面向“東數西算”五大領域的關鍵技術應用及趨勢

2023-04-23 來源:中國網信雜志

  黨的二十大報告作出加快建設網絡強國、數字中國等重要部署,并指出要“加快發展數字經濟,促進數字經濟和實體經濟深度融合”?!皷|數西算”是構建現代化數字信息基礎設施的重要組成部分,為加快建設網絡強國、數字中國以及發展數字經濟提供了基礎保障。2023年在政策引導、市場需求的合力加持下,圍繞“東數西算”的算力調度、算力傳輸、算力交易、綠色算力、算網安全五大領域的關鍵技術應用將呈現出新的發展趨勢,為打通經濟社會發展的信息“大動脈”提供堅強支撐。

  算力調度:云網邊一體化智能調度算網大腦加快打造

  靈活調度是算力運營的核心。要解決算力調度和網絡調度分離的問題,關鍵在于打造云網邊一體化智能調度的算網大腦。通過算網大腦,智能分析客戶算力需求,自主查詢算力的分布情況,綜合計算位置、狀態、容量、負載、網絡連接成本等多種因素,在時限內將合適的算力資源匹配到算力需求端,從而實現網絡和計算一體化的服務供給。

  趨勢一:算力全網感知與協同技術促進算網一體調度發展。以“IPv6+”為基礎,拉通端管云以實現統一的網絡配置成為重要的演進方向,以此更好地滿足云網融合的靈活組網、業務快速開通、確定性傳輸、優化用戶體驗、按需服務等需求。同時,完善異構算力融合服務的應用感知、算力資源及時調用與網絡能力開放之間的協調機制成為未來優化方向,以更好地促進算網一體調度發展,實現云網融合。

  趨勢二:人工智能技術支持構建多層級的新型算網融合架構。將人工智能嵌入面向“東數西算”的多級調度體系將成為業界通行做法,此舉能提高云網邊一體化能力的智能協同編排效率,促進數據要素流通應用。未來,跨行業、跨地區、跨層級的算力資源有望進一步打通,光網絡管控體系和算力調度體系之間的緊密協同是大勢所趨,以算聯網、以網促算的發展格局加快形成,屆時算力服務水平將會再上新臺階。

  趨勢三:統一算網標識和度量體系促進異構算力的融合發展。異構算力下統一管理和能力開放的要求更加迫切,統一的算網標識和度量體系將為芯片廠商、平臺廠商等提供理論和技術基礎,這對于各方聯合打造能力開放的生態環境,加快實現算力成為像水電一樣“一點接入、即取即用”的社會級服務意義重大。

  算力傳輸:從云時代的全光底座向算力時代的全光底座加速演進

  全光網絡是算力的運力底座。數據的產生與計算需求主要在我國東部,存貯與計算能力在我國西部,東西部的骨干帶寬將達到2000T+以上,需要光網絡在傳輸與調度中發揮重要作用,以運力換算力。在政策、市場、技術等多重因素作用下,光網絡正在加快從云時代的全光底座向算力時代的全光底座演進,未來低時延、低抖動、低丟包,高帶寬、高可靠、高安全和高可用的“三低四高”品質連接服務能力將成為“東數西算”的標配。

  當前,光網絡還存在架構復雜、適應性差、智能化程度低等問題,迫切需要從帶寬驅動的管道網絡向體驗驅動、業務驅動的算力網絡演進。

  趨勢一:超低時延??芍貥嬓凸夥植鍙陀迷O備(ROADM)區域網絡與省一體化規劃有利于形成去行政區劃的規劃體系,將成為算力網絡發展布局中的重要參考,可以根據算力布局優化網絡結構,確保時延最優。

  趨勢二:泛在光接入。全光錨點下沉將成為全光底座部署的重要舉措。此舉有利于滿足用戶算力的就近接入,可以擴大全光覆蓋范圍,從而更好地實現面向消費者、面向企業、面向家庭的算力業務多樣性接入與綜合承載。

  趨勢三:智能敏捷。網絡智能與敏捷性將是全光底座提升的重要方向。通過自動創建波長光業務單元(OSU)連接,彈性動態地調整帶寬,逐步向自智網絡發展,實現算網性能和效率最大化。

  算力交易:“跨域算力資源+跨主體算力服務”交易快速發展

  算力交易是實現算力價值、破解算力供需矛盾的關鍵。算力交易的對象分為資源和服務兩種類型,其中算力資源包括中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)等,算力服務包括圖像識別、語音翻譯等。在算力交易中,算力供給方建設和運營算力中心,出租算力資源或服務;算力需求方利用租用的算力資源或服務,建設和運營自己的應用服務。

  趨勢一:智能算力交易需求快速增長。短視頻、擴展現實(XR)、元宇宙等多媒體業務的快速發展,帶來旺盛的算力需求。算力資源的稀缺性、地域性、重資產等特性和集約化發展趨勢,將進一步加重算力供需矛盾,通過算力交易調配和優化算力資源配置將成為行業重點關注方向。值得注意的是,智能算力需求強勁,2022年,智能算力規模已超通用算力。據互聯網數據中心預測,到2026年,中國智能算力規模將達到1271.4EFLOPS(每秒浮點運算次數),未來五年復合增長率高達52.3%。

  趨勢二:算力交易技術和基礎設施加快布局。以中國聯通為代表的電信運營商提出“一體化算力、一體化運力和一體化算腦”高質量算力網絡;云服務提供商主打高性能一站式算力服務;地方政府推動區域性算力資源聚合,紛紛建設地方所屬的算力交易基礎設施。以上算力交易技術和基礎設施將在算力資源優化配置方面發揮重要作用。

  趨勢三:跨域算力資源、跨主體算力服務交易逐步成熟。未來算力供給的區域性和專有性特點將被打破,各算力供給方將快速縱向整合各自分布在各地的算力資源,并橫向聯合其他算力供給方形成覆蓋全國的算力資源網絡,構筑規?;腿蚧懔┙o服務競爭優勢,從而有可能形成多個各具特色的算力供給方聯盟。同時,“多對多”松耦合的撮合式算力服務供給模式也將逐步獲得業界認可,這種跨主體算力服務交易,解耦算力供給和算力需求,能夠提升算力資源供需配置效率,有利于中小算力服務供給方通過橫向聯合提升市場競爭力。

  綠色算力:從單點式低碳技術改造向全局式綠色可持續模式轉型

  綠色低碳是我國實施“東數西算”戰略的重要意義之一。加大數據中心在西部的布局,有助于緩解東部土地、能源等資源緊張的形勢,可以大幅提升綠色能源使用比例,就近消納西部豐富的綠色能源。在“東數西算”數據中心集群布局和建設中,節能降碳技術、可再生能源應用、碳排放管理是三個重要的研究創新點,以此為突破口,有助于加快構筑“東數西算”綠色生態鏈,形成綠色、高效、可靠、安全的可持續發展模式。

  趨勢一:節能降碳技術研究走向深入。在源頭降耗上,業界的普遍做法是持續優化信息技術系統和設備。實踐證明,依托西部的自然冷源優勢,加大液冷技術研發應用,可有效促進制冷系統的高效運行。同時,不斷優化供電系統架構,輔以智能配電、備儲一體化等新型供電技術的研發,打造高效供電系統,也將成為未來“雙碳”技術布局的重要方向。

  趨勢二:可再生能源應用成為重點方向。西部地區具有豐富的風、光等可再生資源,能夠賦能電力系統轉型,實現供電側的清潔化。未來,數據中心通過“儲能區塊鏈”技術的研發應用,將自身的算力負荷、發電及備電系統加入電網實現統一調配,充分發揮電力需求側響應作用,不斷提高可再生能源占比,構建“算力+可再生能源”有機協同新生態。

  趨勢三:碳排放管理體系加快建設。隨著國家“雙碳”政策的深入推進,配套的碳管理長效機制將不斷建立健全,包括碳數據、碳足跡、能源交易管理體系等三方面。前期可能會從構建能源使用評價指標體系、繪制碳足跡上入手,牽引碳達峰貫穿于企業生產經營全過程和各方面;后期可能會逐步健全能源市場交易,完善碳交易體系、運作機制及政策支持?;氐健皷|數西算”上,如何既保障數據中心建設,滿足算力發展需求,又合理分配碳排放權,最大化發揮碳交易的經濟效益和減碳作用,這一問題需要持續深入研究。

  算網安全:聚焦自主可控與新技術風險應對

  安全可靠是構筑算力網絡的必然要求。統籌發展和安全,加強信息技術應用創新,破除關鍵核心技術“卡脖子”風險隱患,確保關鍵技術安全可控,提升網絡控件安全,應對數字技術融合創新帶來的安全風險,既符合總體國家安全觀的要求,又是夯實“東數西算”安全基石的客觀需要。

  趨勢一:極限條件下的算網安全是“必答題”。通信網絡作為國家最重要的基礎設施之一,持續安全穩定運行是重中之重,同時,核心技術自主可控的重要性和緊迫性日益凸顯。因此,進一步夯實算網供應鏈自主可控、產業鏈安全可信,勢在必行。應確保極限情況下,網絡始終暢通,業務服務連續不斷。其中,從網絡架構上對安全問題進行根本性防范,不斷增強網絡安全的主動權、自主權,是電信企業的“必答題”。

  趨勢二:數字技術融合創新帶來的安全問題是“新課題”。當前數字技術發展呈現出融合創新的趨勢,以網絡為基礎,疊加人工智能、區塊鏈、云計算、大數據、邊緣計算等新技術,不斷催生新業務、新業態。但同時也可能會帶來一系列新的安全風險,需要提早研究、儲備能力,確保有效防范。此外,零信任、內生安全、隱私計算等新安全技術也將成為業界研究的熱點。

  魏進武,中國聯通研究院副院長

  來源:《中國網信》2023年第1期

 

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