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在电力时代,能否稳定、有效、快速地获取电力,在一定程度上决定了经济社会能否良好运行。如今,电力已经成为经济社会良性运行的“标配”,计算能力成为各行各业高精尖发展的“顶配”。

目前由于技术的发展,计算能力还没有像电一样对工业革命产生颠覆性的影响。但从云计算、工业互联网、人工智能的价值来看,计算能力带来的改变难以估量。
在工业制造领域,智能化工厂每投入1美元的计算能力,可以带动10美元的相关产值增加;在生物医药领域,计算能力的提升让基因测序从13年缩短到1天,新药研发从5000天缩短到100天;在天气预报领域,计算能力的发展使天气预报的准确率从21.8%提高到90% …
从上述变化可以看出,计算能力已经成为全球竞争的战略制高点,直接影响数字经济的发展速度。
类比电网为各种电气电子设备提供电力,计算力网络是为数据计算提供计算力服务的网络。通过计算力网络对原有计算力资源进行整合优化,可以帮助原有机构的计算力资源实现共享和按需灵活调动,节省大量分布式边缘节点的资产投入和运维成本。
计算力网络的发展不仅可以推动东方计算和西方计算的深度发展,还可以促进中国数字经济的稳步健康发展。
那么,计算能力网络应该如何构建呢?需要攻克哪些技术难关?
计算力网络≠计算力+网络
对计算能力网络的直观理解包括两个关键部分:一是计算能力,二是网络。但是,“计算力网络”的有效性不应该是两者的简单相加,而是“相乘”。
计算网络通过网络放大了计算能力的价值。没有计算能力的网络只能作为数据传输网络,没有网络的计算能力的使用价值会大打折扣。
因此,计算力网络在云和网络融合的基础上,推动围绕计算力的不断演进和发展,逐步融合形成计算力无处不在、计算力感知、计算力路由、计算力排列等计算力系统。
中国移动研究院副院长段晓东认为,算力网是云网融合的深化和新升级,主要体现在四个方面:
第一,对象升级,云是计算的一个载体,计算力会更加立体和无处不在,包括边缘等更丰富的形态;
二是整合升级。计算能力网络不仅仅是布置和管理的一体化,更强调计算能力和网络在形式和协议上的一体化。同时也加强了以计算为中心、ABCDNETS等技术的融合共生。
三是运营升级,计算力网络对网络运营管理要求更高,从一站式向集成化、智能化发展;
第四,服务升级。计算能力网络是一种以计算能力为载体的多元综合服务。
事实上,由于计算力网络涉及多个技术领域,目前的计算力和网络在各自的技术体系、架构实现和发展路径上都有所不同,交叉领域的理论研究和技术研究的大部分工作还处于起步阶段,因此实现计算力和网络的融合并不容易。
计算网络发展的三大挑战
中国计算力网络发展存在哪些挑战?

中国移动集团董事长杨洁认为,计算力网络发展急需解决三大问题:创新和RD基础薄弱、产业现代化水平低、计算力需求有待激发。
推动计算力网络的发展,首先需要强大的原始创新能力。目前,计算能力网络在标准路线、系统架构等方面仍处于初级阶段。一批重大原创成果和关键核心技术亟待突破,原创性技术创新的紧迫性与日俱增。同时,计算力网络涉及多学科、多领域的融合。目前融合的深度和广度还不够,能够在这些关键领域做出原创性成果的顶尖科技人才和创新团队也比较稀缺。
计算网络支撑产业的成熟度决定了其产业化进程的速度。然而如今,相关产业的现代化水平低已经成为阻碍计算力网络发展的“瓶颈”。杨洁说,一方面,异构计算产业布局有待完善。异构计算相关产业是计算网络落地的关键环节,但目前国内对异构计算的加速器、编译器、工具链等基础软件投入不足,产业整体成熟度较低。另一方面,网络与计算产业融合不深,仍处于简单叠加状态。设备间的交互接口和信令协议标准不统一,难以支持计算网络资源的灵活调度和高效整合。
刺激计算能力需求,加快应用创新,对于计算网络的生态建设和健康发展也非常重要。杨洁表示,目前我国计算能力成本较高。国内数据中心市场存在一定程度的供需失衡,计算成本无法有效满足包容性发展的需求。以东部用户为例,如果就近调用东部计算能力,会受到土建和电力成本高、能耗指标紧张的制约。如果远程调用西方计算能力,将面临网络延迟长、数据安全难等问题。
总的来说,计算力网络是一个复杂的技术网络系统,涉及异构硬件和芯片、接入和互联网、数据中心、云计算、大数据、人工智能、区块链等多产业链。计算力网络推动统一架构、技术标准和开源生态的成熟,需要多产业链协同发展。
如何开始计算网络开发?
计算网络的发展任重道远。近中期首先需要突破的是技术架构的融合边界,实现计算网络的统一测量、智能调度和组合服务。从长远来看,需要衍生出计算能力原生、计算能力路由、网内计算等一系列前沿技术,以实现计算网络的综合服务。
那么,计算力网络的发展应该从哪里开始呢?
新华三集团运营商事业部技术总监陈峰认为,要实现计算网络资源的一体化供给,需要逐步解决测量、感知、路由、事务、排列等方面的技术问题,可以从四个方面入手:
一是推动制定统一标准。由于计算网络融合领域涉及多个领域和专业,需要构建统一的技术标准和统一的“产学研”合作平台,汇聚行业共识,从而构建完善的计算网络融合相关技术标准和测试评估体系。
二是落地业务试点。在标准体系初步建立的基础上,需要行业合作伙伴发挥各自优势,开展相关业务试点和实际工作,从架构、能力、协议等方面进行技术验证,确保标准的实施和行业应用的推广。
三是构建计算网络一体化网络。无处不在的计算能力和智能网络要求所有领域和专业打破行业壁垒,按照统一的路线建立新的集成计算网络服务。
四是促进计算网络的平滑演进。在推动计算网络融合的过程中,不断引入新的网络技术和计算与网络融合的创新技术,从而支持数据流动和计算能力共享。
目前,在计算力网络建设方面,以中国联通为代表的国内运营商已经开始实践。以中国联通为例,从四个方面构建计算网络。
一是加强计算网络的协同编排能力和计算网络能力的包装建设,加快构建云网边缘融合的开放式调度体系;
第二,按照“东西向东数”的国家战略要求,优化布局,形成“5+4+31+X”的数据中心新格局;
三是建设全光网络基地,完善面向用户和计算力双核的公共互联网、支撑多云生态的工业互联网、面向边缘计算力接入的本地综合承载网;
第四,继续推动网络技术演进,加快部署IPv6+Sr V6等创新技术,开发融合计算和网络的创新服务产品,形成计算网络产品的差异化优势。

可以看出,作为云网融合发展的新阶段,计算力网络技术在RD系统和产业生态中仍处于发展和探索中。如何联合产学研各界力量,加大RD力度,形成产业合力,将是计算力网络成功的关键。
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计算网络是实现“计算力”基础设施的重要载体,是从技术到运营的一整套系统化技术综合的结果。如果成功,必将推动中国数字经济的跨越式发展。目前,我国已具备建设计算能力网络的良好基础,如基础设施建设程度、网络覆盖、运营水平和整体业务能力等。FTTH比远高于国际平均水平,但在技术层面仍存在一些关键挑战,尤其是核心计算能力芯片自主化率低,核心光电器件主要依赖进口。在“从东向西数数字”、建设国家综合计算基础设施等相关政策的指引下,期待早日让“计算力”成为普通大众的生产力。
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