算力網絡作為架構在IP網之上、以算力資源調度和服務為特征的新型網絡形態,成為通信企業關注焦點,三大運營商紛紛發布算力網絡規劃。在政策層面,構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡,被正式納入國家新型基礎設施發展建設體系。
與此同時,在場景與技術的雙輪驅動下,算力與網絡融合成為新發展趨勢,在云網融合基礎上,行業正在邁向算網一體的新階段。可以預見,2022年算網一體將走深走實,“算力”將成為建網首要驅動力。
驅動力
業務場景需求是驅動算力網絡的核心因素。隨著邊緣計算業務的逐步展開,各類行業用戶對于邊緣計算性能的需求也日益明確,特別是在多個邊緣計算節點可選的情況下,用戶希望能夠根據其位置到計算節點之間的時延以及用戶自身業務需求情況,綜合選擇計算與網絡資源,即將算力資源與網絡資源融合后提供給上層業務調用,也就是算網融合服務。
“從算力網絡所倡導的技術理念中可以看出,算網一體是結合5G、泛在計算與AI的發展,在云網拉通和協同基礎上的下一個網絡發展階段。”中國聯通研究院首席科學家唐雄燕表示。
算網一體是在云網融合的基礎上,強調結合未來業務形態的變化,在云、網、芯3個層面持續推進研發,實現應用部署匹配計算、網絡轉發感知計算、芯片能力增強計算。
算網融合是在云網融合大的框架下。中國電信研究院副院長陳運清表示,運營商要做云網融合的整體網絡架構,算力作為要素滲透到云網各方面。而且在引入5G以后,云網邊端更為復雜,如何通過算力網絡適配資源節點多樣性就成為算力網絡迫切需要解決的問題。
技術路線
為了實現算網一體,需要解決算力度量、算力感知、算力路由、算力交易,以及算力編排等系列難題,因此算力網絡技術應運而生。
算力網絡作為一種新型網絡技術方案,在“5G+MEC”時代,邊緣服務的網絡結合云網融合領域算力下沉、服務異構、網絡簡化等新趨勢,探索“云-邊-端”多級計算資源和服務能力,并通過承載網智能調度和高效分配的方式。算力網絡需要網絡和計算高度協同,將計算單元和計算能力嵌入網絡,通過計算成網的方式,利用泛在閑散算力來緩解算力的潮汐效應,提高計算資源利用率。
為了實現算網資源的融合供給,需要逐步解決度量、感知、路由、交易、編排等多方面的技術難題。
由于算力資源并不像電力那樣,能夠用“度/千瓦時”這樣的單位簡單地進行量化,尤其考慮到CPU、GPU、FPGA、ASIC等不同芯片的類型,更是難以進行統一的衡量。因此需要在標準規范的基礎上,量化異構算力資源以及多樣化業務需求,建立統一的描述語言,給算力資源賦予可度量、可計費的標準單位。目前業界研究機構、產業聯盟、標準組織等已經認識到這個問題,紛紛從不同角度展開了研究工作。
算力感知方面,有兩種技術路線,一種是由資源所有方主動提供資源信息,并通過網絡或者云管、資源管理等集中系統告知用戶;另外一種則是由網絡或者集中系統主動去探知資源信息。目前兩種技術路線都處在不斷發展的過程中。針對用戶需求的感知,初期可以采用用戶意圖驅動的方式主動提供資源需求信息,后期隨著人工智能算法的成熟,可以使用流量預測模型結合AI深度神經算法,從資源需求、資源消耗等方面進行預測,實現資源預配,加快資源部署速度,提升資源整體利用率。
算力路由將網絡資源信息與算力資源信息有機地整合,以用戶為中心來提供算力資源視圖,讓用戶能夠清楚地了解各類算力資源的分布情況與報價情況,從而確定最優的資源組合,成為算網融合服務的關鍵技術發展方向。
挑戰
算力網絡發展面臨技術、商業模式等多方面的挑戰。陳運清表示,目前算力感知、算力路由都處在初級發展階段。“找到既滿足云網融合,又滿足需求的典型算力網絡方式是行業面臨的一大挑戰。”
其一,單芯片、單設備的計算能力遇到了制造工藝、多核集成數量等方面的瓶頸,這就要求多芯片、多算力設施的聯合服務。其二,5G核心網的云化部署使得邊緣計算成為了可能,邊緣計算要求計算的單元貼近用戶,網絡的服務質量成為評價邊緣計算基礎能力的重要標準。其三,隨著AI識別、大視頻、科學計算等新業務的發展,算力類型在CPU通用計算的基礎上,不斷向GPU、ASIC等專用類型擴展,需結合用戶快速接入計算服務的要求,計算節點在網絡中的布局也需要結合網絡情況和業務需求綜合考慮。
針對上述挑戰,業界專家表示,建議加強頂層設計,通過“以算聯網,以網促算”的方式進行計算和網絡的聯合布局優化,并通過計算成網彌補我國計算芯片單體的自主可控短板。
在商業模式方面,業內專家提出了通過基礎資源附加更多業務的強管道模式,“聯接+計算”的一體化服務場景的強平臺模式和結合IPv6+等數據通信新技術的強網絡模式。
算力網絡的產業發展、生態建設及商業落地,需要產業各方共同努力。通過制定網絡架構和接口標準形成業界統一的算力網絡技術體系,指引產業鏈各方進行產品開發、商用落地和運營維護,促成產業伙伴間高效合作與協同,促進算力網絡的可持續健康發展。