文章刊登于《中国科技产业》杂志
202506期“院士专论
数字经济是我国“十四五”发展规划及国家重大战略重心,也是当今世界全球竞争的核心领域,而算力作为数字经济的“新质生产力”,正深刻重构国家竞争力的底层逻辑。其不仅支撑人工智能训练、大数据分析及智能制造等关键技术突破,更在技术创新与产业升级中发挥核心作用,成为驱动经济社会高质量发展的新引擎。然而,传统分散式、孤岛化的算力供给模式已难以满足指数级增长的算力需求。在此背景下,“算力网络”作为新型信息基础设施,通过泛在算力与网络的深度融合,突破数据中心、超算中心、云计算及边缘计算的物理边界,构建智能、高效、按需的算网一体化服务体系,是信息通信领域的一种新趋势和新业态,已成为全球科技竞争的战略制高点。自2019年起,中国电信、中国移动、中国联通先后提出“算力网络”的发展理念;2021年5月国家“东数西算”工程全面启动;2023年10月工信部等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》,标志着我国在算力网络领域已逐步形成顶层设计与产业实践的双重引领,为全球贡献了中国方案。
算力网络研究的重要进展
在数字化浪潮蓬勃发展的当下,算力已然成为驱动社会进步和经济发展的核心生产力之一。算力网络以广泛分布的算力资源为根基,网络通信为关键纽带,智能化调度为核心要素,致力于达成网、云、边、端以及业务之间的高效协同与精准适配,从而满足各行业高度差异化的算力服务需求。算力网络的愿景为电信运营商开辟了全新的运营与服务模式,有望从根本上扭转长期以来存在的“管道化”困局。国内三大运营纷纷启动算力网络研究计划,在算力网络架构设计、技术体系搭建等关键领域发布了一系列具有前瞻性和指导性的白皮书,这些成果为算力网络的理论研究与实践探索奠定了坚实基础,相关成果分别入选中国通信学会2021年网络5.0领先创新科技成果。2022年,鹏城实验室发布“中国算力网—智算网络” 研究计划,创新性地提出“像建设电网一样建设国家算力网”的宏伟发展愿景。2023年,中国移动发布《2023算力并网白皮书》,全面阐述算力网络的发展背景、理念、商业模式、技术模式及创新实践案例。2024年,中国信通院在2024中国算力大会上发布《算力网络运载力指数评估报告(2024年)》,提出随着算力网络成为承载算力服务及应用的关键底座,算力网络运载力的重要性也日益凸显。
在算力网络标准化进程中,我国电信运营商与设备制造商在国际标准组织中取得了一系列重要进展。国际电信联盟(ITU)在2019到2021年间,已成功立项并发布6项关于算力感知网络和算力网络的标准,涵盖了顶层架构、应用场景、功能模块等多个关键维度,为全球算力网络的规范化发展提供了重要参考。早在2019年,我国科研人员在国际互联网工程任务组(IETF)积极推动成立在网计算研究组(COINRG),并牵头发起算力感知网络(CAN)BoF。2023年在IETF第116次大会上,由中国移动牵头推动成立首个算力网络标准工作组CATS(Computing-Aware Traffic Steering),并在算力网络需求分析、应用场景界定等方面达成初步共识,这标志着我国在算力网络国际标准制定领域迈出了关键一步。与此同时,国内行业组织和产业联盟也积极投身于算力网络标准制定工作。中国通信标准化协会(CCSA)、中国通信学会、网络5.0联盟、IMT-2030(6G)推进组等纷纷行动起来。如CCSA从2021年开启算力网络标准制定工作,目前已立项/发布《算力网络—基于SRv6的算力路由技术要求》等十余项标准,内容涉及算力网络路由技术、标识解析技术等。IMT-2030(6G)推进组今年来也发布了多项与算力网络相关的白皮书,明确将算力网络作为6G网络的核心使能技术用于协同实现算力的高效调度和利用。
在国家战略引领下,我国算力基础设施建设已形成系统性推进格局。依托“新基建”政策框架与“东数西算”工程实施,算力资源布局呈现结构化优化特征。2021 年,国家发展改革委等部门印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,明确提出布局建设8个全国一体化算力网络国家枢纽节点和10个国家数据中心集群,旨在形成“枢纽-集群”联动的空间布局体系。在超级计算领域,科技部截至2023年8月已批准设立天津、深圳、济南等11所国家超级计算中心,构成多层次算力服务网络,为科研创新、产业升级等提供强大的算力支持。在此利好政策背景下,我国算力基础设施加速迭代与部署,算力规模持续攀升,工信部数据显示,近五年算力规模年均增速超过25%以上。截至2024年底我国在用算力中心超过880万标准机架,算力总规模达268 EFLOPS,其中智能算力占比达到35%。目前,我国已构建起一个覆盖全国主要经济区域、横跨东西部资源与应用的算力网络枢纽,不仅实现了算力资源的高效调配,还促进了东西部地区在数据处理、存储、应用等方面的协同合作,有力推动了全国数字经济的均衡发展。
算力网络的思考与关键挑战
算力网络近年来已成为全球数字基建演进的重要方向,但其发展仍面临一些值得深入思考和亟待突破的关键挑战。
概念界定模糊,共识尚未达成:当前算力网络的定义与内涵尚无明确且统一的标准,业界对此观点各异。从宏观视角审视,当前算力网络主要可归纳为“网中有算”与“算中有网”两类观点。“网中有算”以传统电信运营商为典型代表,秉持以网络为核心的理念,主张算为网用,将算力作为基础资源深度融入网络架构之中。通过算力赋能,提升网络层的智能感知、动态调度并强化服务功能的编排能力,进而实现智能、高效的网络算力服务;而“算中有网”则以互联网云服务提供商和超算中心为主要阵营,强调以云为中心,网为算用。在此模式下,网络充当连接的桥梁,将分散在各地的数据中心、超算中心等泛在算力资源进行融合,致力于实现以云为核心的算力资源运营模式。
尽管二者的终极目标均指向算网融合与资源协同,旨在为用户提供灵活、统一的资源调度服务,但由于各自出发点的差异,导致在技术路线、技术架构以及关键技术的选择上大相径庭。这种分歧使得业界难以形成统一的认识,极大地阻碍了算力网络的标准化进程,更会削弱我国在该领域的国际话语权。算力网络作为中国率先提出并积极主导的技术方向,目前在国际舞台上的影响力较为有限,而由于缺乏统一的行业共识,在参与国际竞争时国内各方力量难以凝聚成强大的合力,会造成未来在全球算力网络的竞争格局中话语权受限。
建设规划不足,资源浪费严重:在“东数西算”等国家战略的大力推动下,我国算力基础设施建设迎来了前所未有的发展机遇,各地纷纷积极投身其中,建设热情空前高涨。然而部分地区在进行算力网络建设时,缺乏严谨的前期论证和对实际需求的深入调研,仅为了追求所谓的发展速度和规模效应,便盲目跟风,仓促上马项目,不顾实际需求,重复建设、局部过热的现象。这些工程无疑需要投入巨额的资金以及大量的人力、物力资源,倘若应用场景不清晰、缺乏明确的市场导向,这些耗费巨大的建设项目不仅无法发挥应有的效益,还会造成社会资源的严重浪费,给地方财政带来沉重负担,甚至会破坏整个算力网络建设的健康生态,阻碍产业的可持续发展。
关键技术待破,应用场景待明:作为新兴的网络架构与体系,算力网络的重要性已获广泛认可,但其关键技术尚处于探索阶段,尚未取得实质性突破。从架构层面看,算力网络体系架构的具体形态尚无定论,与现有TCP/IP网络的关系扔模糊不清。算力网络是对TCP/IP网络的升级拓展,还是另起炉灶构建全新体系,亟待明确。在标识定义方面,算力寻址与路由标识的定义还未明确,其与IP地址标识的异同也有待深入剖析,这直接关系到算力网络中数据的高效传输与精准定位。安全层面同样面临很多挑战,算力引入网络后会带来新的安全隐患,如算力资源被恶意占用、数据在算力交互过程中泄露等,但应对之策还在探索。此外算力网络特色应用场景和需求尚不够明朗,难以确定哪些是传统网络无法满足的杀手级应用。若不能明确这些,算力网络的商业价值和社会价值便难以充分挖掘。
推进算力网络高质量发展的建议
凝聚算力网络发展,共筑国际竞争优势:在数字化浪潮的推动下,我国算力基础设施建设与算力网络研究已取得了令人瞩目的阶段性成果。但正如前面分析所述,当前算力网络领域的发展态势也面临着不容忽视的挑战。运营商、设备商以及学术团队等各方力量,因各自的站位视角、研究背景以及合作竞争关系等因素的差异,在算力网络的研究与实践中呈现出“百家争鸣”的局面,在一些关键概念、体系架构和技术路线等重要方面“各持己见”,难以达成统一的共识。算力网络作为一个新生概念,存在多种技术路线探索本是行业发展的正常现象,能够激发创新活力,推动技术的多元发展。但从国家战略和产业整体发展的宏观角度来看,这种分散的局面不利于算力网络的长远发展。算力网络作为未来信息领域的重要支柱,需要相关利益攸关方搁置分歧,求同存异。各方应积极开展交流与合作,整合优势资源,共同攻克算力网络发展中的技术难题,在核心概念和关键技术上达成共识,形成强大的发展合力,共同在国际竞争中发出统一而有力的声音,为国家在未来信息领域抢占战略高地,推动算力网络产业健康、快速地发展,在全球数字经济竞争中赢得主动权。
统筹算力基建管理,提升资源配置效能:在算力基础设施建设进程中,受资本逐利与部分地方政绩导向的双重影响,各地出现了一拥而上、盲目跟风建设的乱象。不少地区不顾实际需求与长远规划,纷纷上马超算中心、数据中心等项目,致使大量重复建设涌现。这不仅造成了国家财政资金的不合理支出,也使得土地、电力等宝贵社会资源被严重浪费,极大地阻碍了算力产业的健康有序发展。针对这一问题,亟需从国家层面进行统筹规划与管理。首先应尽快成立专门的国家算力网络基础设施建设管理机构,在“东数西算”工程的总体战略框架下,对全国算力网络建设进行科学、系统的规划,精准指导大型超算中心、数据中心等各类算力基础设施的合理布局,确保其与区域经济发展、产业结构调整相适配,避免资源的过度集中与错配。此外还应着力建设国家级算力调度和交易管理平台,用来打破各运营商、超算中心之间的壁垒,实现算力资源的跨区域、跨主体高效调配与交易。这既能有效避免各主体分散建设带来的资源浪费,又能显著提升算力调度和交易的效率,让算力资源得到更充分的利用,为我国数字经济的高质量发展筑牢坚实根基。
重视顶层设计规划,筑牢强国发展根基:算力网络作为一项融合多学科的系统性宏大工程,是由我国率先提出并在全球科技竞争中开辟的全新赛道,有望成为继5G之后我国保持全球技术领先的又一关键领域。算力网络的发展不仅涉及计算机科学、通信工程,还与数学、物理学等多学科紧密相关,其复杂性和综合性不言而喻。为确保我国在这一前沿领域持续占据优势地位,应依托国家科研计划针对算力网络开展全方位的研究与探索,从国家层面进行高瞻远瞩的顶层设计与全面细致的总体布局刻不容缓。在基础理论方面,深入挖掘算力网络的运行原理和内在规律,为后续发展奠定坚实的理论基础;在体系架构上,精心构建符合我国国情与发展需求的创新架构,确保算力网络高效、稳定运行;针对关键技术,集中优势科研力量,展开深度攻关,全力破解如算力调度算法、网络安全防护等“卡脖子”难题,掌握核心技术自主权;在典型应用领域积极探索,推动算力网络与实体经济深度融合,催生新的产业形态和商业模式。通过这一系列举措,打造出算力网络领域自主可控的制造链、产业链和效益链,有效降低国外对我国“脱钩断链”带来的产业风险,推动我国从算力大国、网络大国稳步迈向算力强国、网络强国,在全球数字经济竞争中掌握主动权,实现科技与经济的双丰收,为国家的长远发展筑牢根基。
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