中国信通院云大所所长何宝宏：我国一体化算力网建设面临四大挑战丨算力网风云⑰
21世纪经济报道记者杨清清北京报道
在全球都在疯抢算力的背景下，我国也在持续提速算力一体化体系建设的进程。
2022年，“东数西算”工程正式启动，标志着全国一体化算力体系不断加速推进。今年的政府工作报告则明确提出，适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系，培育算力产业生态。
不过在这个过程中，产业仍面临着挑战。近日，在由21世纪经济报道、21世纪新质生产力研究院主办的“高端智库看新质生产力之一体化算力建设”闭门研讨会上，中国信通院云计算与大数据研究所所长何宝宏指出，当前全国一体化算力网面临着算力供需匹配机制不健全、算力网络传输能力不足、数字时代能耗危机、算力产业链生态链不完善等瓶颈。
就此，何宝宏建议，应当从推动需求流动到推动算力互联成网，优化数据直连通道并提升算网融合进程，同时强化智算资源建设从而夯实创新发展底座，并促进绿色节能降耗、落实绿色技术应用，以及完善算力生态体系，推进产业交流合作。
算力布局提速
当前，算力成为世界各国科技竞逐的主赛道，各方均在持续加速推进算力战略与布局。
根据清华大学全球产业研究院披露的数据显示，以生成式AI为代表的AI计算未来将呈现暴涨态势。全球AI计算市场规模将从2022年的195.0亿美元增长到2026年的346.6亿美元，其中生成式AI计算市场规模将从2022年的8.2亿美元增长到2026年的109.9亿美元。
在这个过程中，全球算力网络市场也持续保持增长。清华大学全球产业研究院发布数据显示，2018年至2023年全球算力网络市场规模持续增长。2018年全球算力网络市场规模为87.96亿美元，至2022年增长至265.93亿美元；预计2023年增长至313.74亿美元，同比增长16.56%。
正是在这样的背景下，我国也在提速算力建设布局。目前，从全球范围来看，我国算力总规模居全球前列。根据工信部数据，我国在用数据中心机架总规模超过810万标准机架，算力总规模达到了230EFLOPS，即每秒230百亿亿次浮点运算，位居全球第二。其中智能算力规模达70EFLOPS，增速超70%。通用算力与智能算力的比例约为7：3。
与此同时，我国也在持续推进全国一体化算力网布局。据何宝宏介绍，随着“东数西算”工程的持续推进，我国八大算力枢纽节点的算力规模占比全国约71.5%，在建算力中心规模超260万标准机架。目前国内已建成合肥、兰州、西宁等国家级互联网骨干直联点，推动骨干网互联带宽扩容至40T。累计部署新型交换中心4个，接入企业增至300家。
何宝宏指出，从区域来看，综合算力排名前10的省份绝大部分位于全国一体化算力网八大枢纽内，东部算力枢纽节点所在省份总体处于领先水平。根据《中国综合算力评价白皮书（2023年）》数据显示，北上广及周边省份产业发展势头良好，综合算力指数总体较高，得分均超过45。内蒙古自治区、贵州省等西部省份以其自身在存力、环境等方面的优势也跻身Top10，综合算力指数均超过40。
从算力结构来看，尽管当前通用算力中心仍是市场主力，但智算及边缘计算的应用和数量将快速增长。其中，智算需求随着智能驾驶、智能终端等应用场景驱动，预计年增速将达到70%，终端边缘计算需求也有望随着制造业数字化转型加快而提升，边缘计算中心规模增速有望达到30%左右。
与此同时，我国数据存储行业高速发展，存储规模不断扩大。截至2023年底，我国存力规模达到约1200EB，先进存储容量占比超过25%；全闪存储技术为代表的先进存力占比不断提高，部分行业超25%。
一体化算力网的建设也离不开运力质量的提升。截至2023年底，全国光缆线路总长度达到6432万公里，全国互联网宽带接入端口数量达11.36亿个，比上年末净增6486万个；5G网络建设稳步推进，移动电话基站总数达1162万个，5G基站总数达337.7万个。
仍面临四大挑战
加快形成全国一体化算力体系，适度超前部署建设数字基础设施，是事关全局的长远之策，具有重大战略意义。不过目前，我国一体化算力网的建设，仍面临着一定的挑战。
在何宝宏看来，这些挑战包括算力供需匹配机制不健全、算力网络传输能力不足、数字时代耗能危机以及算力产业链生态建设不完善等。
据介绍，当前算力需求可分为通用算力、超算算力、边缘算力及智算算力。何宝宏指出，在广域范围内进行东西部算力需求供给需求的匹配，涉及大广域范围内的协议和算法设计等问题。从目前来看，一体化算力网内的供需匹配机制仍有待完善。就此他建议，应当从推动需求流动到算力互联成网，包括基于算力标识符规则汇聚资源，通过编排调度系统高效应用资源，同时完善管理计算、数据传输、任务拆分等技术，实现跨域协同计算。
除了算力供需匹配之外，在算力网络传输方面，同样存在能力不足的挑战。何宝宏表示，从算力中心内部而言，由于节点间网络传输能力不足，难以支撑海量数据低时延传输需求。从跨域角度来看，跨省、跨区域长途传输路由绕转较多，也严重影响用户网络体验。
就此，何宝宏建议优化算力网通道，提升算网融合进程，同时需进一步优化算网融合生态，引导算力中心、网络运营商、算法提供商、数据提供者等大模型上下游厂商共同参与到算网融合建设，实现算力、算法、数据等多元要素的高效匹配。
此外，面对当前智算需求的高速增长，何宝宏特别强调，应强化智算资源建设，包括探索智算中心建设运营模式创新和多方协同合作机制，依托中国算力平台促进智算资源供需协同，实现算力资源优化配置，提高智算资源整体占比和利用效率。
在算力持续发展的过程中，能耗危机也在持续显现。数据显示，近年来我国数据中心耗电量在社会总耗电量中的占比持续提升，从2018年的2.19%提升至2023年的3.29%，预计到2025年这一比例将达到3.85%。从全球范围来看，数字技术耗电量从2018年占比不到2%提升至2023年的10%，预计到2030年占比将达到20%。
“所以人工智能的竞争，意味着光伏、储能等新能源产业也要持续往前走。”何宝宏表示。面对未来的能耗挑战，何宝宏认为，应提升资源利用和算力碳效水平、引导市场应用绿色低碳算力并赋能行业绿色低碳转型。
其中，在能效政策方面，何宝宏指出，我国算力中心能效政策不断趋严，能效考核指标从以PUE为主逐步演变为PUE、CUE兼顾，未来有可能会纳入更多新的能效指标。在产业实践方面，算力中心制冷方案供应商则将进一步加强新型制冷方案的研究，氟泵、液冷、间接蒸发、自然冷源等制冷技术将变得更加成熟，制冷效率将不断提升。
同时，何宝宏表示，当前算力产业链生态建设仍不完善，未能形成对实体经济的充分转化，缺乏对上下游产业及应用生态市场协同带动作用，也存在与当地实体经济发展脱节、缺乏深挖算力应用赋能的举措，以及尚未充分转化为当地数字经济的增长动力等问题。
就此，何宝宏认为，应完善算力生态体系，推进产业交流合作，依托算力产业发展方阵等，打造“智算生态圈”，同时有效推动算力产业链上下游创新协作，打造产业链共同体，深化探索“算力中心-算力枢纽-算力经济基地-数字经济高地”的发展路径。