跨年思享 | 温晓君:“东数西算”下的算网融合趋势
通信产业网|2022-12-31 17:20:46
作者:高超来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 高超)12月29日,2022通信产业大会暨第十七届通信技术年会在线上举行。今年大会以“共赢主航道:面向数字经济的能力与创新”为主题,分析当下、趋势未来。会上,工信部赛迪智库电子信息研究所重磅发布《“东数西算”下的算网融合发展趋势报告》(以下简称“趋势报告”)。

作为本届通信产业大会重要智力成果之一,趋势报告内容主要分为三个部分:算力网络与算网融合发展的背景、算力网络与算网融合的概念与特征、“东数西算”背景下算网融合趋势研判。

多方合力推动算网演进

在报告解读中,工信部赛迪智库电子信息研究所所长温晓君认为,在政策、需求、技术合力驱动下,作为信息基础设施的两大核心要素的算力和网络,通过相互促进、深度融合推动算力网络持续演进。

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在政策层面,2020年4月国家发改委发布“新基建”战略,明确包含信息基础设施、融合基础设施等。2021年5月多部委联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,提出建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,加快实施“东数西算”工程,提升跨区域算力调度水平,构建国家算力网络体系。

在需求层面,现代产业体系对计算和网络提出了更高要求,超高清、AR/VR、智能网联汽车等对网络资源要求极高,要求极低时延、极低丢包、大带宽的网络资源;同时,还要求高精度、低处理时延等高性能计算资源。在此背景下,对计算或网络单方面的性能优化无法满足现代产业体系、新技术新产业新业态的发展需求,且算网资源隔离形态不利于资源利用率的提升。需求导向下,驱动算网不断融合,通过算网融合提升整体性能。

在技术层面,传统计算与传统网络均面临单一学科理论难以突破的挑战,例如摩尔定律放缓、登纳德缩放定律失效、香农定律触及极限、冯氏架构出现存储墙功耗墙的问题。多学科交叉融合是创新突破的重要路径,计算和网络融合将助力突破单领域发展瓶颈,实现算网跨越式发展。

回顾历史,算力演进与网络演进相辅相成,总体而言共分为三个阶段。第一阶段是计算机与互联网。20世纪60年代中期,由于各个研究机构中的大型计算机均处于孤立状态,不能相互通信,而且不同厂商生产的计算机不能进行信息交互。由此产生了TCP/IP协议,大大促进了网络互联的进度。

第二阶段是云计算。过去十年,云计算的出现,实现了算力由分布式到集中的转化。云计算厂商通过建立网络服务器集群,向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。

第三阶段是5G+AI迅猛发展。随着5G的发展,5G网络下沉部署可以灵活接入边缘计算资源,带来边缘计算的发展,云计算从集中走向分布。随着人工智能进入千行百业,计算从通用的CPU计算向AI算力方向发展。算力呈现多元化和泛在化趋势。

温晓君表示,在此背景下,计算与网络需要新的发展,需要新的发展形态和发展阶段,即算力网络阶段。

算网融合主要特征

针对算力网络和算网融合,趋势报告做了简单的定义。

算力网络是在计算能力不断泛在化基础上,通过网络手段,将计算、感知、存储等基础资源在云-边-端之间进行有效调配,协同提供数字技术及应用融合服务。

算网融合是以通信网络设施与异构计算设施融合发展为基础,将数据、计算与网络等多种资源进行统一编排管控,实现网络融合、算力融合、数据融合、运维融合、智能融合及服务融合的一种新趋势和新业态。

温晓君表示,算网融合主要体现在四个方面。

一是设施一体化。以云计算数据中心、智能计算中心、高性能计算中心等算力设施为支点,依托5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等网络设施打造能力底座。

二是协议一体化。支持算力、网络、服务等多维度资源信息感知和调度的新协议,包括算力感知协议、算力路由协议、算力配置协议等。

三是调度一体化。将计算和网络在管理调度层面打通,提供统筹考虑的序列调度能力,网络支持考虑计算的全局最优调度。

四是服务一体化。计算和网络服务统一入口,通过能力的相互补充和调用,面向用户提供统一的计算网络服务。

算网融合发展趋势

综观算网产业,趋势报告认为算网融合主要呈现六大发展趋势。

第一个趋势是从云网融合迈向算网一体。趋势报告指出,云网融合是一种将云计算和通信网络紧密融合在一起的技术,可以让云计算和通信网互为支撑、高度协同,用云计算的强大能力为通信网提供支持,同时借助通信网的连接能力进一步改善云服务适用体验。算网一体是算力网络发展的目标阶段,是计算和网络两大学科深度融合形成的新型技术簇,是融合贯通多要素的一体化服务,是实现算力网络即取即用社会级服务愿景的重要途径。

第二个趋势是算力底座向多技术融合演进。趋势报告指出,算力网络依托计算和网络两大IT与CT基础设施,使能算力服务,是顺应技术演进趋势的新方向。从产业角度看,算力是算力网络的核心资源,主要特征包括摩尔定律不断演进、计算芯片加快突破、异构计算成为主流模式、泛在协同计算应用深化、前沿计算产业化初探。算力承载网是算力网络的联接底座,IPV6+和全光网络是核心。

第三个趋势是算力调度向智能化方向演进。算力的核心问题是运营和调度问题,要让用户的各种需求找到合适的资源,实行自动化的需求匹配和调度。不同业务场景,需要不同的算力匹配,同一客户可能需要多种类型的算力。从协同类型看,包括多云之间、云和数据中心、云和网之间的资源调度,跨行业、跨地区、跨层级的算力资源调度。基于完善的算网基础设施,如何从全局上统筹好算力资源的使用,实现算力的供给和需求之间的对接,并且在这个过程中实现资源效能的最大化,需要算网大脑和算网一体化编排调度平台去支撑和实现。

第四个趋势是算网基础设施创新释放活力。算网基础设施是算力网络的核心,以构建高效、灵活、敏捷的算网基础设施为目标,积极引入云原生、无服务器计算、异构计算、算力卸载等技术,探索算力原生、存算一体等新方向,持续增强算力能力,释放算力价值。

第五个趋势是算网融合商业模式将持续探索实践。在“东数西算”背景下,算网融合的应用场景众多,场景需求差异巨大,服务来源多样,服务能力与服务质量各不相同。当前,行业亟需探索如何利用多样化的服务能力满足差异化的应用需求,平衡各方利益诉求,构建创新的商业模式与应用部署模式。

第六个趋势是生态各方努力打造产业合作新蓝海。在“东数西算”背景下,面对算网融合这一重大发展机遇,国内产业生态供给侧、需求侧和第三方机构纷纷行动起来,努力抢占数字化升级的新高地。在供给侧方面,电信、互联网、能源、超算、工业等行业不断明确发展诉求。在需求侧方面,国内多家设备提供商、方案提供商和服务集成商纷纷加大投入,用于全面打造集“芯片处理、网络互联、智能管控、算网一体”的基础网络/计算融合能力。在第三方机构方面,工信部所属单位成立了专门研究算网融合的研究团队,依托中国通信标准化协会,牵头联合北航、三大运营商、华为、中兴、声学所、济南超算中心等11家单位,共同成立了“算网融合产业及标准推进委员会”。

挑战和建议

自2022年2月启动以来,“东数西算”工程算力网络布局持续快速推进,但是从当前发展态势来看,主要面临三大挑战。

一是国家层面“东数西算”工程与运营商网络部署存在一定脱节。算力中心缺乏协同共享机制,算力孤岛现象凸显,难以实现跨区域算力资源联动。

二是算力网络的数据安全、网络安全问题日益凸显。算力网络将产生更多的资产暴露面和更高的连接频次,在数据跨区域、长距离流通过程面临数据泄露、窃取、攻击、篡改等风险。

三是“算力”作为算力网络的基础度量单位,其概念和衡量标准尚未达成共识。跨区域调度、服务,算力交易市场化机制、算力度量标准等有待确立。

应对上述挑战,趋势报告为算力网络布局提出了两点建议。

第一,加强政府层面统筹引导。统筹考虑算力网络建设与多样化算力需求,推动地方政府、数据中心运营商、数据中心终端用户及产业链涉及企业参与算力网络布局建设。推进算力互联互通及资源共享,实现全国一体化算力网络。

第二,强化关键技术探索创新。加强在绿色节能、算力调度等领域技术研发创新。全面强化安全态势监测、流量防护、威胁处置等安全技术手段和能力,加强算力网络底层基础设施和关键设备的安全保障。加强算力度量标准、算力交易服务等体系建设。

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作为通信产业年度风向标活动和跨年思想盛宴,2022通信产业大会暨第十七届通信技术年会,由通信产业报主办,邀请业界影响力资深专家、运营商和产业链企业高管、智库专家聚焦热点、关注焦点,直面大变局下行业创新与企业机会,共享行业专家与企业领袖智慧,为行业企业发展提供决策支撑与商业判断。大会重磅发布了“2022通信产业年度十大事件”,以及由十五位产业链专家联合提名的“2023通信产业十大技术趋势”,大会还发布了《“东数西算下”算网融合发展趋势报告》等智力成果。

责任编辑:晓燕

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