算力数字时代的重要生产力（开卷知新）

　　来源：人民日报
　　图：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：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34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