摘要受工藝、材料等客觀因素影響，摩爾定律面臨失效，算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入后摩爾時代，算網(wǎng)融合成為全面數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵破局之路。中國電信運(yùn)營商作為數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的國家隊和主力軍，肩負(fù)著建設(shè)現(xiàn)代化中國的重要使命，尤其需要前瞻性考慮如何加速算網(wǎng)一體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過文獻(xiàn)研究、案例研究等方式，文章進(jìn)一步明確了算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新特點，分析了國際、國內(nèi)算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)差異化的發(fā)展路線。最后，結(jié)合國內(nèi)發(fā)展特點，強(qiáng)調(diào)指出中國運(yùn)營商應(yīng)抓住發(fā)展機(jī)遇，在算網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建、商業(yè)模式創(chuàng)新三方面深化探索的發(fā)展思考，持續(xù)引導(dǎo)算網(wǎng)一體產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

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關(guān)鍵詞算力網(wǎng)絡(luò)；算網(wǎng)一體；產(chǎn)業(yè)分析；云計算

前言

過去幾十年，計算和連接一直是推動ICT技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動力，而摩爾定律作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的黃金定律，則是計算和連接產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底層原動力。在計算領(lǐng)域，摩爾定律持續(xù)推進(jìn)單芯片、整機(jī)、數(shù)據(jù)中心等算力的不斷升級；在連接領(lǐng)域，更加先進(jìn)的通信設(shè)備疊加持續(xù)演進(jìn)的移動通信、光通信、IP通信技術(shù)，帶來更強(qiáng)的連接能力；計算+連接的結(jié)合正加速人類進(jìn)入萬物感知、萬物互聯(lián)和萬物智能的新時代。但隨著芯片工藝制程不斷逼近物理極限以及制程微縮帶來的成本不經(jīng)濟(jì)性，摩爾定律逐漸失效，馮式架構(gòu)出現(xiàn)存儲墻、功耗墻問題[1]，針對網(wǎng)絡(luò)和計算的單方面性能優(yōu)化已無法滿足應(yīng)用需求，網(wǎng)絡(luò)和計算資源隔離成為限制服務(wù)效率和資源利用率提升的關(guān)鍵。后摩爾時代，相關(guān)技術(shù)進(jìn)入多要素融合創(chuàng)新的趨勢明顯，網(wǎng)絡(luò)和計算一體化將助力突破單領(lǐng)域發(fā)展瓶頸，實現(xiàn)算網(wǎng)跨越式發(fā)展。

1 后摩爾時代算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)新特點

1.1 計算需求日趨多樣化

隨著經(jīng)濟(jì)社會的深度數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各類數(shù)據(jù)計算場景也在不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)以X86為代表的通用算力已不再能滿足用戶需求，催生了ASIC、FPGA等多樣化算力的涌現(xiàn)。數(shù)據(jù)中心成為算力主要載體，科學(xué)計算、人工智能計算、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等的差異化需求，推動超算中心、智算中心和普通的云計算中心發(fā)展。特別是隨著ChatGPT等AI商業(yè)模式的創(chuàng)新及應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，AI算力需求正快速釋放，融合多種算力的智算中心正成為各方逐力熱點。同時，應(yīng)用類型持續(xù)多樣化，用戶對算力響應(yīng)速度、計算能力以及成本、功耗等都提出了更高的要求?？缭皆?、邊、端不同層級、不同體系的算力正融合協(xié)同，以DPU、IPU出現(xiàn)為標(biāo)志的“軟硬一體化”成為了計算產(chǎn)業(yè)關(guān)注重點和創(chuàng)新點。

1.2 連接要素日趨多元化

數(shù)字化、智能化發(fā)展也帶動了連接需求增長。一方面，家庭終端、網(wǎng)聯(lián)汽車、機(jī)器人、工業(yè)控制設(shè)備等新型聯(lián)網(wǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大，連接主體愈發(fā)多元化；另一方面，連接從用戶到用戶逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舻椒?wù)方、平臺方，為實現(xiàn)海量計算資源的有效聯(lián)接和調(diào)度，多云互聯(lián)、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)、云邊協(xié)同的需求快速增加。未來，網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)用戶、算力、終端、數(shù)據(jù)等多要素互連，“云—邊—端—網(wǎng)”的廣域算力網(wǎng)絡(luò)正在成為發(fā)展方向，下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6向“IPv6+”可編程網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)定制化服務(wù)能力不斷增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)連接的形態(tài)進(jìn)一步向空天地海協(xié)同演變[2]。連接規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，連接范圍逐步延伸，連接能力持續(xù)增強(qiáng)。

1.3 用戶需求日益融合化

從用戶角度看，單純計算服務(wù)或者連接服務(wù)并不足以滿足需求，用戶既需要計算資源和連接資源，也需要匹配業(yè)務(wù)需求，兼顧性能、便捷、成本等的一體化服務(wù)能力。隨著算力從集中到分布再到立體泛在，信息處理逐漸從網(wǎng)絡(luò)外圍向網(wǎng)絡(luò)中心演進(jìn)；網(wǎng)絡(luò)從單純的通信網(wǎng)絡(luò)向集通信、計算、存儲為一體的信息通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，從連接算力，演變?yōu)楦兄?、調(diào)度、編排算力，對內(nèi)實現(xiàn)算力內(nèi)生，對外提供一體服務(wù)，算網(wǎng)技術(shù)發(fā)展從“單領(lǐng)域自演進(jìn)”到“跨領(lǐng)域多融合”轉(zhuǎn)變。解決這些問題需要科學(xué)突破，要以網(wǎng)絡(luò)為平臺和紐帶，進(jìn)行跨域多融合創(chuàng)新。算網(wǎng)一體演進(jìn)需要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先優(yōu)勢，融合貫通網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈多要素。

2 全球算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

從總體來看，國內(nèi)外差異化的發(fā)展環(huán)境使得國際和國內(nèi)在算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上呈現(xiàn)了不同的發(fā)展走勢，全球的云計算和連接產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入關(guān)鍵拐點。

2.1 國際形成以算為主、以算帶網(wǎng)的發(fā)展格局

全球市場來看，歐美國家IT架構(gòu)完善、軟件技術(shù)生態(tài)成熟，因此在算力領(lǐng)域創(chuàng)新相對領(lǐng)先。美國在上世紀(jì)九十年代就對IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了大規(guī)模投入。1993年左右，美國較大型的公司均實現(xiàn)辦公自動化。在云時代來臨前，美國已經(jīng)完成IT基礎(chǔ)設(shè)施及自動化鋪墊。此后，亞馬遜、谷歌、微軟等一眾云廠商快速崛起，傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施迅速平滑遷移至云端，公有云規(guī)模快速擴(kuò)張、成本也持續(xù)降低，而繁榮的SaaS產(chǎn)業(yè)也進(jìn)一步帶動用云量增長，云廠商發(fā)展高歌猛進(jìn)。同時海外云廠商積極以算帶網(wǎng)，加大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，一方面，通過自主鋪設(shè)光纖骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)、增設(shè)POP點、自研網(wǎng)絡(luò)芯片等方式提升云網(wǎng)能力；另一方面紛紛發(fā)布電信行業(yè)解決方案，通過云基礎(chǔ)設(shè)施提供移動核心網(wǎng)服務(wù)、5G專網(wǎng)等服務(wù)，全面延伸云的邊界，實現(xiàn)快速觸達(dá)客戶。

在連接側(cè)，國際運(yùn)營商在云計算起步階段選擇開拓新藍(lán)海，但由于缺乏IT基因，很快在競爭中敗退。以美國市場為例，2006年AT&T斥資3億美元收購IDC服務(wù)商Usi，構(gòu)建IDC云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并在2009年推出Synaptic Compute等云服務(wù)，Verizon在2009年面向大型企業(yè)和政府客戶推出云業(yè)務(wù)。但2017年前后，AT&T和Verizon紛紛將云計算業(yè)務(wù)出售給IBM、Orical，并進(jìn)一步退出數(shù)據(jù)中心市場。目前，在全球市場，多數(shù)電信運(yùn)營商已放棄自營云業(yè)務(wù)，選擇回歸基礎(chǔ)連接，加強(qiáng)與公有云廠商合作[3]。

2.2 國內(nèi)市場算力、網(wǎng)絡(luò)逐步走向協(xié)同共生

整體上，中國企業(yè)目前尚處于信息基礎(chǔ)設(shè)施投入期，IT生態(tài)、規(guī)模、數(shù)字化程度距離歐美尚有較大差距，且中國牌照經(jīng)營等客觀環(huán)境也使得國內(nèi)算網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)截然不同的局面。在計算領(lǐng)域，過往幾年中國云計算市場保持較高速增長，互聯(lián)網(wǎng)、金融等數(shù)字化程度較高的企業(yè)已經(jīng)基本完成云化轉(zhuǎn)變，政府、工業(yè)等行業(yè)成為云計算廠商競逐焦點。但國內(nèi)企業(yè)更多偏好私有云部署或者僅使用公有云IaaS服務(wù)，傳統(tǒng)IT時期客戶項目制、集成制的需求特征仍然明顯，云廠商被動承擔(dān)集成商開發(fā)角色。同時，國內(nèi)云廠商并不能自主建網(wǎng)，難以構(gòu)建端到端的安全云連接，運(yùn)營商專線仍是云連接主流，云廠商自主開發(fā)的SD-WAN等輕量級連接服務(wù)仍處于初級階段。相對嚴(yán)苛的產(chǎn)業(yè)環(huán)境以及在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的劣勢使得國內(nèi)眾多云廠商出現(xiàn)運(yùn)營效率低下等現(xiàn)實問題，紛紛收縮戰(zhàn)線，選擇被集成等發(fā)展方向。

對比之下，中國的電信運(yùn)營商則積極順應(yīng)國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，以5G建設(shè)為契機(jī)，加快從電信網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商轉(zhuǎn)向新型信息基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商。國內(nèi)三大運(yùn)營商均積極發(fā)力云計算、邊緣計算等算力服務(wù)，并將其作為戰(zhàn)略核心位置。依托于豐富的網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)中心資源，運(yùn)營商可以快速建立端到端的安全云網(wǎng)服務(wù)，進(jìn)一步以網(wǎng)促云、以云帶網(wǎng)，業(yè)務(wù)價值明顯提升。2022年前三季度，運(yùn)營商的云業(yè)務(wù)都實現(xiàn)了100%以上的增長，直接影響市場對企業(yè)價值的評估。在大的網(wǎng)信安背景下，運(yùn)營商在國內(nèi)科技體系中的地位也將愈發(fā)凸顯，業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢將會繼續(xù)保持強(qiáng)勁勢頭

2.3 算網(wǎng)融合已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代，生產(chǎn)力發(fā)展正從動力時代向算力時代加速演進(jìn)，算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施正成為決定國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵動能。隨著數(shù)字化、智能化的深入發(fā)展，用戶對于算力的需求必然極速增長，對應(yīng)的連接需求也快速增加，算力與網(wǎng)絡(luò)彼此依存、相互支持的態(tài)勢是長期確定的，并逐步趨于一體化，使得算力成為如水電一般即取即用的社會級服務(wù)。國內(nèi)外的客觀發(fā)展環(huán)境使得算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)者截然不同，在發(fā)展路線上也有差異，但其中的共性點亦是算與網(wǎng)要相互融合。在未來的大智能、大算力時代，用戶對于算力和連接的需求將會更加復(fù)雜多變，持續(xù)推進(jìn)算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的變革。

3 中國電信運(yùn)營商加速算網(wǎng)一體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考

作為數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的國家隊和主力軍，中國電信運(yùn)營商肩負(fù)著建設(shè)現(xiàn)代化中國的重要使命，特別是在加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、落實雙碳工作要求、實施“東數(shù)西算”等國家級戰(zhàn)略工程中擔(dān)當(dāng)作為。而作為服務(wù)型企業(yè)，“云”和“網(wǎng)”的結(jié)合已成為電信運(yùn)營商轉(zhuǎn)型的最佳方案，建設(shè)更多計算資源池、能力池，具備良好云網(wǎng)融合能力和邊緣計算服務(wù)能力，推進(jìn)算網(wǎng)融合發(fā)展亦是企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)未來發(fā)展演進(jìn)過程中，中國電信運(yùn)營商必將在技術(shù)引領(lǐng)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)塑造、商業(yè)模式創(chuàng)新方面發(fā)揮更加重要的作用[4]。

3.1 加強(qiáng)算網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān)，做算網(wǎng)一體技術(shù)的底層驅(qū)動者

從整體來看，算網(wǎng)一體必然向多要素融合、多層次服務(wù)形式方向發(fā)展，從設(shè)備一體化向服務(wù)一體化演進(jìn)。在技術(shù)發(fā)展路徑上，算網(wǎng)一體目前正呈現(xiàn)出以計算為主和以網(wǎng)絡(luò)為主的兩種發(fā)展路徑，前者演進(jìn)目標(biāo)是超級計算，提供強(qiáng)大的算力；后者演進(jìn)目標(biāo)是信息處理網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)算力原生和算力泛在。存算一體與在網(wǎng)計算被認(rèn)為是實現(xiàn)算網(wǎng)融合的兩項具有代表性與潛力的革命性技術(shù)。存算一體作為一種新型算力，將存儲與計算完全融合，有效克服馮·諾依曼架構(gòu)瓶頸，并結(jié)合后摩爾時代先進(jìn)封裝、新型存儲器件等技術(shù)，實現(xiàn)計算能效的數(shù)量級提升。在網(wǎng)計算則是算網(wǎng)一體中按需的“轉(zhuǎn)發(fā)即計算”服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，通過將計算融入網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)根據(jù)業(yè)務(wù)需求和資源狀態(tài)按需參與計算，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理，從而提升系統(tǒng)整體計算效率，降低網(wǎng)絡(luò)延遲，減少總體能耗。但目前來看，在網(wǎng)計算面臨網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源受限，異構(gòu)硬件統(tǒng)一抽象難的問題。因此對于電信運(yùn)營商而言，當(dāng)前需要著重提升網(wǎng)絡(luò)能力，以全光網(wǎng)、SD-WAN、IPv6/IPv6+等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為抓手[5]，著力打造覆蓋更廣、速度更快、體驗更優(yōu)、效能更好的精品網(wǎng)絡(luò)，提升跨城域和廣域的計算調(diào)度能力、面向特定場景的邊緣計算能力以及算力統(tǒng)籌編排能力，提供“聯(lián)接+感知+計算+智能”的算網(wǎng)一體化服務(wù)。同時，不斷優(yōu)化泛在協(xié)同計算體系建設(shè)，提升云側(cè)調(diào)網(wǎng)的一體化能力，加強(qiáng)算力路由、在網(wǎng)計算、存算一體、量子計算等設(shè)備級算網(wǎng)一體關(guān)鍵技術(shù)研究與突破，在漸進(jìn)式路徑演進(jìn)中實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)和處理的深度技術(shù)融合。

3.2 夯實供給側(cè)發(fā)展基礎(chǔ)，做算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者

在“新基建”背景下，未來將有大量社會資本投入到國內(nèi)算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。未來的算網(wǎng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)將在上游基礎(chǔ)設(shè)施、中游算網(wǎng)服務(wù)提供商與下游終端廠商的共同推動下繁榮發(fā)展：上游主要提供底層硬件，由計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、通信設(shè)備等設(shè)備商，以及數(shù)據(jù)中心企業(yè)等構(gòu)成；中游主要提供算網(wǎng)一體的技術(shù)和服務(wù)，各類軟件定義服務(wù)商、云廠商及垂直功能服務(wù)商匯聚中游，構(gòu)成算網(wǎng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈核心；下游終端應(yīng)用廣泛，包含各類渠道生態(tài)伙伴以及泛互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)、金融、制造等行業(yè)用戶。

在產(chǎn)業(yè)鏈日趨復(fù)雜的同時，電信運(yùn)營商也需要進(jìn)一步審視產(chǎn)業(yè)鏈定位，立足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營，增強(qiáng)算網(wǎng)一體技術(shù)能力，持續(xù)延伸放大優(yōu)勢。在產(chǎn)業(yè)鏈上游，電信運(yùn)營商主要提供邊緣計算能力、供給網(wǎng)絡(luò)資源；在產(chǎn)業(yè)鏈中游，運(yùn)營商需要加快向綜合性算網(wǎng)一體服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變，聚力打造大數(shù)據(jù)、云安全等垂直功能服務(wù)；在產(chǎn)業(yè)鏈下游，運(yùn)營商需要打造行業(yè)中臺支持各類應(yīng)用，提升一體化賦能水平。特別是，運(yùn)營商應(yīng)把握機(jī)遇，抓住算網(wǎng)發(fā)展的核心技術(shù)領(lǐng)域，引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定，打造算網(wǎng)融合科學(xué)重大裝置，規(guī)劃推進(jìn)一批重大創(chuàng)新型項目，以場景需求帶動創(chuàng)新發(fā)展，鼓勵需求迸發(fā)，鼓勵先行先試，實現(xiàn)市場需求與科技創(chuàng)新雙輪驅(qū)動，引導(dǎo)計算和網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)鏈上中游企業(yè)參與算網(wǎng)一體化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中。

3.3 加強(qiáng)商業(yè)探索，做算網(wǎng)一體商業(yè)模式的創(chuàng)新者

不同客戶不同業(yè)務(wù)場景對算網(wǎng)資源的要求也不一致，如多云之間、云和數(shù)據(jù)中心、云和網(wǎng)之間的資源調(diào)度以及跨行業(yè)、跨地區(qū)、跨層級的算力資源調(diào)度均存在明顯差異。算力網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)成熟后的核心問題便是自主識別用戶需求、自動化匹配調(diào)度算網(wǎng)資源，并最終需要形成商業(yè)閉環(huán)，實現(xiàn)計算加連接“1+1遠(yuǎn)大于2”的商業(yè)價值提升。近年來，業(yè)界初步提出“算力平臺+算力交易”的服務(wù)模式，但是這種模式實際面臨巨大的商業(yè)挑戰(zhàn)：一是要顛覆云商現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度模式，二是多元異構(gòu)算力的度量標(biāo)準(zhǔn)化和交易規(guī)則難度巨大。更為現(xiàn)實的是結(jié)合IPv6+新技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)可編程特性和云原生輕量化計算特性，通過“弱平臺+強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)”的模式，在平臺的集中控制之外，嘗試通過網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)同實現(xiàn)對網(wǎng)內(nèi)各種服務(wù)的合理調(diào)度和資源的有效配置，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)業(yè)還需找到量綱清晰、計量方便、交易簡單的商業(yè)模式，積極探索算網(wǎng)交易直營、代銷與聯(lián)邦模式等新的商業(yè)模式。

4 結(jié)束語

后摩爾時代算力一體化發(fā)展帶來巨大變局，我國算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迎來前所未有的歷史機(jī)遇。算網(wǎng)一體作為算網(wǎng)融合發(fā)展的目標(biāo)階段，是實現(xiàn)算力“公共產(chǎn)品級”服務(wù)愿景的重要途徑，推動我國算力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。電信運(yùn)營商應(yīng)抓住機(jī)遇，利用國內(nèi)龐大的算力市場優(yōu)勢，為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供算網(wǎng)一體的數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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