一个以算力为核心生产力的时代已经来临,一场不容错过的新技术革命也已经开启。近日,移动Labs邀请到中国移动通信有限公司研究院网络与IT技术研究所所长张昊接受采访,围绕“东数西算”、算力技术发展、计算与通信共促共进、算网融合等相关问题进行探讨。

“东数西算”工程启动 推动算力资源协同发展

随着“东数西算”工程正式全面启动,算力以及算力网络建设也成为社会各界热议的话题。张昊表示,“如水电作为农业经济和工业经济的重要能源一样,网络和算力已经成为数字经济的核心驱动力,尤其是算力,已成为数字经济的基石。”

据统计,我国算力规模平均每增长一个百分点,将带动数字经济增长0.4个百分点,GDP增长0.2个百分点。同时,我国智能算力规模不断扩大,其占全社会算力的比重由2016年的3%提升至2020年41%。可以说,算力将直接决定数字经济的发展速度,直接决定社会智能的发展高度。

启动“东数西算”工程对于调动算力能源具有重要意义。当前,我国全社会数据总量呈爆发式增长,数据存储、计算、传输和应用的需求大幅增长,数据中心成为支撑各行业“上云用数赋智”的重要新型基础设施。但我国数据中心大多分布在东部地区,由于土地、能源等资源日趋紧张,在东部大规模发展数据中心难以为继。而西部地区资源充裕,特别是可再生能源丰富,具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。

张昊表示,国家“东数西算”工程的启动,将我国数据中心的整体布局与整个国家和地区的能源、气候、经济等情况统筹考虑,将有助于解决数据中心东西部供需失衡的问题。与此同时,这也将推动我国数据中心差异化、互补化、协同化和规模化发展,有利于发挥区域优势,形成规模效应,避免重复投资。

数字化浪潮下算力加速向泛在化、多样化演进

“算力正成为数字经济时代的重要驱动力”已成为共识。随着各行各业全面开启数字化,算力产业呈现出泛在化部署、多架构共存、通用+异构融合发展等演进趋势,各行各业对数据中心服务器CPU、GPU、FPGA等各关键部件需求大增。

首先,算力的部署已不再局限于数据中心,开始扩展到云、网、边、端全场景,算力泛在化部署趋势明显。其次,算力内核的多样性特征明显。算力主要分为通用算力和异构算力。在通用算力方面,传统x86架构仍处于垄断地位,ARM、RISC-V等新架构已经得到全行业的关注,应用场景正在扩大;在异构算力方面,人工智能、边缘计算等并行计算场景对GPU、DPU、FPGA等芯片需求较为迫切,有望取代CPU成为数据中心的主算力。整个算力行业呈现出百花齐放的局面。

张昊表示,“随着算力内核的多样化发展成为趋势,我们在数据处理能力、算法效率、能效水平上不断提升,推动了5G、云计算、人工智能等技术的快速发展。”

计算与通信互促互进 6G成算力网络发展契机

作为信息技术的左右手,计算和通信有着天然的紧密联系。谈到算力与通信的互促互进,张昊认为,通信技术的发展对算力的突破提出需求,而算力的不断突破又为通信技术的继续发展提供了土壤。

5G提出了大带宽、低时延、多连接三大特性后,对带宽要求的逐步提升和时延要求的逐步严苛让算力的重要性不断凸显,算和网之间的关系从相对割裂逐渐变得联系紧密。对于算来说,网从一个不可见的“哑管道”,变成连接算力和调度算力的关键“运河”;对于网来说,算从一个底层的基础设施,成为支撑网络智能化和简洁高效的关键助力。

事实上,现在提到的云网融合也正是算力和通信的一种结合。那么,云网融合与算力网络有何关系?对此,张昊表示,云网融合是算力网络的重要基础,算力网络是对云网融合的进一步深化和全新升级,主要体现在四个方面:一是对象升级,云是算的一种载体,算力将更加立体泛在,包含边端等更丰富的形态。二是融合升级,算力网络不仅是编排管理的融合,更强调算力和网络在形态和协议上的一体融合,同时也强化了以算为中心,ABCDNETS等多种技术的融合共生。三是运营升级,算力网络对网络运营管理的要求更高,从一站式向一体化、智慧化演进。四是服务升级,算力网络是以算力为载体,多要素融合的新型一体化服务。

随着5G进入技术发展的中后场5G-Advanced时期,业界已开启对6G的探索研究,而6G也是算力网络发展的契机。在张昊看来,未来的6G网络将不再是单纯的通信网络,而是集通信、计算、存储为一体的信息系统。算力网络的目标是促进网络资源和计算资源的一体化融合,将使能6G实现以智慧内生为特征的分布式区域自治网络,并对外提供泛在协同的连接与计算服务。因此可以说,6G网络是一种天然的算力网络。

IPv6建设成效显著 进一步助力云网智能融合

作为我国率先提出的一种原创性技术理念,算力网络是算力和网络两大学科融合发展的科技制高点。据介绍,算力网络中包含着众多的技术,而IPv6在其中扮演着不可小觑的作用。

IPv6作为数字经济的底座,是互联网升级演进和网络技术创新的方向。中国移动一直不遗余力推进IPv6的创新和演进,经过十余年执着而持续地技术攻关,突破了移动互联网IPv6端到端部署的难题,实现了IPv6“3G起步,4G同步,5G内生”的目标,IPv6已成为5G网络的基本能力。

目前,中国移动已为超过7.3亿移动用户和1.45亿固定宽带用户实际分配IPv6地址,建成全球最大用户规模的IPv6双栈4G网络和IPv6单栈VoLTE网络。截至21年12月,中国移动4/5G网络IPv6流量达到29.1%,固网IPv6流量达到8%,IPv6整体流量规模较2020年提升137%,处于领先地位。

张昊表示,在后IPv6时代,面向6G、算力网络等新的场景,IP网络技术需要持续创新。近期,中国移动牵头提出G-SRv6压缩帧结构及转发机制,被IETF采纳,成为新一代IP网络的核心协议,是中国在IP领域少有的基础协议突破。基于SRv6/G-SRv6统一协议,拉通入云、云间和云内网络,打造算网IP网络底座,形成端到端“云下一张网”能力,为算力网络提供随需提供、敏捷开放的网络连接,助力我国在新的社会和经济形势下实现网络的变革和引领。

算力时代已来 中国移动以网强算推进新布局

随着新一轮科技革命和产业变革的交会,一个以算力为核心生产力的时代已经到来。值得注意的是,随着计算行业进入后摩尔时代,从技术层面看,摩尔定律、登纳德定律逐渐失效,已经不太可能仅通过CMOS晶体管微缩的方式来保持通用算力的持续发展。传统冯诺依曼架构,存储和计算分离,在大规模并行计算场景下引发存储墙和功耗墙的问题。同时因为国际地缘政治竞争,我国还没有形成对高端工艺节点的全产业链自主掌控,算力的发展也因此受到制约。

张昊表示,为了实现新突破,一方面,行业正在加速先进封装、指令集扩展等技术创新,推动CPU、GPU以及DPU等三大主流计算芯片技术协同,为计算能力升级带来潜力;另一方面,各大高校和企业也在开展存算一体、第三代半导体等基础性研究,突破传统计算架构的限制;最后,我们也建议国家层面加强统筹协调,推动产学研共同针对产业链各环节发力攻关,逐步摆脱国内计算产业受制于人的局面。

站在“算力时代”新起点,算力正在加速照进现实,召唤构建一张高效率的“算力网”。我国已经陆续出台系列举措,加快构建以算力和网络为核心的新型基础设施体系,运营商也都不约而同地把算力网络建设提到重要位置。

作为数字信息基础设施建设的国家队和主力军,中国移动聚焦服务“东数西算”,解决数据爆发式增长与算力供给之间的“鸿沟”,提出以网强算,发展算力网络。

一是通过网络集群优势突破单点算力的性能极限,发挥算力的规模效应;

二是利用网络吸纳全社会算力资源,组成云网边端立体的算力网络,实现算力资源的全局智能调度和优化;

三是利用算力网络形成算力、网络、人工智能、区块链等多要素融合的一体化服务,推动算力资源供给侧改革,激发算力服务的范式创新。

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