算力：数字时代的重要生产力（开卷知新）

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算力：数字时代的重要生产力（开卷知新）

数字技术将如何改变我们的生产和生活论文

打破算力孤岛：高品质算网如何建？

数字经济如何改变我们的生活

一、算力：数字时代的重要生产力（开卷知新）

来源：人民日报

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。

另外，我们还可以按照“一横一纵”思路，建立起“信息高铁”：“一横”是横向联通，最大化组织起所有愿意共享的大、小数据中心的各类异构算力资源，为用户提供统一封装、抽象易用的算力资源；“一纵”是纵向打通云、网、边、端全链路基础设施资源，通过全链路多级多维度测调、控域隔离等方式，确保海量物端应用的端到端服务质量。相信在未来，服务器、数据中心、超级计算中心能像发电站一样，按需、及时地为用户提供计算和存储能力，算力网络必将成为数字经济时代的公共基础设施。

优化算力资源空间布局

今年年初，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，部署的八方面重点任务中，首个便是优化升级数字基础设施，提出加快建设信息网络基础设施，推进云网协同和算网融合发展，有序推进基础设施智能升级。今年2月，国家发展改革委等部门联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。我国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。

“东数西算”是继“西气东输”“西电东送”“南水北调”后又一项国家重要战略工程。作为一项国家级算力资源跨域调配战略工程，“东数西算”工程对于优化我国算力资源空间布局，加快打造全国算力“一张网”，构筑我国数字经济发展新优势具有重要意义。深入推进“东数西算”工程，并不是简单的算力堆砌，而是要实现网络、算力调度、产业链、数据要素治理等各方面资源协同，强化东西部跨域统筹发展。

“东数西算”不仅有利于促进区域和产业的平衡充分发展，也有利于提升产业链整体抗风险能力。“东数西算”通过新型基础设施建设不仅可以为西部带来投资，助力当地产业结构调整和经济转型，还能通过算力基础设施建设撬动上层应用，带动全国数字经济协同发展。除了在大数据产业链上下游寻找拓展机会，“东数西算”工程还可以在数据的差异化上做文章。由于计算机网络的通信延时与不确定性，数据可以因时效性需求不同进行区分。对实时性要求不高的人工智能模型训练、集成电路设计、新药研制、新材料研发等需要巨大算力的项目，海量的冷数据等，适合放到西部；对实时性要求很高、需要立刻作出决策的运算，比如自动驾驶、工业实时控制等，更适合放在东部甚至是企业周边进行处理。

不过，受限于网络能力、技术能力、人才体系、市场环境和应用场景等方面的差距，西部地区在大数据发展方面面临一些困难。要积极探索建立数据跨域存储和管理新机制，建设高效灵活的资源调度体系、提升“东数西算”工程使用体验，同步研究数据运营增值服务和产业培育机制，出台相关扶持政策，降低网络通信费用，切实帮助中西部地区依托数据中心建设提升技术能力、人才储备和服务水平。另外，针对“东数西算”工程目前面临的带宽、时延、算网融合、算力调度等技术难题，要进一步加强顶层设计，形成统一的标准体系，打造超长距离、大带宽、智能光传输网络，以算网协同为基础，通过算力调度构建全国一体化算力网络，推动我国算力资源有效配置。

（作者为中国工程院院士）

推荐读物：

《算力时代：一场新的产业革命》：王晓云、段晓东、张昊等著；中信出版社出版。

《计算机科学导论》：徐志伟、孙晓明著；清华大学出版社出版。

制图：赵偲汝

一、数字技术将如何改变我们的生产和生活论文

“科技是第一生产力。”在改革开放的今天,我们与数字的联系愈来愈紧密,数字也正以不可阻挡之势,深深地改变我们的生活。
降低生产、经营等成本降低劳动力。在数字时代，算力就是生产力。比如客人自己扫码点餐，饭馆就能省下一个服务员的成本，这就是算力在发挥作用。

二、打破算力孤岛：高品质算网如何建？

4月27日，在华为第19届全球分析师大会期间，华为光传送领域总裁周军指出，数字时代，算为核心，网为根基，充分利用手中“连接+算力”等丰富的资源，将助推通信运营商成为数字时代当仁不让的使能者。

从部落原始 社会 的结绳手算和人力捕猎，再到工业时代的蒸汽机电力，回顾 历史 ，人类的进步和 社会 的发展都和计算工具的速度以及运力的强度息息相关。

近年来，我国数字经济蓬勃发展，数据要素对经济 社会 的拉动作用日益明显，医疗、教育、制造、服务等行业数字化转型不断加速，预计2025年将会有85%以上的企业应用会被部署到云上。与此同时，随着“东数西算”工程正式全面启动，算力以及算力网络建设也已成为 社会 各界热议的话题。

在这个过程中，云和网共同组成了新型数字基础设施，承载在数字基础设施之上的是海量的数据，而海量的数据只有承载在强大的算力之上，才有加工、挖掘和处理的可能，因此，上云、用数、赋智三者能力的组合相辅相成、缺一不可。

而对于电信企业而言，传统的通信网络由传输网、承载网和业务管理系统组成，从现有的通信网络过渡到全新的算力网络，实现算力运营、建立算力生态、提供算力服务，不仅需要技术创新，还需要在体制机制层面进行更多 探索 ，因此，算力网络不仅开辟了新的蓝海市场，也给电信企业带来了新机遇。

周军认为，数字时代之下，以超算和智算为代表的算力和通信网络的运力，两者融合打通的信息“大动脉”正在成为这个时代的核心生产力，持续提升数字 社会 的经济强度，而算力网络也将是未来10年的主旋律。

在千行百业加速上云的背景之下，不同行业的个性化需求正在持续凸显，对于联接品质提出了更高要求，确定性体验尤为重要。

当前，超强算力已经应用在行业的各个领域，算力对网络最核心、最基本的诉求就是带宽，这也是网络天生的使命。

以自动驾驶领域为例，由于传感器、激光雷达等捕获的信息量很大，一辆测试车每八小时会生成近4TB的运行数据，而自动驾驶的AI训练，需要汇集超过1000个小时的测试数据，传输回智算中心，这都对大带宽有着强烈诉求，同时，行业应用对带宽的诉求也并不是固定不变的，如广东省的“粤康码”，在2022春节期间，检测量突增到25万份每日，且每天离开和抵达广东省的人有500多万人次，这就需要网络带宽灵活提速，来应对大量数据上传到云端的需求。

周军指出，光网络采用原生硬管道技术，这种类似于“高铁”的系统能开辟出一条条专属的数据通道，一根光纤可以提供几十T级别的海量带宽，而且带宽“可大可小”，能够灵活满足各类企业不同的带宽诉求。

时延方面，低时延是算力网络的核心诉求，也是企业生产系统上云的必须考虑的关键要素。过去，企业都是本地建设数据中心和计算资源早已习惯了“本地化”的极速IT服务。而当当医疗影像系统上云，则需要确保GB级的CT影像在毫秒内上传到云端;而在工业智造领域的云端AI质检，超高清工业摄像机的图像必须在毫秒内上传云端，才能大幅提高生产效率，降低员工重复劳作。

而光在光纤中的传播速度达到每秒20万公里以上，是目前最快的传输技术，可以提供稳定的毫秒级低时延，不会出现数据“塞车”带来的时延抖动，是企业核心生产系统上云的最佳选择。

最后在安全上，工业互联网倡导的“人-机-物”全面互联，这也使得一张永远在线的网络成为了企业的生命线，直接影响企业的生产效益;在城市治理的现代化和智能化，海量摄像头的视频图像需要快速传输和智能分析来打造智慧交通、智慧安防、应急指挥等，这也需要网络联接7*24小时不间断。

周军指出，光网络采用光纤作为传输介质，不受电磁干扰，不会被监听，同时，网络故障时，光网络能在百毫秒内快速找寻新路径，确保企业生产不受影响，是算力网络的最佳载体。

无疑，建设高品质的算力网络是算力资源高效利用和算力服务按需提供的关键，但是对于业界而言，算力网络建设并非一蹴而就，涉及到网络技术、服务标准、资源开放等多方问题制约。

众所周知，我国是用电大国，电力的随处可得正是因为有一张无所不在的高品质电网，而在周军看来，算力和电力极其类似，算力网络的目标也是要让算力无处不在，触手可及，因此建议产业链借鉴电网来打造三层全光算力网络，这也是华为提出品质算网的由来。

具体来看，品质算网的目标就是要构建高品质的网络能力，以确定性运力释放无限算力，打造数字经济增长新引擎，参照电网的特点，品质算网也需要构建无处不在的全光网，时刻为企业输送算力，这就需要从四个维度去深耕。

一是具备超大带宽的能力，可以在一根光纤内传输32T乃至百T的海量数据，同时基于OSU-OTN技术，还支持2M~100G的灵活封装，能够满足千行百业差异化诉求。

二是基于先进的OXC全光交叉，打造一跳直达的全光网，可以实现1-3-5ms的时延圈，让数据的传输速度更快、更高效。

三是通过先进的ASON技术，能够实现网络有路就通，网络发生意外时，可以在百毫秒内自动找寻新路径，确保企业与算力之间的联接完全不受影响，让企业的生产永远在线。

四是通过iMaster NCE集中管控以及先进的AI算法，实现网络智慧运营，E2E快速发放，运力地图统一调度。

有了建设路径，布局推广就显得更为清晰。周军指出，在过去3年时间，三大运营商在全国已经建成了广覆盖的政企专网，纷纷发布了OTN精品专网、双极全光政企专网等产品，政企OTN网络已经形成了“高品质”的金字招牌。接下来，运营商可以升级政企OTN网络，就可以拥有一张高品质算力网络，不但满足自身网络发展目标，还将满足千行百业算力需求。

宏观来看，千行百业的上云加速了高品质算力网络的升级演进，进而丰富了千兆光网的行业应用场景，面向未来，高品质的算力网络延伸至更多的楼宇、园区与家庭，而运营商基于政企OTN网络持续升级，便可快速的拥有一张高品质的全光算力网络，打造算力时代的品质算网。

“数字时代，算力至关重要，但有算无网，算力就成了孤岛，澎湃算力就无法得到充分释放。”周军指出，只有通过品质算网，才可以提供确定性运力来释放无限算力，加速数字经济的高质量发展。

三、数字经济如何改变我们的生活

降低生产、经营等成本降低劳动力。
在数字时代，算力就是生产力。比如客人自己扫码点餐，饭馆就能省下一个服务员的成本，这就是算力在发挥作用。
作为经济学概念的数字经济是人类通过大数据（数字化的知识与信息）的识别，选择，过滤，存储，使用，引导、实现资源的快速优化配置与再生、实现经济高质量发展的经济形态。