九大專家縱論算力時代：東數西算的發展機遇與挑戰

 7月16日，“信息化百人會第八屆信息戰略論壇”在京舉行，論壇以“算力時代，“東”風正起——東數西算的戰略抉擇與產業創新”為主題，深入探討了算力時代的新趨勢以及“東數西算”帶來的發展機遇與挑戰。

一，算力網絡：為什么會成為新型信息基礎設施？

清華大學計算機系教授鄭緯民表示，數字經濟發展水平與算力的規模密切相關。據統計，算力規模前20個國家中有17個是全球排名前20的經濟體。

中國電信集團有限公司原總經理李正茂在“算力三定律”中指出，算力每12個月增長一倍，算力每投入1元，會帶動3-4元GDP經濟增長。

中國工程院院士李國杰認為，信息社會進入智能化新階段，所需要的基礎設施主要不是解決連通的問題，而是對物理世界和人類社會的理解。算力和GDP呈正相關關系。未來算力指數可能比電力的指數還重要。

工業和信息化部信息通信發展司一級巡視員陳家春認為，算力作為數字經濟時代新的生產力，是支撐數字經濟發展的堅實基礎，“東數西算”工程是算力基礎設施建設布局的重要組成部分。

中國信息通信研究院院長余曉暉表示，“東數西算”是算力資源在國家范圍內的優化配置。京津冀、長三角、粵港澳和成渝等產業基礎和需求強勁，西部資源稟賦突出，針對西部地區在承接“東數西算”過程中，推動自身數字經濟發展的需求，要解決好西部地區如何擴大“東數西算”的產業溢出問題。

亞信聯合創始人田溯寧認為，推動東數西算工程，“算力運營商”是不可或缺的角色——通過編排、調度東西部算力資源池，滿足算力用戶多樣化算力需求。通過不斷的數據積累、感知，及數據知識化，算力運營商可以對未來從感知、認知走向預知。

信息化百人會學術委員會主席、工業和信息化部原副部長楊學山認為，“東數西算”是新課題，從宏觀層面關系整體布局，從微觀層面則關系到商業模式，當我們點亮燈塔進入無人區時要慎重。

國家電網有限公司副總信息師王繼業認為，“東數西算”有助于解決數據中心東西部算力供需失衡等問題?！皷|數西算”工程將會推動我國數據中心差異化、互補化、協同化、規模化的發展，為推動我國數字經濟快速增長和發展提供了良好支撐。

華為昇騰計算業務總裁張迪煊表示，過去有電力網、信息網，未來一定會有算力網絡。面向最終的企業用戶、個人和家庭用戶提供分布式多方協同的業務，算力網絡可實現算力、算法、數據、模型，和應用高效率、低成本流通，實現一站式算力獲取，跨網算力交易和結算。

二，算力網絡：為什么會帶來熵減？

算力網絡的提出，不僅僅是技術發展趨勢，也將滿足市場競爭的需求。電信運營商希望在原有連接基礎之上，進一步滿足計算一體化的服務場景，實現業務拓展，避免被管道化。

余曉暉認為，算力網絡需要考慮算力感知、計量、路由尋址、算力的可靠性和質量保證，算網一體化要融合考慮，算力的分層與顆粒度等。“當內容和算力在網絡中變得重要時，網絡架構也會發生重大變化。”

田溯寧亦認為，過去的網絡架構是為通信做的，未來圍繞著算力，它的路由架構，網絡架構將會發生很大變化。

科學研究的第三范式、第四范式與算力有關，主要涉及HPC算力、AI算力、數據中心算力三大方向。鄭緯民認為，在HPC算力方面，過去十年，我國在頂尖超算系統研制和部署處于世界先進水平，但領先的算力如何高效轉換為解決科學與工程難題的能力依然是挑戰。

李國杰表示，“信息高速公路遵循無序共享的原則，用戶感知服務質量存在極大的不確定性，總體效率不高?，F在，信息高速公路已經出現了技術天花板，算力網絡應該為減墑做貢獻，而信息高鐵便是高通量的低墑算力網?！?/span>

信息高鐵體現了一橫一縱，“一橫”是利用聯邦制方式連通大大小小數據中心和各類算力資源，為用戶提供統一封裝、抽象易用的算力資源；“一縱”是縱向打通云、網、邊、端全鏈路基礎設施資源，通過全鏈路多維度測調、控域隔離，實現端到端服務質量的保證。

三，算力網絡：起步階段不容忽視的挑戰

楊學山認為，“東數西算”工程需要解決好三個層面問題：

從技術層面看，算力是計算能力和用戶應用需求之間的匹配，解決問題的“能力”才叫算力，而不是計算中心集中了多少算力，這是兩個不同的概念，“不同需求與計算能力之間的布局，怎樣才是最合理的？”

從商業層面看，投入與產出是否匹配，需要綜合考慮投資、折舊、維護、帶寬的成本，每一個建設單位要認真考慮東數西算的成本和營收問題。

從體制機制層面看，因為第三方服務和基礎設施的管理方式和投資的方式不一樣，需要明確哪些算力中心是基礎設施，哪些是第三方投入，針對性采用政府手段和市場手段解決問題。

李國杰認為，計算機界和通信界，對未來信息基礎設施有著不同的視角。

從計算機界的視角看，計算思維核心是分層次抽象，屏蔽不同云的差異，實現跨云計算。未來的信息基礎設施是互聯云，以云為中心，強調“云調網”、云網融合、一云多網，解決各種軟硬件不兼容問題。算力網的核心是做任務交換和高通量計算，追求低墑有序。

從通信界的角度看，以網絡為中心，把計算和存儲能力看作可調動的資源，也就是“網調云”，強調算力資源評估、交易和調度，重視算力感知、算力標識和算力資源的標準化等等，也“把算力網絡看成是6G的一部分”。

李國杰指出，基于云網融合，通信領域專家考慮網調云的時候，要充分理解哪些計算資源是可以通過網絡進行調配的，目前，只有相當少量的計算資源是可以調配的。

同時，他認為，現在計算機內部的通信是納秒級，廣域網上通信是毫秒級。目前，算力網只能在毫秒級層面談分布式計算，只能做到粗粒度的分布式任務調度。

因此，他建議，未來，新型信息基礎設施要通盤考慮，算力網、通信網和電力等能源網絡配合協同，做好算力、通信、電力網等全國一盤棋頂層設計，統籌兼顧，力爭全局的優化。

“要基于經濟社會發展的大邏輯、大格局、大趨勢，做好頂層路線圖的設計，避免只見樹木不見森林。”

余曉暉指出，算網融合過程中存在四大挑戰：一是，網絡的算力感知挑戰，面對算力的多樣性和網絡無感知狀況要如何解決；二是，網絡的算力路由和尋址挑戰，面對算力的無序性和只能按地址選擇，而不能根據算力需求選擇路由的問題如何解決；三是，網絡的可靠性與質量保障挑戰，面對算力的分散性和負責計算的網絡質量該如何保障；四是，算網一體的安全可信挑戰，如何保障算力和網絡的安全可信。

媒體經常把算力網絡和交通網絡、電力網絡等量齊觀，認為算力可以象供水和供電一樣方便。李國杰表示，算力不是公共品，每一個算力產品都是通過專有特性贏得競爭，算力網絡的實現比交通和能源網絡更復雜、困難，需要很多基礎性的原始創新和大量技術攻關。

陳家春建議，加快構建全國一體化大數據中心體系，統籌布局東西部算力資源，加速打造數網協同、數云協同、云邊協同綠色智能的多層次算力設施體系；盡快補足算力樞紐節點間網絡薄弱環節，重點提升蒙貴甘寧區域的網絡能力，啟動一批“東數西算”光纜建設項目，優化算力網絡支撐；逐步建立算網協同聯動機制，推動算力網絡需求和供給有效對接；通過算力設施由東向西布局，帶動相關產業有效轉移，促進中西部地區數據流通、價值傳遞，推動算力設施能效水平和綠色用能水平的提升；強化算力應用需求牽引，降低算力使用門檻，增強算力應用賦能水平，挖掘算力服務在數字政府、工業互聯網等創新應用場景下的深化應用。

四，東數西算：將為數據中心帶來哪些改變？

隨著數據的爆炸式增長、算法的日益復雜，處理數據的能力，即算力成為推動數字經濟發展的核心資源、核心生產力，數字經濟時代生產要素已經由以前的土地、能源等轉化為數據。

近五年來，算力規?？焖僭鲩L，平均增速超過30%。截止到2021年底，我國數據中心算力總規模已超過140億EFLOPS。

李正茂認為，“今天，對數據的認識如果僅僅停留在對‘大數據’中文翻譯的基礎上，是會有欠缺的。如果按照十年一周期，個人推測數據量會增長100萬倍，以這樣的增長速度，處理數據顯然不可能靠人力，這是算力時代產生的原因?！?/span>

王繼業表示，隨著“東數西算”工程的逐步推進，國家一體化大數據中心體系逐步形成。對于數據中心的計算密度、能效、資源調度、自主可控等等方面提出了新的要求。

在傳統數據中心L0到L3的四層中，L2層在網絡設備方面采用普通服務器堆疊，密度不夠、效率不高，大量增加機柜簡單擴展，網絡部署靜態，調度不靈活，“容易造成數據中心內部網絡經常發生堵塞”；其次，L3層業務應用和底層各個環節沒有聯動。

王繼業進而指出，高效能的數據中心可實現四層之間相互聯動，優化選址、跨層調控、設備高密度，網絡動態部署，業務應用靈活跨層聯動，通過業務應用把底層網絡設備，包括制冷和配電設備按需聯動。

“我們不僅僅關注樞紐節點和集群，還應該關注更多中型、中大型的省級數據中心，和行業中心、商業化運營中心。同時，關注邊緣計算節點，構成國家級、省級、邊緣型的一體化數據中心體系。”

此前，工信部出臺《新型數據中心發展三年行動計劃2021-2023年》，提出四高、三協同的發展方向和路徑。（四高是指新型數據中心具備高技術、高算力、高能效、高安全的特征，三協同是指數網、數云、云邊協同發展）

余曉暉建議，在基礎設施方面，要開發利用以風電、光伏和儲能為代表的新型供配電系統，以及新型制冷系統；IT設備、軟件與服務方面，發展全國性交付中心、區城性技術外包服務中心以及結合當地產業的特色信息技術服務；數字化轉型﹣新興產業培育方面，可以通過工業互聯網、智慧減市、智慧醫療應用和能力建設，推進經濟社會數字化，培育新興數字產業；數字化綠色化雙重轉型﹣新興產業培育方面，要注重打造數字底座＋綠色底座，培育數字化綠色化產業，形成新產品、新服務、新業態。

王繼業建議，提高新建、改造數據中心相關建設標準，增加PUE、能效比、資源利用率等指標要求；采用邊緣數據中心一體化裝備對于企事業單位、社會團體內部中小型數據中心進行升級改造；加強樞紐型、大型、中小型數據中心及邊緣數據中心站之間的規劃、協同、調度和應用，一張網，實現無處不在、無時不有、應有盡有的算力服務。

張迪煊表示，華為以鯤鵬+昇騰作為算力底座，把云、計算、存儲、網絡和能源融合在一起，推出了一體化的集群計算解決方案。縱向上，從算力的硬件、軟件、操作系統、數據庫到人工智能框架，橫向上打通配電、網絡、計算、存儲、云等跨領域，實現了L0-L3協同聯動，走向全棧一體化。

五，算力運營商：呼之欲出？

網絡算力化、計算網絡化、算網安全一體，是“東數西算”對算力基礎設施的需求所在。

余曉暉指出，目前，理想的目標是實現云邊端算力按需調度，隨需供給，按量付費。基于此，他提出一套可能的架構，算力設施作為底層，其上設置算網大腦，連接算網服務和運營。

鄭緯民認為，算力網絡需要將并網和調度兩件事做好，應成立專業公司做算力調度。

田溯寧認為，算力運營商需要具備算力交易能力，需要進行算力度量、感知、路由、編排以滿足使用戶極致的服務需求。算力消費者、算力運營商、算力需求方形成從算力供給、交易到使用的良性循環，打造算力時代三方共贏的新商業模式。展望未來，田溯寧建議要推動算力運營商標準體系完善，加速算力網絡原創技術成熟，打造算力網絡健全產業生態。

李國杰建議，國家的算力網應當由三部分組成，第一，以國家和地方建立的公共算力基礎設施；第二，電信運營商和龍頭云服務商建設骨干企業的算力基礎設施。第三，大量中小型信息服務企業，通過協作建立算力網。

算力網要做到全局統一，又要做到環節解耦，形成東西互補、南北貫通的一體化算力網。環節解耦是算力設備提供商、運營商和增值服務商解耦，消費者按照統一定價支付費用，可以得到多樣化服務，而“不是綁定在一家運營商，過分強調一家企業端到端的一體化工作，不利于算力網絡發展”。

六，東數西算：區域產業能否形成溢出效應？

截止到2021年底，我國數據中心和算力布局逐步優化，中西部數據中心占全國比例達到37%。

陳家春認為，新建數據中心特別是大型、超大型數據中心，逐漸向中西部，以及一線城市周邊轉移，已基本形成京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝等核心區域協調發展，中西部地區協同補充的發展格局。

李國杰認為，現在啟動“東數西算”工程，可以促進我國西部地區的數字經濟發展，但不能把“東數西算”看成我國算力基礎設施的整體戰略和全部內容。把“東數西算”做到像西電東輸和南水北調一樣的實效，需要努力。

余曉暉表示，西部承接是全局優化的過程。產業溢出和付出的能源和資源相匹配。“有這么大的算力在西部，它一定能夠更好的推動自身數字化轉型，比如工業互聯網、智慧城市、醫療等等。從這個意義上看，它可以培育出一些新型的數字產業?！?/span>

對于算力時代下的東數西算，時延是非常重要的約束因素，很多對時延要求苛刻的游戲、支付和工業互聯網必須靠近需求進行部署算力；對一些冷數據，時延要求并不高的數據，適合放在西部，這需要做精細規劃，需要與需求進行匹配。“東數可以西存，容災和備份也可以?！?/span>

七，算力網絡：AI算力與確定性網絡匹配

2020年，我國算力總規模達到135EFlops，全球占比約31%，保持55%的高速增長（全球增速16%）。我國智能算力占比由2016年的3%提升至2020年的41%，預計2023年，新增算力中AI算力將達到70-80%。

余曉暉表示，人工智能算力在中國算力結構中的提升速度，明顯高于全球平均水平。

鄭緯民表示，人工智能的三架馬車包括，數據、算法、算力；人工智能應用包括圖像檢測、視頻檢索等等。自然語言處理，包括語言翻譯、自動回答、生成文本摘要、創作等?；谡Z言模型使得人工智能快速向大模型發展，每3.4個月需要機器算力翻一倍。他希望，HPC+AI+大數據三類計算系統融合發展。

李國杰認為，計算能力和大數據也將成為新型信息基礎設施的關鍵。預計到2025年，我國人工智能算力將超過通用算力，這些算力中相當的比例是不需要實時的。

計算應用大體上分實時和非實時兩大類。一般而言，有實時要求的應用對算力要求并不強；面向基礎研究的科學計算、人工智能的訓練，不要求實時，需要使用超級計算機和一些超大規模的人工智能訓練平臺。

“新藥的研制，新材料的研發，集成電路的新產品設計等等，都需要巨大的算力。非實時計算可能對國家發展具有更加基礎、更加長遠的作用，實時性強的工業互聯網和金融網絡多數來自企業自建，所以，國家財政投入算力網絡建設時，應該考慮非實時的高性能計算，而邊緣計算、物聯網中有很多是實時要求，算力網得重視確定性網絡的研究?！?/span>

張迪煊認為，未來算力主要增長在AI方面，計算將全面從通用計算走向通用計算+人工智能多樣性計算。

目前，大模型創新非常活躍，需要有序的規劃和牽引，針對AI發展方向，華為正在與產業界共同規劃大模型沙盤，通過智算網絡賦能大模型科研創新。

過去一年多，隨著鵬城云腦和武漢人工智能計算中心的上線，開啟了各地人工智能計算中心的建設。目前，全國已經有20多個算力領先城市，基于昇騰AI建設了人工智能計算中心。在計算中心與算力網絡的建設過程中，全棧協同是基礎，一體服務是目標，自主創新是根本。張迪煊表示，通過算力網絡可實現多樣性算力、全網共享、布局優化，支撐我國“東數西算”、“東數西訓”、“東數西存”，使能數字經濟高質量發展。

（備注：青蛙工業云平臺目標是幫助黑龍江工業企業、哈爾濱工業企業的數字化轉型貢獻出自己的一份力量，嚴把數字轉型方案的質量關，結合 哈爾濱數字化車間政策   哈爾濱兩化融合政策 哈爾濱軟件定制  哈爾濱互聯網工業  哈爾濱標識解析方案 以及哈爾濱智能制造等相關的產業政策，為龍江工業企業數字化轉型開辟一條新出路，提供一個快速有效的提產增量的解決方案，助力黑龍江老工業振興，哈爾濱工廠轉型。）