推動算力網絡發(fā)展 打通數字基礎設施大動脈

  ICC訊 今年2月，中共中央、國務院印發(fā)的《數字中國建設整體布局規(guī)劃》提出，“要夯實數字中國建設基礎”“打通數字基礎設施大動脈”“系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎設施布局，促進東西部算力高效互補和協(xié)同聯(lián)動，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”，為新時期布局算力網絡指明了方向。

  我國算力網絡建設效果初步顯現(xiàn)

  算力是指計算機系統(tǒng)或設備能夠執(zhí)行計算任務、實現(xiàn)特定結果的輸出能力。近年來，隨著人工智能、數字孿生、元宇宙等新興技術的迅速發(fā)展，全球算力需求規(guī)模呈爆發(fā)式增長，而原有分散式布局的數據中心難以滿足新興領域海量高性能計算需求。算力網絡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、存儲以及網絡資源的特點，加快布局算力網絡建設成為打通數字基礎設施大動脈，夯實數字中國建設基礎的必然選擇。

  事實上，近年來我國不斷加強算力網絡建設布局并取得初步成效。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

  一是國家“東數西算”建設持續(xù)推進。截至2022年9月，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等樞紐節(jié)點的建設工程積極推進。“東數西算”工程起步區(qū)新開工數據中心項目高達60多項，新建數據中心規(guī)模超過110萬標準機架，總投資超過4000億元。各地方政府相繼出臺相應政策，部署落實國家“東數西算”的整體戰(zhàn)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30個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(yǎng)。同時，各地加快人工智能應用創(chuàng)新，聚合培育人工智能產業(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。2023年5月，百度在山西陽泉、江蘇鹽城、湖北宜昌建立智能計算中心，用于自動駕駛訓練并服務區(qū)域政府“數字大腦”、制造企業(yè)智能化。

  三是算力網絡應用領域持續(xù)拓展。我國算力網絡應用正從互聯(lián)網、電子政務等領域，逐步向電信、金融、制造、教育等傳統(tǒng)行業(yè)擴張。政府行業(yè)對數字政府、平安城市等領域的投入力度不斷加強。隨著工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的不斷成熟，制造業(yè)復雜的應用場景對于算力網絡的性能要求持續(xù)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域行業(yè)應用。

  制約算力網絡發(fā)展的主要因素

  近年來，我國算力網絡規(guī)模發(fā)展迅速，然而仍然面臨技術標準體系不完善、市場競爭格局亟待優(yōu)化、軟件生態(tài)不成熟等多方面制約，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

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

  二是我國算力市場低價競爭不利于可持續(xù)的科技創(chuàng)新投入。我國算力市場阿里云、華為云、騰訊云、百度云、天翼云、移動云、聯(lián)通云等主體競爭激烈。國內相關廠商為爭奪市場份額，不斷降低價格及收益，致使在競爭中出現(xiàn)企業(yè)利潤水平普遍較低，甚至出現(xiàn)虧損的情況。全球算力網絡尚處于技術研發(fā)與產業(yè)布局初期，盈利不足可能進一步影響企業(yè)對研發(fā)投入的能力和意愿。而在一些算力市場，主體相對集中的國家則在市場競爭中形成了規(guī)模效應，最大程度降低了算力成本。

  三是我國算力網絡生態(tài)亟待培育。以基礎軟件為例， “微軟+英特爾”聯(lián)盟在我國算力網絡操作系統(tǒng)市場上占據主導優(yōu)勢。Linux具備開源、穩(wěn)定性高、安全自由等特點，在我國服務器操作系統(tǒng)市場份額達79.2%。在科研算力方面，由于不同學科、不同應用場景的計算需求存在較大差異，相關軟件相對缺乏。很多專用領域的軟件還依靠科研人員自主開發(fā)，亟待推進開源的社區(qū)建設，建立算法、軟件的開發(fā)與共享生態(tài)。

  多舉措建立我國算力網絡發(fā)展優(yōu)勢

  為有效應對我國算力網絡建設面臨的挑戰(zhàn)，我國亟須進一步加強頂層設計，推動算力網絡建設運營主體形成合力，建立我國算力網絡發(fā)展優(yōu)勢。

  一是應構建我國算力網絡軟硬件標準與安全體系。構建自主開放的算力網絡國際化技術與互聯(lián)標準體系。推動全國算力網絡一體化標準建立，形成包括算力網絡架構、節(jié)點互聯(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發(fā)框架等軟硬件平臺。系統(tǒng)識別算力產業(yè)新興核心技術環(huán)節(jié)，確定重點核心標準突破口，聯(lián)合政府、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)力量，構建開放完善的計算技術、架構類標準體系。發(fā)展高性能計算軟件，加強開源社區(qū)建設，加強高性能計算應用中間件和算法庫的開發(fā)。以需求為導向，以芯片與架構為牽引，以數據庫、操作系統(tǒng)、基礎軟件、中間件等生態(tài)系統(tǒng)關鍵環(huán)節(jié)為支撐，以技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新為動力，破解產業(yè)發(fā)展瓶頸，推動算力產業(yè)體系重點突破和整體提升，實現(xiàn)跨越發(fā)展。

  二是國家應統(tǒng)籌支持建立算力體系良性競爭格局。加快推動國家牽頭制定和發(fā)布算力產業(yè)發(fā)展國家戰(zhàn)略規(guī)劃，實現(xiàn)對算力產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設計和重大研究項目的統(tǒng)籌布局。建立健全算力網絡產業(yè)主體的競爭機制和規(guī)則，鼓勵企業(yè)加大對研發(fā)和創(chuàng)新的投入，推動企業(yè)之間形成良性競爭格局。持續(xù)優(yōu)化政策環(huán)境，加強對算力網絡的政策支持和投入，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。

  三是應有序推進國家算力網絡生態(tài)培育。建立“算力網絡操作系統(tǒng)”，構建多級的算力調度體系以實現(xiàn)全網算力與網絡的調度、匹配。有序推動各地人工智能計算中心融入現(xiàn)有算力網絡體系，探索推動算力跨網絡結算機制，降低算力網絡的使用費用。例如，在京津冀、長三角、長江經濟帶、粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)雙城經濟圈等創(chuàng)新資源聚集、產業(yè)聯(lián)系緊密的重點區(qū)域，探索算力網絡建設運營新模式，實現(xiàn)資源互換和共享。

  （作者單位：中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院）