數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，正在成為重組全球要素資源、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、改變?nèi)蚋?jìng)爭(zhēng)格局的關(guān)鍵力量。10月18日，中共中央政治局就推動(dòng)我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展進(jìn)行第三十四次集體學(xué)習(xí)，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，要加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)戰(zhàn)略布局，加快建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，打通經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的信息“大動(dòng)脈”。
算力是信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，正成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)向縱深發(fā)展的新動(dòng)能，得到世界諸多國(guó)家的高度重視。我國(guó)算力發(fā)展情況如何？目前存在哪些瓶頸，該怎樣破局？未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何？作為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中堅(jiān)力量，電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)如何在算網(wǎng)融合時(shí)代找準(zhǔn)定位、加快轉(zhuǎn)型，助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)做強(qiáng)做優(yōu)做大？記者近日獨(dú)家專訪了我國(guó)著名信息通信網(wǎng)絡(luò)專家、中國(guó)工程院院士鄔賀銓，請(qǐng)他就以上問(wèn)題進(jìn)行權(quán)威解讀。
算力是信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分
信息化深入滲透生產(chǎn)生活的方方面面，數(shù)據(jù)量持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)羅蘭貝格預(yù)測(cè)，從2018年到2030年，自動(dòng)駕駛對(duì)算力的需求將增加390倍，智慧工廠需求將增長(zhǎng)110倍，主要國(guó)家人均算力需求將從今天不足500 GFLOPS，到2035年增加到10000 GFLOPS。據(jù)IDC報(bào)告，全球數(shù)據(jù)總量2020年約為53 ZB，2025年預(yù)計(jì)達(dá)到175 ZB。
“數(shù)據(jù)已上升為國(guó)家的戰(zhàn)略資源，數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素的作用越來(lái)越得到認(rèn)可，這一作用是通過(guò)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘體現(xiàn)的。”鄔賀銓表示，數(shù)據(jù)、算力與算法是數(shù)據(jù)挖掘的三大支柱，其中算力指的是計(jì)算能力或數(shù)據(jù)處理能力，代表了計(jì)算速度、計(jì)算方法、通信能力、存儲(chǔ)能力、云計(jì)算服務(wù)能力等，它是承載數(shù)據(jù)和算法運(yùn)行的平臺(tái)。除了集中的大型算力中心外，通信與計(jì)算深度融合使得通信終端、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、工業(yè)模組、移動(dòng)通信基站和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等網(wǎng)元也都不同程度嵌入計(jì)算能力，可以說(shuō)算力無(wú)處不在。
鄔賀銓強(qiáng)調(diào)，算力是信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，算力服務(wù)成為新時(shí)期業(yè)務(wù)應(yīng)用的新增點(diǎn)，算力成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)持續(xù)縱深發(fā)展的新動(dòng)能，賦能各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。“積累數(shù)據(jù)資源、提升算力水平、做大做強(qiáng)算力產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為全球主要國(guó)家的戰(zhàn)略選擇。”
數(shù)據(jù)中心發(fā)展面臨五項(xiàng)挑戰(zhàn)
根據(jù)IDC報(bào)告，截至2020年年底，全球20家主要云和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司運(yùn)營(yíng)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心總數(shù)已增至597個(gè)，是2015年的兩倍。全球數(shù)據(jù)中心高速發(fā)展的形勢(shì)下，我國(guó)數(shù)據(jù)中心面臨哪些問(wèn)題與關(guān)卡？鄔賀銓認(rèn)為，主要有五大挑戰(zhàn)。
一是我國(guó)當(dāng)前數(shù)據(jù)中心總體上仍處于小而散的粗放建設(shè)階段，大型數(shù)據(jù)中心占比低。截至2020年年底，全球20家主要云和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司運(yùn)營(yíng)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì)中，美國(guó)占比40%高居榜首，中國(guó)以10%排名第二，日本、德國(guó)、英國(guó)和澳大利亞共計(jì)占19%。IDC報(bào)告顯示，2020年中國(guó)數(shù)據(jù)量占全球的18%。與此相比，我國(guó)大型數(shù)據(jù)中心全球占比10%是偏低的。另一組數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為7.4萬(wàn)個(gè)，約占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%，但其中超大型、大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量占比僅為12.7%。一些大型企業(yè)尤其是大型國(guó)有企業(yè)通常傾向于自己持有數(shù)據(jù)中心，而非利用電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心或其他第三方服務(wù)，這也是大型數(shù)據(jù)中心發(fā)展較慢的原因之一。
二是大量的數(shù)據(jù)中心定位不明確。數(shù)據(jù)中心在建成一年后的上電率仍未超過(guò)40%，跨運(yùn)營(yíng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心交互服務(wù)欠缺，沒(méi)有形成完整的生態(tài)，機(jī)架租用率低迷，向全社會(huì)的外溢作用不明顯。許多數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)運(yùn)維人才短缺、運(yùn)維能力跟不上數(shù)據(jù)中心建設(shè)速度的情況。
三是“東數(shù)西算”面臨算力協(xié)調(diào)挑戰(zhàn)。由于區(qū)域間科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差異，我國(guó)東部地區(qū)比西部地區(qū)將產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，時(shí)效性高的“熱數(shù)據(jù)”處理需求的增多使我國(guó)數(shù)據(jù)中心主要集中在北京、上海、廣州及周邊地區(qū)。但算力與能耗是正相關(guān)的。我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是西電東送，大容量算力裝置尤其是“冷數(shù)據(jù)”適合于設(shè)置在能源供應(yīng)特別是綠色能源豐富的西部地區(qū)，“東數(shù)西算”是我國(guó)資源稟賦與區(qū)位優(yōu)勢(shì)所決定的。從東部的多個(gè)數(shù)據(jù)源到西部多個(gè)計(jì)算中心間需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的算力協(xié)調(diào)調(diào)度，支撐數(shù)據(jù)要素的高效流通，基于算網(wǎng)協(xié)同的算力網(wǎng)絡(luò)是盤活算力資源的關(guān)鍵。考慮到2021年全球數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量占比將達(dá)到71%，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和個(gè)人用戶分別為14%和15%。數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量的均衡和優(yōu)化調(diào)度也將是提高數(shù)據(jù)中心效率的著力方向。
四是數(shù)據(jù)中心核心技術(shù)還不能自主可控。Hadoop、TensorFlow與Spark等大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底層技術(shù)架構(gòu)仍由美國(guó)科技巨頭掌控，我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全技術(shù)方面依然面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
五是數(shù)據(jù)中心面臨綠色低碳發(fā)展挑戰(zhàn)。中國(guó)電子學(xué)會(huì)等編寫的《中國(guó)數(shù)據(jù)中心可再生能源應(yīng)用發(fā)展報(bào)告2020)》顯示，截至2019年，全國(guó)各類數(shù)據(jù)中心用電量占全社會(huì)用電量的0.8%~1%。預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到1.5%~2%。數(shù)據(jù)中心機(jī)柜中設(shè)備的安裝密度不斷增加，給機(jī)柜的熱量管理、電源分配、線纜管理、安裝遷移等方面帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)中心發(fā)展需關(guān)注四大趨勢(shì)
我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策，加快數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2021年5月，《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》出臺(tái)，明確部署“東數(shù)西算”工程。7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，明確用3年時(shí)間形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。隨著國(guó)家加大戰(zhàn)略布局力度，數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展路徑與方向如何？鄔賀銓給出了判斷。
一是在區(qū)域上，向西部發(fā)展。雖然東部一線城市IDC需求持續(xù)旺盛，但土地資源、電力資源更為緊缺，北京、上海已出臺(tái)政策明確限制新建IDC機(jī)房。截至2018年年底，北京、上海、廣東三個(gè)數(shù)據(jù)中心聚集區(qū)在用機(jī)架數(shù)的全國(guó)占比降低到31%，中西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心在用機(jī)架數(shù)的全國(guó)占比上升到近39%。數(shù)據(jù)中心在向西部發(fā)展的同時(shí)，還是要強(qiáng)調(diào)在國(guó)家、區(qū)域、省市等多個(gè)層面按照統(tǒng)一戰(zhàn)略、統(tǒng)一方向、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等方式統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心的共建共享，避免不切實(shí)際盲目發(fā)展。另外，西部地區(qū)需要盡快培養(yǎng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人才、改善網(wǎng)絡(luò)性能、降低連接成本、提升行業(yè)服務(wù)水平。
二是在存儲(chǔ)上，向云數(shù)據(jù)中心發(fā)展。隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)將超過(guò)消費(fèi)者數(shù)據(jù)。根據(jù)IDC報(bào)告，中國(guó)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的比例將從2015年的49%提升至2025年的69%。企業(yè)需要對(duì)高速增長(zhǎng)的海量大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將從本地設(shè)備遷移至云服務(wù)器。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心流量從2016年到2021年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)1.1倍，而云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)流量將增長(zhǎng)2.2倍，達(dá)到18.9ZB/年，預(yù)計(jì)2021年云數(shù)據(jù)中心流量將占數(shù)據(jù)中心總流量的90%以上。根據(jù)中國(guó)信通院《云計(jì)算發(fā)展白皮書（2019）》，從 2018 年到2022 年中國(guó)公有云市場(chǎng)年度復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 41.1%。
三是在技術(shù)上，推動(dòng)基于IPv6的分段選路（SRv6）技術(shù)在云網(wǎng)融合中應(yīng)用。以SRv6作為云網(wǎng)邊端統(tǒng)一承載平臺(tái)協(xié)議，同時(shí)應(yīng)用軟件定義廣域網(wǎng)（SD-WAN）和包括靈活以太網(wǎng)（FlexE）在內(nèi)的切片分組網(wǎng)（SPN）技術(shù)，簡(jiǎn)化資源配置，提供業(yè)務(wù)應(yīng)用的切片隔離和智能適配，優(yōu)化云網(wǎng)及多云資源協(xié)同，支撐算力高效運(yùn)用。
四是在運(yùn)營(yíng)上，創(chuàng)新數(shù)據(jù)中心服務(wù)模式。數(shù)據(jù)中心屬于重資產(chǎn)，大型數(shù)據(jù)中心效率高但初期投資大，回報(bào)周期較長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心要從現(xiàn)在的主機(jī)托管(機(jī)位、機(jī)架、機(jī)柜、機(jī)房出租)和管理服務(wù)(系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)備份、故障排除服務(wù)等)向提供安全防護(hù)(防火墻防護(hù)、入侵檢測(cè)等)和增值服務(wù)(負(fù)載均衡、智能DNS、流量監(jiān)控、應(yīng)用托管、按需定制) 等高附加值領(lǐng)域發(fā)展。增值服務(wù)在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)中的占比已從2010年的29%增加到2018年的53%，高端增值服務(wù)將成為數(shù)據(jù)中心服務(wù)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)在算力時(shí)代的定位
電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)擁有大量機(jī)房、骨干網(wǎng)絡(luò)寬帶和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬等，具備開展數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的資源優(yōu)勢(shì)，其市場(chǎng)規(guī)模約占我國(guó)整個(gè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)市場(chǎng)的三分之二。鄔賀銓指出，電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心在市場(chǎng)響應(yīng)速度、滿足客戶定制化需求方面還需要繼續(xù)提升。
“隨著技術(shù)、業(yè)務(wù)與市場(chǎng)的發(fā)展，電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)應(yīng)該思考在算力時(shí)代的定位了。”鄔賀銓認(rèn)為，一方面，5G的商用加速移動(dòng)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)傳統(tǒng)的流量經(jīng)營(yíng)將因流量的提升被進(jìn)一步管道化，增量不增收；另一方面，5G推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向以SDN/NFV為代表的云化發(fā)展，運(yùn)營(yíng)企業(yè)自身需要云能力，同時(shí)可以將云能力作為服務(wù)輸出，這正適應(yīng)企業(yè)與社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要。根據(jù)Gartner和中國(guó)信通院報(bào)告，2018~2020年全球IDC市場(chǎng)增速約10%，而中國(guó)IDC市場(chǎng)增速有望達(dá)到30%水平。技術(shù)與市場(chǎng)結(jié)合推動(dòng)算力成為電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)主業(yè)之一的通用化服務(wù)。
鄔賀銓認(rèn)為，與第三方數(shù)據(jù)中心公司相比，算力網(wǎng)絡(luò)能彰顯電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)在算力時(shí)代的優(yōu)勢(shì)。算力網(wǎng)絡(luò)是連接與計(jì)算深度融合的產(chǎn)物，運(yùn)營(yíng)企業(yè)利用所擁有的網(wǎng)絡(luò)資源和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，將網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算能力有機(jī)融合，根據(jù)應(yīng)用類型既可提供低時(shí)延專線產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)切片，也可提供時(shí)延不敏感的大帶寬通道，也可基于應(yīng)用信息與云的位置選擇對(duì)應(yīng)的WAN和滿足上云需求的路徑，或基于應(yīng)用信息中的信息安全標(biāo)識(shí)，將數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)至本地云或公有云，保證內(nèi)部數(shù)據(jù)不出企業(yè)，還可按需提供增值服務(wù)和安全服務(wù)，實(shí)現(xiàn)用戶的就近接入和服務(wù)的負(fù)載均衡，提高業(yè)務(wù)用戶體驗(yàn)。
“算力網(wǎng)絡(luò)成為2030網(wǎng)絡(luò)最關(guān)鍵的特征之一，在最近IMT-2030推進(jìn)組發(fā)布的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)白皮書中，已經(jīng)把算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為6G的核心技術(shù)之一，包括算力服務(wù)功能、算力路由功能、算網(wǎng)編排管理功能等。”鄔賀銓表示，“很高興看到，中國(guó)移動(dòng)在2021年合作伙伴大會(huì)上發(fā)布了《算力網(wǎng)絡(luò)白皮書》，提出構(gòu)建以算力為中心，網(wǎng)絡(luò)為根基，網(wǎng)云數(shù)智安邊端鏈等多要素融合的立體泛在算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合，再到算網(wǎng)共生。同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)等企業(yè)還牽頭提出在網(wǎng)計(jì)算、算力感知網(wǎng)絡(luò)等原創(chuàng)性的技術(shù)，為算網(wǎng)融合開發(fā)協(xié)議和路由體系。”
面向未來(lái)，鄔賀銓認(rèn)為，算網(wǎng)時(shí)代對(duì)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，從現(xiàn)網(wǎng)過(guò)渡到全新的算力網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)算力運(yùn)營(yíng)、建立算力生態(tài)、提供算力服務(wù)等不僅需要技術(shù)創(chuàng)新，還需要在管理體制機(jī)制上做更多的探索，這既是電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)轉(zhuǎn)型的必由之路，也是新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)版，將為全社會(huì)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展夯實(shí)底座，打通經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的信息“大動(dòng)脈”。
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