鄔賀銓院士：算力支撐數字經濟向縱深發展
作者：鍾凌江、武聰
數字經濟發展速度之快、輻射範圍之廣、影響程度之深前所未有，正在成爲重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。10月18日，中共中央政治局就推動我國數字經濟健康發展進行第三十四次集體學習，習近平總書記強調，要加快新型基礎設施建設，加強戰略佈局，加快建設高速泛在、天地一體、雲網融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數字信息基礎設施，打通經濟社會發展的信息“大動脈”。
算力是信息基礎設施的重要組成部分，正成爲支撐數字經濟向縱深發展的新動能，得到世界諸多國家的高度重視。我國算力發展情況如何？目前存在哪些瓶頸，該怎樣破局？未來發展趨勢如何？作爲推動數字經濟發展的中堅力量，電信運營企業如何在算網融合時代找準定位、加快轉型，助力數字經濟做強做優做大？《人民郵電》報記者近日獨家專訪了我國著名信息通信網絡專家、中國工程院院士鄔賀銓，請他就以上問題進行權威解讀。
算力是信息基礎設施的重要組成部分
信息化深入滲透生產生活的方方面面，數據量持續增長。據羅蘭貝格預測，從2018年到2030年，自動駕駛對算力的需求將增加390倍，智慧工廠需求將增長110倍，主要國家人均算力需求將從今天不足500 GFLOPS，到2035年增加到10000 GFLOPS。據IDC報告，全球數據總量2020年約爲53 ZB，2025年預計達到175 ZB。
“數據已上升爲國家的戰略資源，數據作爲生產要素的作用越來越得到認可，這一作用是通過數據價值的挖掘體現的。”鄔賀銓表示，數據、算力與算法是數據挖掘的三大支柱，其中算力指的是計算能力或數據處理能力，代表了計算速度、計算方法、通信能力、存儲能力、雲計算服務能力等，它是承載數據和算法運行的平臺。除了集中的大型算力中心外，通信與計算深度融合使得通信終端、物聯網、邊緣計算、工業模組、移動通信基站和通信網絡設備等網元也都不同程度嵌入計算能力，可以說算力無處不在。
鄔賀銓強調，算力是信息基礎設施的重要組成部分，算力服務成爲新時期業務應用的新增點，算力成爲支撐數字經濟持續縱深發展的新動能，賦能各行各業的數字化轉型升級。“積累數據資源、提升算力水平、做大做強算力產業，已經成爲全球主要國家的戰略選擇。”
數據中心發展面臨五項挑戰
根據IDC報告，截至2020年年底，全球20家主要雲和互聯網服務公司運營的超大規模數據中心總數已增至597個，是2015年的兩倍。全球數據中心高速發展的形勢下，我國數據中心面臨哪些問題與關卡？鄔賀銓認爲，主要有五大挑戰。
一是我國當前數據中心總體上仍處於小而散的粗放建設階段，大型數據中心佔比低。截至2020年年底，全球20家主要雲和互聯網服務公司運營的超大規模數據中心統計中，美國佔比40%高居榜首，中國以10%排名第二，日本、德國、英國和澳大利亞共計佔19%。IDC報告顯示，2020年中國數據量佔全球的18%。與此相比，我國大型數據中心全球佔比10%是偏低的。另一組數據，2019年我國數據中心數量約爲7.4萬個，約佔全球數據中心總量的23%，但其中超大型、大型數據中心數量佔比僅爲12.7%。一些大型企業尤其是大型國有企業通常傾向於自己持有數據中心，而非利用電信運營企業的數據中心或其他第三方服務，這也是大型數據中心發展較慢的原因之一。
二是大量的數據中心定位不明確。數據中心在建成一年後的上電率仍未超過40%，跨運營企業的數據中心交互服務欠缺，沒有形成完整的生態，機架租用率低迷，向全社會的外溢作用不明顯。許多數據中心出現運維人才短缺、運維能力跟不上數據中心建設速度的情況。
三是“東數西算”面臨算力協調挑戰。由於區域間科技與經濟發展的差異，我國東部地區比西部地區將產生更多的數據，時效性高的“熱數據”處理需求的增多使我國數據中心主要集中在北京、上海、廣州及周邊地區。但算力與能耗是正相關的。我國的能源結構是西電東送，大容量算力裝置尤其是“冷數據”適合於設置在能源供應特別是綠色能源豐富的西部地區，“東數西算”是我國資源稟賦與區位優勢所決定的。從東部的多個數據源到西部多個計算中心間需要通過網絡來互聯，實現跨區域的算力協調調度，支撐數據要素的高效流通，基於算網協同的算力網絡是盤活算力資源的關鍵。考慮到2021年全球數據中心內部流量佔比將達到71%，數據中心互聯和個人用戶分別爲14%和15%。數據中心內部流量的均衡和優化調度也將是提高數據中心效率的着力方向。
四是數據中心核心技術還不能自主可控。Hadoop、TensorFlow與Spark等大數據產業發展的底層技術架構仍由美國科技巨頭掌控，我國在網絡安全和信息安全技術方面依然面臨嚴峻挑戰。
五是數據中心面臨綠色低碳發展挑戰。中國電子學會等編寫的《中國數據中心可再生能源應用發展報告(2020)》顯示，截至2019年，全國各類數據中心用電量佔全社會用電量的0.8%~1%。預計到2030年將達到1.5%~2%。數據中心機櫃中設備的安裝密度不斷增加，給機櫃的熱量管理、電源分配、線纜管理、安裝遷移等方面帶來巨大挑戰。
數據中心發展需關注四大趨勢
我國陸續出臺多項政策，加快數據中心等新型基礎設施建設。2021年5月，《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》出臺，明確部署“東數西算”工程。7月，工信部印發《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》，明確用3年時間形成佈局合理、技術先進、綠色低碳、算力規模與數字經濟增長相適應的新型數據中心發展格局。隨着國家加大戰略佈局力度，數據中心未來發展路徑與方向如何？鄔賀銓給出了判斷。
一是在區域上，向西部發展。雖然東部一線城市IDC需求持續旺盛，但土地資源、電力資源更爲緊缺，北京、上海已出臺政策明確限制新建IDC機房。截至2018年年底，北京、上海、廣東三個數據中心聚集區在用機架數的全國佔比降低到31%，中西部地區數據中心在用機架數的全國佔比上升到近39%。數據中心在向西部發展的同時，還是要強調在國家、區域、省市等多個層面按照統一戰略、統一方向、統一規劃、統一標準等方式統籌數據中心的共建共享，避免不切實際盲目發展。另外，西部地區需要儘快培養數據中心運維人才、改善網絡性能、降低連接成本、提升行業服務水平。
二是在存儲上，向雲數據中心發展。隨着企業數字化轉型，企業級數據將超過消費者數據。根據IDC報告，中國企業級數據佔總數據的比例將從2015年的49%提升至2025年的69%。企業需要對高速增長的海量大數據進行分析，數據存儲將從本地設備遷移至雲服務器。傳統數據中心流量從2016年到2021年預計增長1.1倍，而云數據中心業務流量將增長2.2倍，達到18.9ZB/年，預計2021年雲數據中心流量將佔數據中心總流量的90%以上。根據中國信通院《雲計算髮展白皮書（2019）》，從 2018 年到2022 年中國公有云市場年度複合增長率將達到 41.1%。
三是在技術上，推動基於IPv6的分段選路（SRv6）技術在雲網融合中應用。以SRv6作爲雲網邊端統一承載平臺協議，同時應用軟件定義廣域網（SD-WAN）和包括靈活以太網（FlexE）在內的切片分組網（SPN）技術，簡化資源配置，提供業務應用的切片隔離和智能適配，優化雲網及多雲資源協同，支撐算力高效運用。
四是在運營上，創新數據中心服務模式。數據中心屬於重資產，大型數據中心效率高但初期投資大，回報週期較長。數據中心要從現在的主機託管(機位、機架、機櫃、機房出租)和管理服務(系統配置、數據備份、故障排除服務等)向提供安全防護(防火牆防護、入侵檢測等)和增值服務(負載均衡、智能DNS、流量監控、應用託管、按需定製) 等高附加值領域發展。增值服務在數據中心業務中的佔比已從2010年的29%增加到2018年的53%，高端增值服務將成爲數據中心服務企業的核心競爭力。
電信運營企業在算力時代的定位
電信運營企業擁有大量機房、骨幹網絡寬帶和國際互聯網出口帶寬等，具備開展數據中心業務的資源優勢，其市場規模約佔我國整個數據中心服務市場的三分之二。鄔賀銓指出，電信運營企業的數據中心在市場響應速度、滿足客戶定製化需求方面還需要繼續提升。
“隨着技術、業務與市場的發展，電信運營企業應該思考在算力時代的定位了。”鄔賀銓認爲，一方面，5G的商用加速移動數據的增長，電信運營企業傳統的流量經營將因流量的提升被進一步管道化，增量不增收；另一方面，5G推動網絡向以SDN/NFV爲代表的雲化發展，運營企業自身需要雲能力，同時可以將雲能力作爲服務輸出，這正適應企業與社會數字化轉型的需要。根據Gartner和中國信通院報告，2018~2020年全球IDC市場增速約10%，而中國IDC市場增速有望達到30%水平。技術與市場結合推動算力成爲電信運營企業主業之一的通用化服務。
鄔賀銓認爲，與第三方數據中心公司相比，算力網絡能彰顯電信運營企業在算力時代的優勢。算力網絡是連接與計算深度融合的產物，運營企業利用所擁有的網絡資源和運營經驗，將網絡與雲計算能力有機融合，根據應用類型既可提供低時延專線產品和網絡切片，也可提供時延不敏感的大帶寬通道，也可基於應用信息與雲的位置選擇對應的WAN和滿足上雲需求的路徑，或基於應用信息中的信息安全標識，將數據流量轉發至本地雲或公有云，保證內部數據不出企業，還可按需提供增值服務和安全服務，實現用戶的就近接入和服務的負載均衡，提高業務用戶體驗。
“算力網絡成爲2030網絡最關鍵的特徵之一，在最近IMT-2030推進組發佈的網絡架構白皮書中，已經把算力網絡技術作爲6G的核心技術之一，包括算力服務功能、算力路由功能、算網編排管理功能等。”鄔賀銓表示，“很高興看到，中國移動在2021年合作伙伴大會上發佈了《算力網絡白皮書》，提出構建以算力爲中心，網絡爲根基，網雲數智安邊端鏈等多要素融合的立體泛在算網基礎設施，推動網絡從雲網融合、算網融合，再到算網共生。同時，中國移動等企業還牽頭提出在網計算、算力感知網絡等原創性的技術，爲算網融合開發協議和路由體系。”
面向未來，鄔賀銓認爲，算網時代對電信運營企業是機遇與挑戰並存，從現網過渡到全新的算力網絡，實現算力運營、建立算力生態、提供算力服務等不僅需要技術創新，還需要在管理體制機制上做更多的探索，這既是電信運營企業轉型的必由之路，也是新一代信息基礎設施的升級版，將爲全社會的數字化、網絡化和智能化發展夯實底座，打通經濟社會發展的信息“大動脈”。
來源：人民郵電報
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