算力:数字时代的重要生产力(开卷知新)
图①:工作人员在位于贵州贵安新区的中国移动贵州数据中心机房内巡检。
新华社记者 欧东衢摄
图②:IDC机房巡检工程师正在查看服务器运行情况。
张海岩摄
2021年中国信息通信研究院发表的《中国算力发展指数白皮书》显示,通过国家投入产出表模型计算,2020年以计算机为代表的算力产业规模达2万亿元,直接带动经济总产出1.7万亿元,间接带动经济总产出6.3万亿元,即在算力中每投入1元,平均将带动3—4元经济产出。相关机构预测,到2035年5G、互联网、人工智能将为全球经济带来40万亿美元增长,算力正是其背后重要的资源依托和基础设施。
据统计,截至今年6月底,我国数据中心机架总规模超过590万标准机架,服务器规模约2000万台,算力总规模超过150EFlops(每秒1.5万京次浮点运算次数),位居全球第二。在数字经济时代,算力如同农业时代的水利、工业时代的电力,既是国民经济发展的重要基础,也是科技竞争的新焦点。加快算力建设,将有效激发数据要素创新活力,加快数字产业化和产业数字化进程,催生新技术、新产业、新业态、新模式,支撑经济高质量发展。
算力与算力网络
通俗而言,算力泛指计算能力,即数据处理能力。算力大小代表数据处理能力的强弱。从远古的结绳计算到近代的机械式计算,再到现代的数字电子计算,特别是近几年的智能计算,算力正迎来高速发展的新阶段。今天,小至智能手机,大到超级计算机,算力存在于各种智能硬件设备当中,广泛应用于人们的日常生活。比如在互联网上购物,手指轻轻一按,背后则是繁简程度不一的数据运算;开车时导航系统播报的每一条信息,都是经过后台复杂的感知和模式识别计算出来的。
随着新一轮科技革命和产业变革兴起,5G、人工智能等新一代信息技术产业迅速崛起,各行业数字化转型升级速度加快,全社会数据总量爆发式增长,数据存储、计算和应用需求大幅提升,数据和算力需求呈现循环增强的状态。
当前,主流的云计算与网络深度融合是大势所趋。有人可能会问,现在的电子商务、社交网络等云计算服务已经很方便,为什么还要建立算力网络?因为万维网是以网页为核心,主要为消费互联网服务;而算力网络是以算法为核心,利用高效适配的多种算力对数据资源进行深度加工,主要为产业互联网服务。算力网络的目标不是服务于各行各业的信息上网,而是让每一个用户都能随时随地调用世界其他地方的计算、存储和通信资源。可以说,算力网络作为云网融合后的下一代信息基础设施,将成为信息社会和数字经济高速发展的“基石”之一。
让算力成为公共基础设施
人工智能领域专家早在1961年就设想过一个目标:“有一天,计算可能会被组织成公共事业,就像电话系统是公共事业一样。”让算力成为像电力一样的公共基础设施,这是计算机行业奋斗了半个多世纪的目标,“网络就是计算机”也成为算力网络的美好前景。
19世纪末,有的西方国家每个工厂、每条电车道都有自己的发电设备,有的城市电力有10种不同的频率、32种不同的电压、70种不同的电价。经过多年努力,才形成了同一频率、同一电压的电力公共基础设施。目前,人们所希望的算力网络像供水和供电一样“一点接入,即取即用”,还只是一种愿景。算力网络的实现比交通和能源网络复杂得多,我们至少需要关注3个问题。一是接口——用户如何和资源进行对接?二是服务设备——用户通过什么设备将资源转换成服务?三是产品的异质性——计算是一种复杂的服务,不同的编程语言和硬件如何兼容?现在,人们已经发明了用于远程接入的互联网、管理物理计算资源的操作系统、把资源分给多人同时使用的虚拟化技术。科研工作者正在研究包括任务交换技术、智能流抽象、资源赋名、控域、网程、标签化体系结构、内构安全、在网计算等计算技术,算力网络的关键技术正在逐步突破。