中國儲能網(wǎng)訊：當(dāng)前，大模型等人工智能技術(shù)的發(fā)展，引發(fā)算力需求爆發(fā)式增長，算力布局不斷加速?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要指出，建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)數(shù)據(jù)感知、傳輸、存儲和運(yùn)算能力。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)以數(shù)據(jù)資源為關(guān)鍵要素，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的“高速公路”，運(yùn)力、算力、存力三者協(xié)同發(fā)展，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施才能發(fā)揮數(shù)據(jù)的要素價值，充分釋放數(shù)字經(jīng)濟(jì)活力。當(dāng)前，我國算力、存力、運(yùn)力現(xiàn)狀如何？如何打造“算、存、運(yùn)”協(xié)同的高效算力？
“算、存、運(yùn)”需高效協(xié)同
數(shù)據(jù)顯示，算力、存力、運(yùn)力如果做好高效協(xié)同，一個AI算力中心的效率可能會提升50%。目前，許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把算、存、運(yùn)三者涉及的科學(xué)技術(shù)作為創(chuàng)新前沿，并投入重金發(fā)展。
近日，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計(jì)劃》，提出到2025年，計(jì)算力方面，算力規(guī)模超過300EFLOPS，智能算力占比達(dá)到35%，東西部算力平衡協(xié)調(diào)發(fā)展。運(yùn)載力方面，國家樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心集群間基本實(shí)現(xiàn)不高于理論時延1.5倍的直連網(wǎng)絡(luò)傳輸，重點(diǎn)應(yīng)用場所光傳送網(wǎng)（OTN）覆蓋率達(dá)到80%，骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)全面支持IPv6，SRv6等創(chuàng)新技術(shù)使用占比達(dá)到40%。存儲力方面，存儲總量超過1800EB，先進(jìn)存儲容量占比達(dá)到30%以上，重點(diǎn)行業(yè)核心數(shù)據(jù)、重要數(shù)據(jù)災(zāi)備覆蓋率達(dá)到100%。
中國作為全球最大的算力市場之一，數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過760萬架標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)197EFlops，位居全球第二，但存在利用率不高等問題，甚至通用算力利用率只有百分之十幾，已存在算力與運(yùn)力、存力發(fā)展不平衡的問題。
中國工程院院士倪光南指出，當(dāng)前AI算力中心蓬勃興起，但對算力基礎(chǔ)設(shè)施理解有片面性。存力、算力、運(yùn)力共同構(gòu)成數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施核心底座，對于AI智能計(jì)算中心，中國算力中心要重視存力、算力和運(yùn)力均衡配置，不能偏廢失調(diào)，才能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
算力就是計(jì)算能力，運(yùn)力是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載能力，存力則是數(shù)據(jù)存儲能力。怎樣理解這三者之間的關(guān)系？我們不妨把數(shù)字經(jīng)濟(jì)想象為一臺大型計(jì)算機(jī)，那么算力就是中央處理器，運(yùn)力則是主板電路，存力就是內(nèi)存。這樣來看，要讓這臺大型計(jì)算機(jī)發(fā)揮出最大效能，僅有強(qiáng)大的中央處理器顯然是不夠的。
存儲必須重構(gòu)
高存力充分釋放算力，實(shí)現(xiàn)GPU/NPU利用率提升30%。高存力通過全局元數(shù)據(jù)、算子下推、向量檢索、緩存加速等數(shù)據(jù)加速引擎，可縮短數(shù)據(jù)預(yù)處理周期，提高訓(xùn)練集加載效率和推理準(zhǔn)確度，減少訓(xùn)練中斷，GPU/NPU利用率有效提升。
按照測算，我國將在2025年成為世界上數(shù)據(jù)量最大的國家，但公開數(shù)據(jù)顯示，美國存算比為1.11TB/GFlops，而中國為0.42 TB/GFlops，存力顯然跟不上數(shù)據(jù)量的增速。數(shù)據(jù)量的爆炸式增長和存儲需求的持續(xù)升級，對企業(yè)的存儲系統(tǒng)造成前所未有的巨大壓力，關(guān)鍵業(yè)務(wù)、通用業(yè)務(wù)對存儲能力的訴求不斷提升。
新華三集團(tuán)存儲產(chǎn)品線總經(jīng)理兼首席產(chǎn)品經(jīng)理關(guān)天舒在接受《通信產(chǎn)業(yè)報》全媒體記者采訪時表示，存儲介質(zhì)的演進(jìn)，從應(yīng)用的角度看，存儲架構(gòu)亟需一次顛覆傳統(tǒng)的跨越式創(chuàng)新，隨著高速網(wǎng)絡(luò)、RDMA、NVMe等技術(shù)的發(fā)展，以及數(shù)據(jù)池化、湖倉一體化趨勢的深入，文件、對象、大數(shù)據(jù)的多協(xié)議融合部署需求快速增長。在AIGC的催化下，存儲行業(yè)正在迎來一場技術(shù)變革，基于LLM大模型的應(yīng)用跟以往任何應(yīng)用都不一樣，它會對數(shù)據(jù)存儲的容量、性能、可靠性、管理等帶來顛覆性的影響。未來的存儲必須重構(gòu)，才能更好地適配AI時代用戶對數(shù)據(jù)存儲的新需求。
事實(shí)上，存力并不僅僅指容量，還包括安全可靠、綠色低碳等綜合能力，只有這樣才能讓數(shù)據(jù)存得下、跑得快、用得好。算力只有與運(yùn)力、存力均衡配置，才能提升使用效率，真正發(fā)揮出數(shù)據(jù)要素的價值。
運(yùn)力要跟得上
算力需求越大，運(yùn)力越要跟得上，高運(yùn)力充分釋放算力+存力，實(shí)現(xiàn)算力提升20%。高運(yùn)力具備高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐能力，是算力和存力充分釋放的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)丟包、流量不均，則數(shù)據(jù)傳輸?shù)托?，增加?jì)算和存儲等待，算力性能顯著降低。
以“東數(shù)西算”為例，旨在利用西部更豐富的算力資源，去支撐東部更多的算力需求。卻有諸多困難，對應(yīng)用實(shí)時性要求高的“熱數(shù)據(jù)”，想要傳到西部，所需的傳輸網(wǎng)絡(luò)不僅要滿足低時延、高可靠性、大帶寬、廣覆蓋等要求，還得面臨跨區(qū)域、跨層級連接的挑戰(zhàn)，要么傳輸效率很低，要么傳輸成本高昂。以超算為例，目前運(yùn)輸存儲超算數(shù)據(jù)的硬盤還是通過卡車、火車、飛機(jī)，算完了再把結(jié)果取回來，這些算力還都是孤島。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這就需要有一個新的技術(shù)解決方案——公用專網(wǎng)的技術(shù)，它不同于公網(wǎng)和專網(wǎng)，而是一種類似于能提供專網(wǎng)的公網(wǎng)，像專網(wǎng)一樣安全、保證質(zhì)量，又像公網(wǎng)一樣經(jīng)濟(jì)、方便靈活。
在亞信科技首席技術(shù)官、高級副總裁、IEEE Fellow歐陽曄博士看來，首先，需要高通量的網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合400G、OXC的全光傳輸系統(tǒng)，在算力節(jié)點(diǎn)間構(gòu)筑高效、靈活、超大帶寬的全光運(yùn)力底座。其次，面向重點(diǎn)業(yè)務(wù)提供確定性網(wǎng)絡(luò)保障，減少數(shù)據(jù)重傳帶來的資源、算效損耗。最后，需要提升網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的融合性，通過可編程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有控制、有選擇地開放芯片的報文處理和轉(zhuǎn)發(fā)邏輯，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力與業(yè)務(wù)需求的高度適配。
統(tǒng)籌發(fā)力
算力是集信息計(jì)算力、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力、數(shù)據(jù)存儲力于一體的新型生產(chǎn)力，主要通過算力基礎(chǔ)設(shè)施向社會提供服務(wù)。面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家重大戰(zhàn)略需求，要穩(wěn)步提升算力綜合供給能力，著力強(qiáng)化運(yùn)力高效承載，不斷完善存力靈活保障，持續(xù)增強(qiáng)算力賦能成效，全面推動算力綠色安全發(fā)展，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。
倪光南建議，中國算力中心要建設(shè)領(lǐng)先的運(yùn)力設(shè)施，用更領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建千億物聯(lián)能力；打造堅(jiān)實(shí)的算力設(shè)施，在通用計(jì)算、人工智能計(jì)算等多樣性計(jì)算領(lǐng)域不斷突破；構(gòu)筑可靠的存力設(shè)施，讓數(shù)據(jù)存得下、跑得快、用得好。
“目前來看，暫時無法給出一個確切的時間來預(yù)測算力規(guī)模達(dá)到300EFLOPS的時間，但是可以肯定的是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的增加，算力增長的加速度會逐步凸顯?！敝袊?lián)通研究院未來網(wǎng)絡(luò)研究部總監(jiān)曹暢表示，要實(shí)現(xiàn)300EFLOPS的算力規(guī)模，需要在技術(shù)、投資、市場等多個方面取得突破性的進(jìn)展。需要研發(fā)更高效的算法和計(jì)算架構(gòu)，需要采用更先進(jìn)的芯片和硬件設(shè)備，需要優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸效率等。此外，還需要大量的投資來支持基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。
