推動算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動脈

  ICC訊 今年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》提出，“要夯實數(shù)字中國建設(shè)基礎(chǔ)”“打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動脈”“系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎(chǔ)設(shè)施布局，促進(jìn)東西部算力高效互補(bǔ)和協(xié)同聯(lián)動，引導(dǎo)通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心等合理梯次布局”，為新時期布局算力網(wǎng)絡(luò)指明了方向。

  我國算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)效果初步顯現(xiàn)

  算力是指計算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備能夠執(zhí)行計算任務(wù)、實現(xiàn)特定結(jié)果的輸出能力。近年來，隨著人工智能、數(shù)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(guī)模呈爆發(fā)式增長，而原有分散式布局的數(shù)據(jù)中心難以滿足新興領(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(chǔ)設(shè)施，具有能夠在云、邊、端之間按需分配和靈活調(diào)度計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)資源的特點，加快布局算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動脈，夯實數(shù)字中國建設(shè)基礎(chǔ)的必然選擇。

  事實上，近年來我國不斷加強(qiáng)算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(shù)西算”建設(shè)持續(xù)推進(jìn)。截至2022年9月，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等樞紐節(jié)點的建設(shè)工程積極推進(jìn)。“東數(shù)西算”工程起步區(qū)新開工數(shù)據(jù)中心項目高達(dá)60多項，新建數(shù)據(jù)中心規(guī)模超過110萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，總投資超過4000億元。各地方政府相繼出臺相應(yīng)政策，部署落實國家“東數(shù)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(nèi)有超過30個城市正在建設(shè)或提出建設(shè)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(dāng)?shù)乜蒲袆?chuàng)新和人才培養(yǎng)。同時，各地加快人工智能應(yīng)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(nèi)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，百度在山西陽泉、江蘇鹽城、湖北宜昌建立智能計算中心，用于自動駕駛訓(xùn)練并服務(wù)區(qū)域政府“數(shù)字大腦”、制造企業(yè)智能化。

  三是算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展。我國算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(tǒng)行業(yè)擴(kuò)張。政府行業(yè)對數(shù)字政府、平安城市等領(lǐng)域的投入力度不斷加強(qiáng)。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的不斷成熟，制造業(yè)復(fù)雜的應(yīng)用場景對于算力網(wǎng)絡(luò)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(gòu)成的多元算力支撐了跨領(lǐng)域行業(yè)應(yīng)用。

  制約算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要因素

  近年來，我國算力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模發(fā)展迅速，然而仍然面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)亟待優(yōu)化。我國算力布局仍存在結(jié)構(gòu)性失衡問題。例如，我國已經(jīng)建立的國家超級計算中心商業(yè)化應(yīng)用門檻較高，而大量中小型數(shù)據(jù)中心在運(yùn)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(shù)西算”建設(shè)過程中，算法架構(gòu)、軟硬件與接口標(biāo)準(zhǔn)缺乏，目前不同廠商建設(shè)的數(shù)據(jù)中心包含不同類型指令集、不同體系架構(gòu)的異構(gòu)硬件，算力網(wǎng)絡(luò)支持多樣化算力需要適配不同廠商的基礎(chǔ)設(shè)施硬件架構(gòu)，導(dǎo)致算力網(wǎng)絡(luò)對于數(shù)據(jù)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(nèi)相關(guān)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(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，主體相對集中的國家則在市場競爭中形成了規(guī)模效應(yīng)，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(chǔ)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(tǒng)市場上占據(jù)主導(dǎo)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(wù)器操作系統(tǒng)市場份額達(dá)79.2%。在科研算力方面，由于不同學(xué)科、不同應(yīng)用場景的計算需求存在較大差異，相關(guān)軟件相對缺乏。很多專用領(lǐng)域的軟件還依靠科研人員自主開發(fā)，亟待推進(jìn)開源的社區(qū)建設(shè)，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(wǎng)絡(luò)發(fā)展優(yōu)勢

  為有效應(yīng)對我國算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)，我國亟須進(jìn)一步加強(qiáng)頂層設(shè)計，推動算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營主體形成合力，建立我國算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展優(yōu)勢。

  一是應(yīng)構(gòu)建我國算力網(wǎng)絡(luò)軟硬件標(biāo)準(zhǔn)與安全體系。構(gòu)建自主開放的算力網(wǎng)絡(luò)國際化技術(shù)與互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)體系。推動全國算力網(wǎng)絡(luò)一體化標(biāo)準(zhǔn)建立，形成包括算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、節(jié)點互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn)、人工智能數(shù)據(jù)集接口標(biāo)準(zhǔn)等在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)業(yè)新興核心技術(shù)環(huán)節(jié)，確定重點核心標(biāo)準(zhǔn)突破口，聯(lián)合政府、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)力量，構(gòu)建開放完善的計算技術(shù)、架構(gòu)類標(biāo)準(zhǔn)體系。發(fā)展高性能計算軟件，加強(qiáng)開源社區(qū)建設(shè)，加強(qiáng)高性能計算應(yīng)用中間件和算法庫的開發(fā)。以需求為導(dǎo)向，以芯片與架構(gòu)為牽引，以數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件、中間件等生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為支撐，以技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新為動力，破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，推動算力產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展國家戰(zhàn)略規(guī)劃，實現(xiàn)對算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設(shè)計和重大研究項目的統(tǒng)籌布局。建立健全算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)主體的競爭機(jī)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(qiáng)對算力網(wǎng)絡(luò)的政策支持和投入，引導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)創(chuàng)新合作，形成我國算力體系發(fā)展合力。

  三是應(yīng)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(tǒng)”，構(gòu)建多級的算力調(diào)度體系以實現(xiàn)全網(wǎng)算力與網(wǎng)絡(luò)的調(diào)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(wǎng)絡(luò)體系，探索推動算力跨網(wǎng)絡(luò)結(jié)算機(jī)制，降低算力網(wǎng)絡(luò)的使用費用。例如，在京津冀、長三角、長江經(jīng)濟(jì)帶、粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈等創(chuàng)新資源聚集、產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密的重點區(qū)域，探索算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營新模式，實現(xiàn)資源互換和共享。

  （作者單位：中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院）