（摘自:人民郵電報(bào)）我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,對構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的支撐作用不斷凸顯。為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展,有關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)系列舉措,加快構(gòu)建以算力和網(wǎng)絡(luò)為核心的新型基礎(chǔ)設(shè)施體系。今年5月,國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部等四部門聯(lián)合印發(fā)《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》,明確提出布局全國算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn),啟動(dòng)實(shí)施“東數(shù)西算”工程;7月,工業(yè)和信息化部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》,計(jì)劃用3年時(shí)間基本形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。

　　“一系列的政策和舉措具有很強(qiáng)的戰(zhàn)略性、引領(lǐng)性和創(chuàng)新性,再次將算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要性提升到新的高度。”日前,《人民郵電》報(bào)記者獨(dú)家專訪計(jì)算機(jī)專家、中國工程院院士王恩東,請他就算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展戰(zhàn)略意義、信息通信企業(yè)如何對接國家規(guī)劃、怎樣實(shí)現(xiàn)綠色高效發(fā)展等問題進(jìn)行權(quán)威解讀。

　　從四個(gè)方面推動(dòng)算力發(fā)展

　　王恩東認(rèn)為,相關(guān)算力企業(yè)需要認(rèn)真貫徹落實(shí)國家發(fā)展算力樞紐的統(tǒng)籌布局,圍繞國家樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)的九項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)要求,在算力技術(shù)創(chuàng)新、算力樞紐平臺(tái)建設(shè)、算力服務(wù)水平提升、算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈構(gòu)建等方面,積極參與新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。他對此進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

　　首先,在推動(dòng)算力技術(shù)創(chuàng)新層面,堅(jiān)持需求導(dǎo)向,圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新。同其它基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)不同,IT是一個(gè)高度創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè),技術(shù)迭代遠(yuǎn)快于其他領(lǐng)域,因而,要加大服務(wù)器芯片、算力系統(tǒng)、融合架構(gòu)、高速互聯(lián)、綠色節(jié)能等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新,不斷開發(fā)和升級(jí)場景化計(jì)算力方案。一方面,要滿足大型、超大型數(shù)據(jù)中心集約高效發(fā)展的需求。另一方面,也要滿足現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能升級(jí)改造的需求。推動(dòng)數(shù)據(jù)中心、智算中心的更新迭代,為活躍的數(shù)字經(jīng)濟(jì)打造先進(jìn)的算力底座。

　　其次,在助推算力樞紐平臺(tái)建設(shè)方面,抓住算力到應(yīng)用轉(zhuǎn)變的“牛鼻子”,兼顧算力和算法基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新。打造以智算中心為代表的領(lǐng)先算力基礎(chǔ)設(shè)施,同時(shí)也要在算法基礎(chǔ)設(shè)施層面進(jìn)行創(chuàng)新突破。目前,全球在人工智能算法領(lǐng)域的競爭非常激烈,美國2020年6月發(fā)布的GPT-3人工智能框架,總參數(shù)達(dá)1750億。今年,浪潮也推出了全球最大中文AI巨量模型,參數(shù)量達(dá)到2457億,訓(xùn)練數(shù)據(jù)集規(guī)模為5000GB,相比GPT3模型1750億參數(shù)量和570GB訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,參數(shù)規(guī)模增加了40%,訓(xùn)練數(shù)據(jù)集規(guī)模增加近10倍,并支持面向AI典型場景,按需定義訓(xùn)練和推理系統(tǒng)。

　　第三,在提升算力服務(wù)水平層面,算力調(diào)度和運(yùn)營能力兼顧。通過發(fā)展領(lǐng)先的智算中心調(diào)度系統(tǒng)、云數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng),加強(qiáng)多云、云邊、云網(wǎng)協(xié)同算力資源調(diào)度能力;同時(shí)結(jié)合電信、云服務(wù)運(yùn)營商領(lǐng)先的運(yùn)營能力,提升算力的精細(xì)化、場景化運(yùn)營能力以及按需服務(wù)水平,打通跨行業(yè)、跨地域、跨層級(jí)的算力資源調(diào)度能力;此外,還要考慮對多種應(yīng)用場景的支持,既要提升骨干樞紐節(jié)點(diǎn)巨量算力處理能力,也要加強(qiáng)近線、邊緣場景的實(shí)時(shí)計(jì)算響應(yīng)能力。

　　第四,在推動(dòng)算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈構(gòu)建層面,建設(shè)多元生態(tài),打造有全球競爭力的計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈。一是把技術(shù)到應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈條理順激活,從體系結(jié)構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件、開發(fā)環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域形成分工明確又協(xié)同靈活的局面,同時(shí)要“引進(jìn)來,走出去”,讓中國的計(jì)算產(chǎn)業(yè)參與全球分工,把全球領(lǐng)先的計(jì)算技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)引進(jìn)來,讓先進(jìn)的計(jì)算產(chǎn)品走出去,不斷提升中國在全球產(chǎn)業(yè)中的話語權(quán)。二是要加快推動(dòng)開放標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),通過統(tǒng)一的、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),加快計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,讓不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的銜接更順暢,讓算力到應(yīng)用的轉(zhuǎn)變更快捷。

　　算力網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)融合的重要錨點(diǎn)

　　隨著算力基礎(chǔ)設(shè)施從點(diǎn)狀數(shù)據(jù)中心到網(wǎng)狀的算力樞紐網(wǎng)絡(luò)逐步演進(jìn),算力網(wǎng)絡(luò)正在成為新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。王恩東認(rèn)為,算力網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)融合的一個(gè)重要錨點(diǎn),將新型的算力基礎(chǔ)設(shè)施和新型的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合在一起,形成了未來新型的算力融合基礎(chǔ)設(shè)施。對于算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,王恩東提出了三點(diǎn)建議。

　　首先,算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)布局要與電網(wǎng)、城市基建形成有效協(xié)同。“應(yīng)用在哪里,算網(wǎng)覆蓋到哪里”,既要保證對東部地區(qū)近線、高并發(fā)的應(yīng)用需求提供充沛的算力;同時(shí)發(fā)揮西部地區(qū)電力資源充沛、自然溫度較低的優(yōu)勢,將算力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、智算中心適當(dāng)布局。此外“東數(shù)”也要考慮西電東輸?shù)膲毫?“西算”要考慮“東數(shù)西傳”的骨干網(wǎng)絡(luò)承載能力。

　　其次,算力網(wǎng)絡(luò)在保證技術(shù)先進(jìn)性的同時(shí),也需要適度超前規(guī)劃布局,以支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)屬于新基建的范疇,具有很多不可量化、經(jīng)濟(jì)效益之外的潛在社會(huì)效益。

　　第三,要重視產(chǎn)業(yè)鏈的分工和上下游的協(xié)同。各個(gè)環(huán)節(jié)需要專業(yè)分工,更需協(xié)作,滿足集約、綠色、互聯(lián)互通的整體需求。

　　2021年11月,《中國移動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)白皮書》發(fā)布,中國移動(dòng)向業(yè)界提出算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展倡議。對此,王恩東認(rèn)為,中國移動(dòng)提出的算力網(wǎng)絡(luò),從目標(biāo)愿景、場景展望、發(fā)展路徑和關(guān)鍵技術(shù)等方面系統(tǒng)闡述了算力網(wǎng)絡(luò)的全新理念,向業(yè)界展示了中國移動(dòng)算網(wǎng)共生發(fā)展的新藍(lán)圖,對于支撐國家新型算力樞紐設(shè)施建設(shè)和“東數(shù)西算”工程,助力數(shù)字中國、智慧社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略落地具有重要的產(chǎn)業(yè)促進(jìn)和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

　　王恩東表示:“希望中國移動(dòng)能夠發(fā)揮自身的技術(shù)積累、場景覆蓋、運(yùn)營服務(wù)等方面的優(yōu)勢,以算為中心、以網(wǎng)為根基,推動(dòng)‘網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈’等多技術(shù)、全場景能力的融合創(chuàng)新,與業(yè)界領(lǐng)先的伙伴攜手打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)、算力樞紐的核心引擎�！�

　　關(guān)注算力提升兩大突破點(diǎn)

　　當(dāng)算力成為信息社會(huì)的核心生產(chǎn)力,對計(jì)算機(jī)性能提出了更高要求。在后摩爾定律時(shí)代,如何突破馮諾依曼架構(gòu)的瓶頸,實(shí)現(xiàn)算力的提升?王恩東認(rèn)為有兩大突破點(diǎn)。

　　首先,馮諾依曼架構(gòu)尚有較大的優(yōu)化空間可挖掘。一方面,半導(dǎo)體工藝進(jìn)步的速度雖然趨緩,但依然在進(jìn)步。7nm、5nm制程技術(shù)已經(jīng)開始普及,下一代工藝也在研發(fā)中,先進(jìn)工藝和先進(jìn)封裝技術(shù)將繼續(xù)支撐經(jīng)典計(jì)算機(jī)的算力持續(xù)提升。另一方面,上層軟件對底層晶體管資源的利用尚不充分。計(jì)算機(jī)性能的提升并不僅僅依賴于硬件技術(shù)的發(fā)展,也需要從軟硬件一體化的角度來重新思考。通過創(chuàng)新軟件技術(shù)來高效地利用起底層晶體管資源,依然有很大的空間可挖掘。例如,用C語言重寫當(dāng)前基于Python語言實(shí)現(xiàn)的矩陣乘法代碼,性能可以提高50倍,如果再充分挖掘循環(huán)并行化、訪存優(yōu)化、SIMD等體系結(jié)構(gòu)特性,性能甚至可以提高63000倍。

　　其次,工藝進(jìn)步趨緩催生體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新同樣會(huì)提高計(jì)算機(jī)性能。圖靈獎(jiǎng)獲得者 John Hennessy和 David Patterson在《計(jì)算機(jī)架構(gòu)的新黃金時(shí)代》中也提到了相關(guān)的觀點(diǎn),“當(dāng)摩爾定律不再適用,一種以硬件為中心的針對特定問題領(lǐng)域定制設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)方法DSAs(Domain-Specific Architectures)會(huì)成為主導(dǎo)”。馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)是存算分離帶來的通信墻等一系列問題,新型計(jì)算在機(jī)理上是存算一體化的,并且具有超高的并行性。目前谷歌、IBM、微軟、浪潮等都設(shè)立相關(guān)的研究團(tuán)隊(duì),不久可能走出實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)真正落地。

　　王恩東表示,一些新的計(jì)算技術(shù),比如量子計(jì)算、光計(jì)算、生物計(jì)算等也在快速發(fā)展,將成為引領(lǐng)信息技術(shù)發(fā)展的革命性力量。

　　“少耗能、耗新能”是算力基礎(chǔ)設(shè)施綠色高效發(fā)展方向

　　數(shù)字經(jīng)濟(jì)在我國經(jīng)濟(jì)占比中不斷提升,算力基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心承載,王恩東認(rèn)為,“少耗能、耗新能”將是未來算力基礎(chǔ)設(shè)施綠色高效發(fā)展的重要方向。

　　“少耗能,要依靠技術(shù)創(chuàng)新,特別是依靠節(jié)能技術(shù)的發(fā)展�！蓖醵鳀|強(qiáng)調(diào)。

　　能耗是創(chuàng)新技術(shù)省出來的,今天一部智能手機(jī)的性能同20年前的一套超算的性能基本相同,但是能耗已截然不同。能耗也是各類節(jié)能技術(shù)省出來的,比如高效能供電、液冷等,盡量減少在輸電、散熱等方面的不必要消耗,降低智算中心、數(shù)據(jù)中心的整體能源消耗。

　　耗新能源是指讓數(shù)據(jù)中心、智算中心更多消耗風(fēng)電、太陽能等新能源。很大一部分互聯(lián)網(wǎng)負(fù)載,尤其是企業(yè)領(lǐng)域的負(fù)載,都是在上班時(shí)間,這個(gè)時(shí)段與風(fēng)能和太陽能的生產(chǎn)時(shí)段重合度非常高,不需要儲(chǔ)能和峰谷調(diào)節(jié),具有先天的優(yōu)勢。這方面,整個(gè)產(chǎn)業(yè)還處于探索中,隨著中國風(fēng)電和太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大和產(chǎn)品技術(shù)的不斷成熟,中國數(shù)據(jù)中心和智算中心直接用上風(fēng)電、太陽能并不遙遠(yuǎn)。

　　王恩東介紹,推動(dòng)智算基礎(chǔ)設(shè)施綠色節(jié)能已在眾多行業(yè)中開展探索和實(shí)踐。比如在金融行業(yè),浪潮信息與工商銀行攜手預(yù)制化數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新,引入光伏發(fā)電+間接蒸發(fā)冷卻技術(shù),實(shí)現(xiàn)全年超長時(shí)間的100%自然冷卻,整體PUE<1.2,運(yùn)維效率提升40%;在通信領(lǐng)域,浪潮信息助力國內(nèi)某大型電信運(yùn)營商,實(shí)現(xiàn)近上萬計(jì)算節(jié)點(diǎn)的整機(jī)柜服務(wù)器部署,采用機(jī)柜級(jí)模塊化設(shè)計(jì),集中供電、散熱和管理,能耗降低20%,空間利用率高達(dá)90%。