2022年中國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)全景洞察白皮書

2022年中國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)全景洞察白皮書算力網(wǎng)絡(luò)丨研究報(bào)告核心摘要：行業(yè)特征：算力網(wǎng)絡(luò)是以計(jì)算為核心，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，通過感知實(shí)現(xiàn)匹配與調(diào)度的服務(wù)，以“計(jì)算+感知+連接”為千行百業(yè)帶來高質(zhì)量、低成本、低時(shí)延的算力。整體上看，算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會(huì)經(jīng)歷泛在連接、融合感知和無感調(diào)用三個(gè)階段，目前尚處在發(fā)展初期，在未來的發(fā)展過程中，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一、算網(wǎng)融合技術(shù)有待突破、場(chǎng)景應(yīng)用有待優(yōu)化。評(píng)估體系：算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)周期較長(zhǎng)，其建設(shè)成熟度也因區(qū)域、行業(yè)、場(chǎng)景不同而有較大差異?；谘芯糠e累及訪談成果，報(bào)告總結(jié)了評(píng)估算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟度的三個(gè)方向：（1）基礎(chǔ)性能：評(píng)價(jià)算網(wǎng)資源充裕程度、算網(wǎng)調(diào)度能力和運(yùn)營(yíng)能力；（2）穩(wěn)定性：評(píng)價(jià)算網(wǎng)整體安全性及運(yùn)維保障能力；（3）發(fā)展?jié)摿Γ夯谒憔W(wǎng)投入產(chǎn)業(yè)實(shí)踐后的商業(yè)表現(xiàn)和市場(chǎng)覆蓋情況，評(píng)估算網(wǎng)是否出現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。建設(shè)方向：運(yùn)營(yíng)商建設(shè)基礎(chǔ)資源層時(shí)，需要進(jìn)行算力整合、算網(wǎng)融合，并實(shí)現(xiàn)算力的綠色供給，可以與合作伙伴就異構(gòu)算力資源和綠色數(shù)據(jù)中心解決方案展開合作；建設(shè)算網(wǎng)調(diào)度層時(shí)，需要建立算網(wǎng)資源與終端需求的感知與匹配，可以與合作伙伴就AI、大數(shù)據(jù)能力和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)展開合作；建設(shè)算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)層時(shí)，需要搭建算力交易平臺(tái)，保障算力交易參與者權(quán)益，可以與合作伙伴就區(qū)塊鏈技術(shù)、意圖引擎、撮合機(jī)制、上鏈服務(wù)能力等展開合作；建設(shè)算網(wǎng)安全層時(shí)，需要明確安全的權(quán)責(zé)劃分，同時(shí)關(guān)注數(shù)字安全，可以與合作伙伴就訪問控制、數(shù)據(jù)全周期防護(hù)、安全軟硬協(xié)同等維度展開合作；建設(shè)算網(wǎng)運(yùn)維層時(shí)，需要提升運(yùn)維可視化與智能化水平，可以與合作伙伴就智能運(yùn)維和全區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)展開合作。發(fā)展方向：隨著算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)，建設(shè)重心逐漸從基礎(chǔ)資源建設(shè)向場(chǎng)景化應(yīng)用傾斜。隨著AI能力及解決方案精細(xì)化，智能算力將成為未來重點(diǎn)發(fā)展方向。同時(shí)，算力網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用賦予終端了場(chǎng)景無限算力與確定性網(wǎng)絡(luò)，會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景創(chuàng)新與科研探索。數(shù)字化時(shí)代下的算力算力是數(shù)字化時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施和核心動(dòng)能，需求側(cè)科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、供給側(cè)算力技術(shù)迭代共同驅(qū)動(dòng)算力發(fā)展對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)人與物的匹配和連接是當(dāng)前數(shù)字化發(fā)展的主要特征，其中通過計(jì)算設(shè)備，按需求對(duì)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行處理的能力就是算力，也是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展的核心動(dòng)能。隨著數(shù)字化的推進(jìn)，算力逐漸蓬勃發(fā)展：（1）從需求端看，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化加速對(duì)算力的“量”要求不斷提升，專業(yè)科研和技術(shù)進(jìn)步對(duì)算力的“質(zhì)”提出了更高要求；（2）從供給端看，算力在自發(fā)性迭代，一方面算力基礎(chǔ)設(shè)施逐步向邊端滲透，另一方面異構(gòu)芯片的研發(fā)讓算力形態(tài)越發(fā)多元。算力網(wǎng)絡(luò)是算力發(fā)展的階段產(chǎn)物算力的發(fā)展難以滿足全行業(yè)計(jì)算需求，催生算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)隨著數(shù)字化進(jìn)程加速，算力也在自發(fā)性迭代，但仍無法完全滿足全行業(yè)計(jì)算需求，出現(xiàn)了以下四種矛盾：（1）海量數(shù)據(jù)計(jì)算需求增加，而算力呈現(xiàn)東多西少、互聯(lián)網(wǎng)多傳統(tǒng)行業(yè)少等特點(diǎn)，在區(qū)域及行業(yè)分布不均，供求失衡；（2）算力自身架構(gòu)不斷迭代，GPU、DPU、FPGA等異構(gòu)芯片的出現(xiàn)增加了算力度量和統(tǒng)籌管理的難度；（3）算力逐漸滲透各行業(yè)和場(chǎng)景，但對(duì)偶發(fā)性算力需求激增的場(chǎng)景仍缺乏彈性應(yīng)對(duì)措施；（4）IDC廠商、運(yùn)營(yíng)商、云廠商等對(duì)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)讓算力布局更加復(fù)雜，各行業(yè)全級(jí)別計(jì)算需求對(duì)算力各節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性與安全性提出更高要求。為解決以上難點(diǎn)，需要通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)分散、異構(gòu)的算力進(jìn)行感知、連接和統(tǒng)籌調(diào)度，以匹配終端計(jì)算需求，因此，算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵及架構(gòu)以計(jì)算為核心，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，通過感知實(shí)現(xiàn)匹配與調(diào)度算力網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化時(shí)代的資源網(wǎng)，是以計(jì)算為核心，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，通過感知實(shí)現(xiàn)匹配與調(diào)度的服務(wù)。算力網(wǎng)絡(luò)有三大組成要素：（1）計(jì)算：算力網(wǎng)絡(luò)的核心資源；（2）感知：對(duì)具體場(chǎng)景算力需求的感知及算力資源的感知；（3）連接：將分散、異構(gòu)、多層級(jí)、閑置的算力集合起來。以上三大要素賦予算力網(wǎng)絡(luò)功能屬性和服務(wù)屬性，讓其能高效盤活全社會(huì)算力資源，并賦能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。從算力網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)架構(gòu)上看，從下到上可分為基礎(chǔ)資源層、算網(wǎng)調(diào)度層和算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)層，同時(shí)算網(wǎng)運(yùn)維和算網(wǎng)安全貫穿全程，形成“三橫兩縱”的支撐形態(tài)。最終，算力網(wǎng)絡(luò)會(huì)以產(chǎn)品或能力的形式，賦能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。算力網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供高質(zhì)量、低時(shí)延、低成本的算力政策推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展加快建設(shè)新型數(shù)據(jù)中心與東數(shù)西算，驅(qū)動(dòng)算網(wǎng)能力協(xié)同進(jìn)步算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段及建設(shè)現(xiàn)狀處于泛在連接階段，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與資源共建，向無感調(diào)用發(fā)展算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展過程可以分為三個(gè)階段：（1）泛在連接：強(qiáng)化算網(wǎng)連接屬性，形成具有包容性、互聯(lián)互通的算力和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源池；（2）融合感知：基于對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景和資源池的感知體系，形成算與網(wǎng)融合調(diào)度的新型運(yùn)營(yíng)模式；（3）無感調(diào)用：算力網(wǎng)絡(luò)突破固有的物理空間限制，在端與端間建立確定性算力連接，讓用戶無感、無限使用算力。目前算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)正處于“泛在連接”階段，由運(yùn)營(yíng)商牽頭各研究院和相關(guān)組織共同立項(xiàng)開展研究，同時(shí)推進(jìn)大型數(shù)據(jù)中心和異構(gòu)算力層面的算網(wǎng)資源補(bǔ)齊。放眼未來，算力網(wǎng)絡(luò)的成熟應(yīng)用還任重道遠(yuǎn)。算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成熟度評(píng)價(jià)體系根據(jù)不同建設(shè)階段，對(duì)基礎(chǔ)性能、穩(wěn)定性和發(fā)展?jié)摿M(jìn)行評(píng)估算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要難點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)待統(tǒng)一，算網(wǎng)融合技術(shù)待突破，場(chǎng)景應(yīng)用待優(yōu)化算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈及產(chǎn)業(yè)圖譜運(yùn)營(yíng)商深度協(xié)同算網(wǎng)資源提供方，為需求方提供算力支撐算力網(wǎng)絡(luò)共建方向運(yùn)營(yíng)商提供基礎(chǔ)資源為主，合作伙伴補(bǔ)齊軟件技術(shù)和提供場(chǎng)景解決方案支撐，共建“算網(wǎng)生態(tài)聯(lián)體”算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要產(chǎn)業(yè)鏈各方參與者鼎力合作，在各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)和各層級(jí)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，通過技術(shù)與場(chǎng)景的滲透融合，共同推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)落地。整體上看，算力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中運(yùn)營(yíng)商以提供頂層設(shè)計(jì)指導(dǎo)和基礎(chǔ)資源為主，在資源納管、調(diào)度、安全、運(yùn)維等軟件層面，算力交易商業(yè)模式和具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用等領(lǐng)域均需要與各方參與者展開深度合作?；A(chǔ)資源層：建設(shè)關(guān)注點(diǎn)圍繞異構(gòu)算力整合算網(wǎng)資源，用智能數(shù)據(jù)中心構(gòu)建算網(wǎng)基座算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源層主要圍繞算力資源與網(wǎng)絡(luò)資源的整合以及為進(jìn)一步提升算網(wǎng)資源利用率構(gòu)建綠色、可持續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心展開建設(shè)。在算力層面，針對(duì)基礎(chǔ)算力（CPU為主）主要采用硬件加速的措施；針對(duì)異構(gòu)算力（GPU為主）和高性能計(jì)算可以更多的利用云原生技術(shù)以實(shí)現(xiàn)算力資源效用最大化。在網(wǎng)絡(luò)層面，更強(qiáng)調(diào)軟硬協(xié)同，在不斷完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，利用軟件技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的管理和調(diào)度。最后，數(shù)據(jù)中心作為算網(wǎng)底層資源的載體，需要通過智能化來支持算網(wǎng)資源能力的發(fā)揮。也需要滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。在算力網(wǎng)絡(luò)體系中，數(shù)據(jù)中心規(guī)模逐步擴(kuò)大、分布日漸廣泛、需要更便利、敏捷的模塊化數(shù)據(jù)中心根據(jù)區(qū)域業(yè)務(wù)特征的差異，構(gòu)建完善的算力網(wǎng)絡(luò)體系?；A(chǔ)資源層：共建模式探討異構(gòu)算力容器化助力算網(wǎng)資源敏捷化，升級(jí)算網(wǎng)資源服務(wù)能力依托模塊化能力構(gòu)建從中心到邊緣的綠色數(shù)據(jù)中心，以滿足國(guó)家PUE能耗要求，并結(jié)合智能運(yùn)維工具提供全鏈路保障算網(wǎng)調(diào)度層：建設(shè)關(guān)注點(diǎn)提升智能感知技術(shù)，保障算網(wǎng)資源精確匹配終端需求算網(wǎng)調(diào)度層作為算力網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)中樞連接著算網(wǎng)資源和應(yīng)用，向下對(duì)接底層算力資源并進(jìn)行注冊(cè)和標(biāo)識(shí)，向上解析終端業(yè)務(wù)場(chǎng)景的算力需求并智能分解至各個(gè)使能平臺(tái)。算網(wǎng)調(diào)度層以算力感知、算力編排和算力路由為核心，現(xiàn)已處于探索和初步實(shí)施階段。其中：（1）算力感知需要對(duì)底層異構(gòu)資源進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和納管，是算網(wǎng)調(diào)度的基礎(chǔ)，也是連接資源供需方的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前仍缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系支撐；（2）算力編排需要統(tǒng)籌數(shù)據(jù)、技術(shù)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行邏輯編排和架構(gòu)建設(shè)；（3）算力路由正推進(jìn)通告管理路徑的建設(shè)和探索，同時(shí)基于底層算力虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)更靈活的調(diào)度。算網(wǎng)調(diào)度層：共建模式及解決方案AI+大數(shù)據(jù)+行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建與場(chǎng)景應(yīng)用相呼應(yīng)的算網(wǎng)編排體系算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)層：建設(shè)關(guān)注點(diǎn)建設(shè)商業(yè)模式完善且安全可信的交易市場(chǎng)，保障參與者權(quán)益算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)是以成熟的算網(wǎng)編排調(diào)度技術(shù)為前提，形成的連接算力供給方、算力需求方和合作伙伴的可信算力交易服務(wù)體系。算力交易平臺(tái)向上對(duì)接算力需求方，通過意圖網(wǎng)絡(luò)解析終端用戶算力需求，并基于多量綱和算力封裝為用戶提供無感切換的算網(wǎng)使用體驗(yàn)；向下對(duì)接算力供應(yīng)方與算力調(diào)度中樞，通過算力并網(wǎng)和算力路由將算力需求與供給連接起來。目前算力網(wǎng)絡(luò)交易平臺(tái)處在探索和試點(diǎn)階段，相比體系化運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的搭建，算力交易的商業(yè)模式和計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一更為重要。算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)層：共建模式及解決方案以區(qū)塊鏈技術(shù)完善算網(wǎng)交易溯源體系，助力算網(wǎng)交易透明規(guī)范算網(wǎng)安全層：建設(shè)關(guān)注點(diǎn)明晰權(quán)責(zé)，軟硬結(jié)合，建設(shè)以數(shù)據(jù)安全為中心的算網(wǎng)安全體系算力網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步模糊傳統(tǒng)安全邊界，需要利用云能力以更好地實(shí)現(xiàn)資源共享和明確資源權(quán)限，確保算力網(wǎng)絡(luò)中的供需雙方可以合理合法地利用算網(wǎng)資源。算力網(wǎng)絡(luò)加速了數(shù)據(jù)的流通，提升數(shù)據(jù)溯源難度，更多樣的企業(yè)業(yè)務(wù)和分散的數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)全生命周期各環(huán)節(jié)管理均提出更高要求。此外，還需要從底層硬件著手，提升自研能力與軟硬件安全適配性。此外，將安全與算網(wǎng)融合，突破傳統(tǒng)的安全硬件集成，將安全服務(wù)化，并通過訂閱形式對(duì)運(yùn)維等安全產(chǎn)品進(jìn)行收費(fèi)，將安全服務(wù)產(chǎn)品化。算網(wǎng)安全層：共建模式及解決方案利用云能力針對(duì)算網(wǎng)不同層級(jí)安全需求特征構(gòu)建專業(yè)解決方案算網(wǎng)運(yùn)維層：建設(shè)關(guān)注點(diǎn)算網(wǎng)運(yùn)維需要協(xié)同各主體及要素，提升可視化與智能化水平算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)運(yùn)維的廣度與深度均提出了新的要求。首先由于算力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)規(guī)模廣，內(nèi)容龐雜，因此其運(yùn)維需要智能化的運(yùn)維管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的集中管理，并將資產(chǎn)和資源更好地可視化，進(jìn)而兼顧管理的全面性和細(xì)粒度。此外，算力網(wǎng)絡(luò)各環(huán)節(jié)連接緊密，出現(xiàn)潛在問題需要采用靈活多樣的處理方式，及時(shí)高效地解決問題，以避免因某一要素變化對(duì)全局產(chǎn)生影響。算網(wǎng)運(yùn)維層：共建模式及解決方案基于海量連接實(shí)踐，構(gòu)建端到端算網(wǎng)運(yùn)維體系，保障運(yùn)維效果產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層：關(guān)注點(diǎn)及共建方案通過軟硬件終端傳遞算力網(wǎng)絡(luò)的能力與價(jià)值歸處亦同的算網(wǎng)生態(tài)建設(shè)合作重心隨建設(shè)進(jìn)度有所傾斜，整體朝著全員普惠方向發(fā)展在算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，運(yùn)營(yíng)商建設(shè)算網(wǎng)生態(tài)汲取行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)與管理模式是必要途徑。在國(guó)家戰(zhàn)略牽引下，運(yùn)營(yíng)商一方面要與產(chǎn)學(xué)研各界通力合作，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，另一方面與終端用戶服務(wù)商緊密合作，突破傳統(tǒng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景局限，并創(chuàng)新商業(yè)模式，共同推進(jìn)全行業(yè)的算網(wǎng)業(yè)態(tài)新變革。運(yùn)營(yíng)商的生態(tài)建設(shè)重心會(huì)隨著算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)發(fā)生一定傾斜，但整體上看，算力網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)屬性和戰(zhàn)略意義不會(huì)變，未來運(yùn)營(yíng)商會(huì)轉(zhuǎn)化競(jìng)合思路，更加求同存異，通過生態(tài)布局降低算網(wǎng)使用門檻，讓算網(wǎng)價(jià)值惠及千行百業(yè)。需求導(dǎo)向的算網(wǎng)行業(yè)解決方案結(jié)合業(yè)務(wù)算力與網(wǎng)絡(luò)需求特征，構(gòu)建行業(yè)場(chǎng)景解決方案根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的要求可將業(yè)務(wù)分成：熱業(yè)務(wù)、溫業(yè)務(wù)、溫冷業(yè)務(wù)、冷業(yè)務(wù)。為更好地服務(wù)相關(guān)業(yè)務(wù)體系，結(jié)合數(shù)據(jù)中心部署特征和業(yè)務(wù)場(chǎng)景平均算力需求，熱業(yè)務(wù)、溫業(yè)務(wù)、溫冷業(yè)務(wù)場(chǎng)景有望成為算力網(wǎng)絡(luò)行業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)。伴隨算力網(wǎng)絡(luò)的完善。熱業(yè)務(wù)在保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與低時(shí)延的同時(shí)，將進(jìn)一步優(yōu)化算力結(jié)構(gòu)，智能算力能力將進(jìn)一步被釋放，以支持更多偏向“C端”的業(yè)務(wù)場(chǎng)景落地，優(yōu)化使用體驗(yàn)，提升服務(wù)能力。溫業(yè)務(wù)對(duì)算力資源需求最高，算力網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的“運(yùn)力”水平，使其可以更好地服務(wù)復(fù)雜的大規(guī)模業(yè)務(wù)場(chǎng)景。溫冷業(yè)務(wù)伴隨算網(wǎng)建設(shè)的日漸完善，算網(wǎng)能力的整體提升將讓更多目前偏“后臺(tái)”的業(yè)務(wù)的服務(wù)效率，推動(dòng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)前中后業(yè)務(wù)場(chǎng)景的協(xié)同性。基于AI的算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同智能算力將成為算網(wǎng)重點(diǎn)，AI能力及解決方案逐步精細(xì)化相較于2016年，智能算力在中國(guó)整體算力結(jié)構(gòu)中只占據(jù)3%，在2021年，智能算力占比已超過50%，成為中國(guó)整體算力體系中的主要構(gòu)成。一方面，算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對(duì)智能化需求的提升將進(jìn)一步推動(dòng)智能算力的增長(zhǎng)；另一方面，終端場(chǎng)景的智能化要求也逐步提升。因此，算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，既需要進(jìn)一步提升智能算力（GPU為主）的資源利用率，同時(shí)，為了更好地實(shí)現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)社