三大運營商積極布局算力產業 多樣性算力發展面臨多重挑戰

隨著5G、人工智能、云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術在各行各業廣泛應用并取得加速突破，人類社會已經迎來了數字經濟時代。行業應用的多樣性帶來數據和算力的多樣性，沒有一種計算架構可以高效滿足所有業務訴求，計算密集型應用需要計算平臺執行邏輯復雜的調度任務，而數據密集型應用則需要高效的完成海量數據并發處理，這使得單一計算平臺難以適應業務要求，計算多樣性成為必然。

華為計算產品線總裁鄧泰華表示，當前中國數字經濟占GDP處于全球中位，未來數字經濟的發展空間巨大，在此過程中，數據是生產資料，算力是生產力。“過去我們創新更偏重在硬件創新，基礎軟件平臺相對薄弱，造成缺芯少魂的局面。面向未來多樣化的業務需求，需要多樣性算力，同時我們也需要構建自身的基礎軟件平臺，構建自身的技術產業，避免受制于人。”

就現階段而言，我國必須要提升算力供應的韌性，打造數字經濟的堅實底座。“首先要基于全線，開展多樣性算力創新，從硬件、軟件的應用開展自主可控創新，提升算力供應韌性。多樣性是指從硬件開始到操作系統，再到數據庫，一直到應用都需要多樣性。”中國工程院院士、清華大學教授鄭緯民指出。

多樣性算力發展面臨多重挑戰

近年來，我國算力發展較快，可以說是突飛猛進。應用方面包括智能城市、物聯網、智能駕駛、AR/VR;數據有文本、語音、圖片、視頻等等形式。計算，文本處理、大數據分析、科學計算、視頻處理等等。各種各樣的應用產生各種各樣的數據進而形成各種各樣的需求，因此硬件計算也是需要多樣性，計算產業發展面臨歷史性的機遇和挑戰。

工信部電子信息司副司長董小平分析稱：“從機遇看，全球計算技術正百花齊放，百家爭鳴，硬件、軟件、算法、架構等多維度、全要素融合創新加速推進。新概念、新思路層出不窮，新的產業體系逐步構建，我國迎來了計算產業乃至信息技術產業實現高質量發展的重要戰略機遇期。”

計算體系日益豐富，X86、ARM等不同體系各具優勢，持續演進。計算結構多元化發展，異構計算成長迅猛，以內存為中心的計算技術加快興起，計算模式加速涌現，互聯網及移動互聯網時期，以云端計算為主，逐步演變為更為高效的云邊端協同計算模式，以深度學習為代表的計算成為現階段人工智能計算的主流方式。顛覆性計算技術已經在孕育之中，量子計算、類腦計算、光計算、生物計算等顛覆性計算技術逐漸興起并已成為競爭的焦點。

從挑戰看，董小平則認為，計算技術經歷了并行計算、分布式計算、云計算等發展階段，這一固有的發展模式正面臨著諸多挑戰，架構瓶頸日益凸顯，處理器計算速度已經遠遠高于各級數據讀取的速度，數據讀取運輸與數據計算之間的速度不匹配，開始成為制約計算能力提升的重要因素之一。

“摩爾定律演進放緩，先進制成工藝的開發難度、開發成本、開發周期大幅提高，單位算力經濟型逐步降低，通過制成工藝提升芯片計算能力從而降低單位算力功耗的難度不斷加大，現有主流算力難以滿足多樣化場景需求。以云計算為代表的集中式算力，無法實現全景輸出，難以滿足超低時耗大數據量實時處理的智能化場景需要，算力需求和供給結構之間的矛盾逐步顯露。”董小平講到。

此外，鄭緯民也指出，應對多樣性計算，我國仍存在的三大挑戰。一是標準體系不成熟。標準體系影響產業規模發展，多樣性算力技術線缺乏協調，不同OS、固件、整機、芯片平臺兼容性問題突出。多樣性算力服務器管理面能力不齊，運行維護復雜，安全風險大。

二是評測基準不完善。評測芯片、操作系統或者數據庫，系統不夠完善，性能評測基準不完善，缺乏牽引產業進步公正的標尺。“要有標準，做的好才能促進產業發展，現在公正的標尺還沒有。當前對性能評測多樣性算力支持不友好。” 鄭緯民指出。

三是生態發展薄弱。目前，應用軟件系統在通信行業適配度平均在40%，還需進一步攻堅。操作系統、數據庫、中間件等重要基礎軟件面臨停服，有卡脖子的風險，需要加速國產化優秀軟件推廣應用。

產業生態協同成破局關鍵

針對計算產業面臨的困境，鄭緯民強調：“需要共建多樣性算力產業體系，打造多元產業生態，才能為世界提供新型算力基礎設施。”

具體而言，一是開放協作。聯合最終用戶、芯片、IP、部件、整機、ISV、學術研究機構定義多樣性算力共識。

二是標準引領。開發整機和部件標準體系，豐富多樣性算力供應與創新。開發通用部件與整機性能評測體系，牽引多樣性算力技術進步。開展異構計算架構體系研究，定義多樣性算力未來演進。

三是共建生態。打造多樣性算力應用遷移與調優工具體系，做好工具，做好調優的工具，想辦法遷移、適配。另外基于原生開源社區促進自主可控基礎軟件創新，統一驗證規范，共享軟硬件適配生態。

對此，高同慶也坦言，多樣性算力產業發展的關鍵在于全生態，以應用作為牛鼻子，制定一致性的技術規范和評估標準，牽引芯片、整機、操作系統等企業打造自主可控的軟硬件供應體系和豐富多彩的產業生態。

基于此，我們看到行業也都在加速產業生態的建立，以華為為例，華為構建了硬件開放、軟件開放、使能伙伴、發展人才的整個開放生態，基于ARM的鯤鵬產業、昇騰產業，共建生態。

華為計算產品線總裁鄧泰華表示：“基于鯤鵬處理器、飛騰處理器，共享一個生態，而且我們也相信除了鯤鵬處理器、鯤鵬芯片、飛騰芯片，未來會有越來越多基于ARM芯片加入進來，共同完善生態基礎。”

值得一提的是，值得一提的是，華為、中國移動、清華大學、中國電信、中國聯通、信通院、安謀中國、中興、新華三、中國信科、飛騰共11家企業、高校與機構聯合發布《多樣性算力技術愿景白皮書》(下稱“白皮書”)，呼吁產業合作，為世界提供多樣性算力基礎設施，消除行業分享數字化紅利的技術鴻溝。同時，宣布共同成立多樣性算力生態聯合實驗室。

三大運營商積極布局算力產業

盡管計算產業面臨多重挑戰，但我們已然可以看到產業各界都在積極布局多樣性算力，三大運營商就是其中之一，在處理海量大數據的同時，“場景化”匹配多樣性數據。

中國移動積極推進異構多算力發展，加快其在云計算和邊緣計算中的應用，有效的支撐高清視頻、人工智能等業務發展的需要。據悉，目前中國移動已經形成了X86和ARM等多樣性算力的信息基礎設施，截止擁有ARM和X86在內的海量云計算資源。2020年移動云營收同比增速338%，是業界增速最快的云服務商，超過行業整體增速7倍，承載通信網絡云即將邁向十萬臺的規模。

“此外，通過X86+ARM雙算力平臺實現超70%的網源上云，是全球規模最大、技術最先進的網絡。承載全網IT系統，IT云，形成包括ARM、X86算力通用性服務器約14萬。已支持約400個中國移動自有系統入駐，全面提升對內云服務能力。”中國移動通信集團有限公司副總經理高同慶表示。

中國電信在算力方面的重要抓手是定制化服務器。中國電信研究院副院長陳運清介紹稱：“2017年開始，中國電信就已經開始現網定制化服務器實踐，每年登上一個新臺階，2020年中國電信把定制化服務器在集采中落實，在十余省專業公司六大業務中實現落地，包括在云存儲、政企云的政務云平臺、大數據B/O域的業務存儲，包括IPI業務場景，信用采集、用戶采集、日志留存等。”

云的算力在基礎層牽扯到處理器、存儲、硬盤，以及在區域化計算資源池、存儲資源池。怎么樣解耦就成為一個大問題。對此，陳運清表示，中國電信在IaaS、PaaS、SaaS各層面，先把云主要數據中心載體軟件層面解耦以后，分別對每個模塊進行算力上的加載，或者是輸入，才能真正把算力注入到技術實踐中，同時我們也進行了國產化云平臺、國產化服務器適配的工作，主要目的也是為了實現信創云構建，形成安全可靠、極致性能，最終逐步要實現國產化的替代。

“除了IT云之外，中國電信在CT云方面也嘗試存算分離。”陳運清指出，“我們發現核心網源需要不停存儲大量數據，而計算和存儲分離的大數據的性能架構，可以更好滿足CT云存儲要求，目前我們已經完成了這方面的開發、測試、驗證，充分適配了各種大數據版本和組件要求，也同時支持X86和ARM等服務器作為存儲節點，并已在十個省公司落地。”

中國聯通近幾年一直在攜手合作伙伴積極推動算力網絡的發展。今年3月，中國聯通正式發布CUBE-Net3.0網絡創新體系白皮書明確，算網一體就是其中非常重要的方向之一。

此外，據中國聯通研究院首席科學家唐雄燕透漏，為了更好地推動算力網絡發展，構建更好的算力服務體系，中國聯通已建立了算力創新開放實驗室，對算力能力和算力服務能力開展進行評測和服務。(易歡)