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透视算力网络:数字经济时代的基建拼图

李磊 上海华略智库 2022-12-24




作者:李磊来源:上海华略智库(ID:HUALUETT)


从移动开始到电信效仿,再到联通跟进,三大运营商的竞相布局正将算力网络推向“风口”。作为突破算力瓶颈的创新路径,算力网络既是人工智能规模化落地的关键拼图,也是产业互联时代的底层支撑。而在缺乏参照系、复杂责权利、技术准备不足等发展掣肘下,我国将如何实现算力网络与数字经济发展的良性共振?


在近日召开的全球合作伙伴大会上,中国移动将战略重心锁定在一个新兴领域——“算力网络”,并携手华为、小米等合作伙伴共同发布《中国移动算力网络白皮书》,提出将以算力为中心,网络为根基,打造网、云、数、智、安、边、端、链(ABCDNETS)等多要素融合的新型信息基础设施,推动算力成为与水电一样“一点接入、即取即用”的社会级服务,最终实现“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”的数字化应用图景。


算力网络作为连接用户、数据、服务的主动脉,是数字经济和未来智能社会发展的关键支撑。本文试图站在数字经济和产业经济结合的视角,来探讨如何深刻理解算力网络,为何在新基建和数字经济时代背景下算力网络变得如此重要,以及未来算力网络面临的机遇和挑战。


算力网络解构——软硬协同化部署的生态图


算力网络,顾名思义,相对于传统的单位算力来说,更加侧重于算力的连接和网络效应,也就是通过技术手段的优化和适配,让算力网络的性能和建设成本达到平衡,以实现最优的经济效益。


以中国移动发布的算力网络为例,其架构是“一种根据业务需求,在云、网、边之间按需分配和灵活调度计算资源、存储资源以及网络资源的新型信息基础设施”。


图:中国移动算力网络架构图

 

算力网络体系架构自下而上分为三层,即IaaS(基础设施服务)-PaaS(平台服务)-SaaS(软件应用服务)


最底层即基础设施层。其亮点是对于分布式的强调,可以预见会有大量社会化算力被纳入到网络,形成云边端多层次、立体泛在的分布式算力体系,这是算力网络概念的核心体现。


分布式网络体系下,算力的复杂度会大大提升,传统基于专业人员的管理模式很难实现高效管理,为使算力基础设施的运行最经济,就需要AI驱动来支撑。所以基础设施层不仅要有硬件升级,更要有软件层面的深度优化,“软硬兼施”才能让基础设施的潜力得到充分发挥,投资建设的边际收益才能完全体现。


中间层即编排管理层。PaaS算网大脑是力图解决AI驱动算力网络问题的核心层级,体现了让AI来替代传统以人为中心的算力全价值链路,向下实现对算网资源的编排、调度、管理的职能运营,提升算力网络效能;向上提供算网调度能力接口,支撑算力网络多元化服务。


最上层即运营服务层。它体现了更多的商业模式与创新思维。一是能力开放。过去运营商的强大算力体系主要是服务于自身业务,而随着整个社会数字化进程加快,无论是盘活资源还是出于社会责任,将算力能力进行产品化、商业化并外溢赋能,都显得非常必要。算力交易、统一运营等全新的关键词映射了基于算力能力开放的思维,驱动了商业模式层面的创新。


二是生态搭建。无论架构和技术路线如何变化,算力网络的价值本质并没有发生实质改变,企业提供算力服务制胜的关键依然是“降本增效”的能力。但服务端的模式,包括算力的定价、计费、采买方式、各个生态参与方的责权利分配等,都没有经验可循,需要基于创新思维打破现有的利益格局,用市场化的机制进行尝试和完善,最终形成一套各方受益、系统最优的经济模型。算力网络向5G、智慧中台的重要性看齐,形成“连接+算力+能力”新型信息服务体系。


算力网络的意义——突破数字化上限的助力器


算力网络作为国家数字经济大战略中的关键一环,其发展对于算力瓶颈的革命性突破、人工智能的规模化落地、产业互联的底层支撑等都具有重要意义。


(一)算力网络是突破算力瓶颈的创新途径


和互联网不同,算力的底层构成并不是单纯的代码,而是硬件和软件的结合,这决定了其发展并非像互联网一样可以做到边际成本几乎为零。


当摩尔定律趋近于极限,算力硬件受到物理层面制约,加上国际科技合作的倒退以及全球疫情造成的芯片短缺等因素影响,靠投资来堆积单点算力形成规模优势的传统数字基建发展模式将面临巨大挑战。



这种背景下,通过网络集群优势和技术创新,突破单点算力的性能极限,同时结合软硬件协同优化和商业模式创新来充分调动社会化算力力量,实现社会总体算力水平跃升,成为了数字经济可持续发展的重要路径。


(二)算力网络是人工智能规模化落地的关键拼图


人工智能是新基建的七大方向之一,也是数字经济时代下最具有想象空间的新兴技术。智能商业社会的跨越发展亟待人工智能技术的大规模应用,但人工智能大规模落地应用的背后,需要有通信网络、数据存储、计算能力三大基础设施的支撑,才能让厂商和开发者打造丰富的产品应用。

当前,作为通信端和存储端的两大新基建拼图,5G网络和数据中心的建设已经先行上路,接下来对算力的需求将会达到空前的高度。因此,加快打造算力网络这一社会级服务,补齐“算力能力”这块拼图,十分必要,也恰逢其时。


(三)算力网络是产业互联时代的压舱石


随着产业互联时代的到来,产业互联网、工业互联网、物联网、智慧城市、区块链、无人驾驶,甚至时下兴起的元宇宙等领域都将快速发展,未来十年内将构建出万亿级市场规模。


据预测,2018年到2030年,VR游戏的算力需求将增长约300倍,无人驾驶的算力需求将增长390倍,数字货币的算力需求将增长约2000倍。如果加上产业资本提前进入所带来的大量超前研发,上述领域对算力的需求将极其巨大。


如何给人工智能提供足够的算力支撑,以确保源源不断的创造价值,是产业互联时代面临的现实问题。算力网络的出现,未来将成为产业互联的压舱石,为其蓬勃发展起到关键支撑作用。


算力网络的挑战——探渊索珠


(一)规划和建设层面挑战:没有作业可抄


同其他前沿科技面临的困境一样,我国算力网络的发展没有“参照系”,更不可能Copy from American,必须自主探索出一条适合我国算力网络发展的路径。


比如应当如何规划不同省份、地区之间的算力建设,如何盘点当前各地方社会化算力的分布情况,并与自身体系的算力进行协同规划,均需要非常精细化的设计。战略层面的推演、执行层面的推进和试错需要同步进行,可能会走很多弯路,但这是必须付出的代价。


(二)模式和生态层面挑战:复杂的责权利


如前所述,我国算力网络发展的目标,是推动算力成为与水电一样“一点接入、即取即用”的社会级服务。


“社会级”这个定语的含义是非常广泛的,体现了网络的级别是for everyone的、泛在的,同时也不能忽视其中包含的“服务”本质。服务代表着价值交付的最后一公里。


通信时代运营商建立的一个个营业厅的模式,在产业互联时代显然是走不通的。因为To B的服务意味着需要针对不同行业、不同客户提供个性化的差异服务,这显然不是自建网络渠道能够达成的,所以生态合作伙伴的引入就变得无比重要。


然而,共建生态需要达成利益和发展的共识,比如不同来源算力应当如何定价、各个伙伴之间的权责利应当如何分配、如何管控成本和服务品质之间的关系等,既要实现系统最优,又要尽可能保障自身的经济利益,这对参与者的战略眼光和魄力是巨大考验。


(三)技术和标准层面挑战:技术准备不足


既然算力是“社会化”的,就需要格外注重对存量算力的综合利用,调动闲置资源,发挥长尾效能。


从技术角度看,算力的协同和调动面临非常大的挑战,比较典型的就是异构计算问题,以GPU、CPU、NPU、FPGA等为代表的不同类型算力芯片对于调用方式、使用场景、计算效能的要求和实际表现都存在巨大差异,算力网络将它们整合起来,不是简单的加法问题,而是一个复杂的方程式。


即使在AI和云服务这样的行业,对于异构算力的管理和调度都非常复杂,需要大量的IT专家投身于此。更何况异构计算仅仅是其中一个待解难题,其它如算力网络与云原生、存算一体、边缘计算等技术领域的结合目前尚缺乏应用实践。


另外关于标准化问题,算力网络的整合对于不同的编程语言、计算框架是否能够很好兼容,亦或是独立打造一套全新的软硬件标准,吸引生态厂商主动进行适配性研发,这些都是悬而未解的问题,也都是算力网络未来发展的潜在制约。


(四)政府视角的挑战:国家顶层战略与区域落地的鸿沟


算力网络作为新基建诸多领域的底层支撑,已经被国家提到了全局性的高度。2021年5月24日,四部委联合发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,进一步明确“东数西算”战略和算力网络布局,并正式启动算力网络国家枢纽节点建设工作。


同时,各地方政府联合行业头部企业,也在加快推动算力网络的落地工作。2020年底,国家信息中心、甘肃省发改委、上海市闵行区政府、深圳市发改委,以及华为、腾讯等知名企业,相关高等院校和科研院所共同发起成立了国家“东数西算”产业联盟,启动了算力行业的“南水北调”工程。目前“东数西算”在贵州、宁夏、甘肃等西部地区推进,各方正在努力构建具有中国特色的算力新格局。



然而,算力网络的规划、建设有非常高的认知门槛,对于国家战略在各地方的落地实施存在很多不确定因素。


软硬件厂商在进入地方市场及与当地政府交互过程中,会带来他们对技术和趋势的前瞻理解,但由于厂商的非客观立场和逐利性,其顶层设计、产品体系和落地方案都夹杂着难以分辨内在价值的“私货”,这些容易对政府决策形成误导。


算力网络的建议和展望:价值落地需要有更大智慧


算力网络概念的提出,是在“对的时间”推出了“对的事情”。但“天时地利人和”不等同于成功,当前算力网络在诸多方面都存在掣肘,未来发展必然要经历许多波折。



要实现算力网络与数字经济发展的良性共振,需要各方参与者共同探索出一条成功路径。本文以地方政府促进经济发展的角度,提出以下几点建议:


(一)以规划为引领,全面统筹


算力网络是政策、商业、技术、产品、服务全链条同频共振下新基建领域的更新换代,地方政府需要全盘统筹,适度超前规划布局,聘请高水平咨询机构进行相关专项研究,制定整体规划和系统推进方案,以支撑未来数字经济高质量发展。


(二)以需求为导向,协同发展


算力网络的建设布局一方面要与电网、城市基建形成有效协同,以满足大型甚至超大型数据中心集约高效发展的需求;同时,也要高度重视产业链的分工和上下游协同发展,构建完善的算力网络产业生态。


(三)以技术为支撑,创新驱动


IT技术迭代远快于其他领域,算力网络也不例外。地方政府需要细化政策颗粒度,研究制定针对性政策、措施鼓励企业和科研单位在服务器芯片、算力系统、融合架构、高速互联、绿色节能等领域技术创新,不断开发和升级场景化算力方案,推动数据中心、智算中心的更新迭代,为活跃的数字经济打造先进的算力底座。


(四)以企业为主体,金融赋能


下一个10年将是产业互联网公司爆发的时代。与消费互联网赢家通吃局面不同的是,产业互联领域参与者的成功要素并不是一家独大,而是千千万万的数字化科技公司在推动着产业互联的进程。


政府要创新引导基金模式,运用好金融手段,抢占先机,引入与赋能数字化科技公司,加强地方新基建领域建设,驱动中国经济全面向数字经济时代进化。


综上,算力网络对中国未来十年的科技发展和数字经济建设将起到重要支撑作用。但同时也需要看到,我国算力网络的创新已进入无人区,在缺乏参照系的情况下,必须基于我国庞大的算力需求,积极开展自主创新,打造适合中国的数字新基建体系,赋能数字经济时代。


华略智库作为扎根于中国新经济领域的专业智库机构,未来将持续致力于相关前沿科技和产业经济的融合研究,利用长期立足于政府决策咨询的专业能力和资源网络,同各地方政府和各合作伙伴在数字化基建领域一起进行前沿探索和实践,共同推动中国数字经济的发展和繁荣。

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