布局，促進(jìn)東西部算力高效互補和協(xié)同聯(lián)動(dòng)，引導通用數據中心、超算中心、智能計算中心、邊緣數據中心等合理梯次布局”，為新時(shí)期布局算力網(wǎng)絡(luò )指明了方向。

  我國算力網(wǎng)絡(luò )建設效果初步顯現

  算力是指計算機系統或設備能夠執行計算任務(wù)、實(shí)現特定結果的輸出能力。近年來(lái)，隨著(zhù)人工智能、數字孿生、元宇宙等新興技術(shù)的迅速發(fā)展，全球算力需求規模呈爆發(fā)式增長(cháng)，而原有分散式布局的數據中心難以滿(mǎn)足新興領(lǐng)域海量高性能計算需求。算力網(wǎng)絡(luò )作為新型信息基礎設施，具有能夠在云、邊、端之間按需分配和靈活調度計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò )資源的特點(diǎn)，加快布局算力網(wǎng)絡(luò )建設成為打通數字基礎設施大動(dòng)脈，夯實(shí)數字中國建設基礎的必然選擇。

  事實(shí)上，近年來(lái)我國不斷加強算力網(wǎng)絡(luò )建設布局并取得初步成效。主要表現在以下幾個(gè)方面：

  一是國家“東數西算”建設持續推進(jìn)。截至2022年9月，京津冀、長(cháng)三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等樞紐節點(diǎn)的建設工程積極推進(jìn)?！皷|數西算”工程起步區新開(kāi)工數據中心項目高達60多項，新建數據中心規模超過(guò)110萬(wàn)標準機架，總投資超過(guò)4000億元。各地方政府相繼出臺相應政策，部署落實(shí)國家“東數西算”的整體戰略。

  二是我國智能計算中心加快布局。截至2023年3月，國內有超過(guò)30個(gè)城市正在建設或提出建設智能計算中心。各地方依托智能計算中心，為企業(yè)提供普惠算力，支撐當地科研創(chuàng )新和人才培養。同時(shí)，各地加快人工智能應用創(chuàng )新，聚合培育人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)。例如，2022年8月阿里云在河北張北、內蒙古烏蘭察布啟用了兩座智能計算中心，為企業(yè)提供智能計算服務(wù)。2023年5月，百度在山西陽(yáng)泉、江蘇鹽城、湖北宜昌建立智能計算中心，用于自動(dòng)駕駛訓練并服務(wù)區域政府“數字大腦”、制造企業(yè)智能化。

  三是算力網(wǎng)絡(luò )應用領(lǐng)域持續拓展。我國算力網(wǎng)絡(luò )應用正從互聯(lián)網(wǎng)、電子政務(wù)等領(lǐng)域，逐步向電信、金融、制造、教育等傳統行業(yè)擴張。政府行業(yè)對數字政府、平安城市等領(lǐng)域的投入力度不斷加強。隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的不斷成熟，制造業(yè)復雜的應用場(chǎng)景對于算力網(wǎng)絡(luò )的性能要求持續提升。由通用計算、智能計算、高性能計算和邊緣計算等構成的多元算力支撐了跨領(lǐng)域行業(yè)應用。

  制約算力網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的主要因素

  近年來(lái)，我國算力網(wǎng)絡(luò )規模發(fā)展迅速，然而仍然面臨技術(shù)標準體系不完善、市場(chǎng)競爭格局亟待優(yōu)化、軟件生態(tài)不成熟等多方面制約，主要表現在以下幾個(gè)方面：

  一是我國算力網(wǎng)絡(luò )結構和標準亟待優(yōu)化。我國算力布局仍存在結構性失衡問(wèn)題。例如，我國已經(jīng)建立的國家超級計算中心商業(yè)化應用門(mén)檻較高，而大量中小型數據中心在運算能力、算法工具、軟件支持等方面無(wú)法完全滿(mǎn)足企業(yè)需求。在“東數西算”建設過(guò)程中，算法架構、軟硬件與接口標準缺乏，目前不同廠(chǎng)商建設的數據中心包含不同類(lèi)型指令集、不同體系架構的異構硬件，算力網(wǎng)絡(luò )支持多樣化算力需要適配不同廠(chǎng)商的基礎設施硬件架構，導致算力網(wǎng)絡(luò )對于數據與計算資源的協(xié)同與統籌能力不足。

  二是我國算力市場(chǎng)低價(jià)競爭不利于可持續的科技創(chuàng )新投入。我國算力市場(chǎng)阿里云、華為云、騰訊云、百度云、天翼云、移動(dòng)云、聯(lián)通云等主體競爭激烈。國內相關(guān)廠(chǎng)商為爭奪市場(chǎng)份額，不斷降低價(jià)格及收益，致使在競爭中出現企業(yè)利潤水平普遍較低，甚至出現虧損的情況。全球算力網(wǎng)絡(luò )尚處于技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局初期，盈利不足可能進(jìn)一步影響企業(yè)對研發(fā)投入的能力和意愿。而在一些算力市場(chǎng)，主體相對集中的國家則在市場(chǎng)競爭中形成了規模效應，最大程度降低了算力成本。

  三是我國算力網(wǎng)絡(luò )生態(tài)亟待培育。以基礎軟件為例， “微軟+英特爾”聯(lián)盟在我國算力網(wǎng)絡(luò )操作系統市場(chǎng)上占據主導優(yōu)勢。Linux具備開(kāi)源、穩定性高、安全自由等特點(diǎn)，在我國服務(wù)器操作系統市場(chǎng)份額達79.2%。在科研算力方面，由于不同學(xué)科、不同應用場(chǎng)景的計算需求存在較大差異，相關(guān)軟件相對缺乏。很多專(zhuān)用領(lǐng)域的軟件還依靠科研人員自主開(kāi)發(fā)，亟待推進(jìn)開(kāi)源的社區建設，建立算法、軟件的開(kāi)發(fā)與共享生態(tài)。

  多舉措建立我國算力網(wǎng)絡(luò )發(fā)展優(yōu)勢

  為有效應對我國算力網(wǎng)絡(luò )建設面臨的挑戰，我國亟須進(jìn)一步加強頂層設計，推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò )建設運營(yíng)主體形成合力，建立我國算力網(wǎng)絡(luò )發(fā)展優(yōu)勢。

  一是應構建我國算力網(wǎng)絡(luò )軟硬件標準與安全體系。構建自主開(kāi)放的算力網(wǎng)絡(luò )國際化技術(shù)與互聯(lián)標準體系。推動(dòng)全國算力網(wǎng)絡(luò )一體化標準建立，形成包括算力網(wǎng)絡(luò )架構、節點(diǎn)互聯(lián)標準、應用接口標準、人工智能數據集接口標準等在內的標準體系，兼容多樣化算力和開(kāi)發(fā)框架等軟硬件平臺。系統識別算力產(chǎn)業(yè)新興核心技術(shù)環(huán)節，確定重點(diǎn)核心標準突破口，聯(lián)合政府、行業(yè)協(xié)會(huì )和企業(yè)力量，構建開(kāi)放完善的計算技術(shù)、架構類(lèi)標準體系。發(fā)展高性能計算軟件，加強開(kāi)源社區建設，加強高性能計算應用中間件和算法庫的開(kāi)發(fā)。以需求為導向，以芯片與架構為牽引，以數據庫、操作系統、基礎軟件、中間件等生態(tài)系統關(guān)鍵環(huán)節為支撐，以技術(shù)創(chuàng )新、模式創(chuàng )新和體制機制創(chuàng )新為動(dòng)力，破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，推動(dòng)算力產(chǎn)業(yè)體系重點(diǎn)突破和整體提升，實(shí)現跨越發(fā)展。

  二是國家應統籌支持建立算力體系良性競爭格局。加快推動(dòng)國家牽頭制定和發(fā)布算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展國家戰略規劃，實(shí)現對算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略的頂層設計和重大研究項目的統籌布局。建立健全算力網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)業(yè)主體的競爭機制和規則，鼓勵企業(yè)加大對研發(fā)和創(chuàng )新的投入，推動(dòng)企業(yè)之間形成良性競爭格局。持續優(yōu)化政策環(huán)境，加強對算力網(wǎng)絡(luò )的政策支持和投入，引導企業(yè)加強創(chuàng )新合作，形成我國算力體系發(fā)展合力。

  三是應有序推進(jìn)國家算力網(wǎng)絡(luò )生態(tài)培育。建立“算力網(wǎng)絡(luò )操作系統”，構建多級的算力調度體系以實(shí)現全網(wǎng)算力與網(wǎng)絡(luò )的調度、匹配。有序推動(dòng)各地人工智能計算中心融入現有算力網(wǎng)絡(luò )體系，探索推動(dòng)算力跨網(wǎng)絡(luò )結算機制，降低算力網(wǎng)絡(luò )的使用費用。例如，在京津冀、長(cháng)三角、長(cháng)江經(jīng)濟帶、粵港澳大灣區、成渝地區雙城經(jīng)濟圈等創(chuàng )新資源聚集、產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密的重點(diǎn)區域，探索算力網(wǎng)絡(luò )建設運營(yíng)新模式，實(shí)現資源互換和共享。

  （作者單位：中國科學(xué)院科技戰略咨詢(xún)研究院）