“东数西算”将是世纪新型基础设施

本文转自：北京日报

在全国范围内实现算力和应用资源按需调度——

“东数西算”将是世纪新型基础设施

唐卓

随着我国现代化工业的飞速发展，互联网、制造业、服务业等行业日益增多的数据无时无刻不在考验着国家信息化基础设施的承受能力以及调度能力。“东数西算”是在全国范围内实现算力和应用资源按需调度的基础设施工程，是以算力中心、数据中心、高速网络为基础设施，由云计算、大数据以及智能计算为核心技术构建的一体化新型算力网络体系。我国东部地区数据产生量大、数据密集、算力资源紧张，西部地区地域广袤，拥有比东部地区更丰富的可再生资源，充分利用西部地区的计算资源来高效执行东部地区有巨大计算需求的数据，能够在全国层面更高效地支撑以降低全社会能耗为目标的计算方式，更稳定地解决算力增长需求，实现绿色可持续发展。

新基建已经被证明是繁荣数字经济的基石，毫无疑问像城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、人工智能和工业互联网等领域的新基建绝大部分将在东部经济发达省份和地区进行，而随着新基建的推进与其规模性效益的发挥，海量的数据将密集地产生在我国中东部地区，极大促进中东部地区算力需求的增长。从这个意义上说，“东数西算”将是我国推进新基建的有效保障，是基础设施的重要组成部分，其意义远不止于数据中心和算力中心的建设，而在于能够将现有的和将来的数据中心与算力中心在区域内与全国范围内连接成网，建设成为国家新基建工程的骨架，更高效地联通全局计算存储与网络资源，更合理地引导数据和应用的布局，以更绿色的能耗开销实现全国算力的规模化与高可扩展性。

“东数西算”将是我国建立在能源优化布局上的世纪新型基础设施，是在全国范围内按区域建设数据中心枢纽、实现数据迁移和算力平衡化的高速互联网络，主体上主要包括算力枢纽与算力网络的建设，除了带动我国数据产业的投资优化，还将在更大程度上实现数据产业的优化布局。

随着“东数西算”以及多层次数据中心布局的逐步推进，国家高性能算力网络将成为支撑东部数据到西部运算的重要基础设施，其组成将包括高速数据中心直连网、云网一体化、高性能边缘接入网以及数据中心内部高速网络等，需要加速实现多云间、云和数据中心间以及云和网络间的资源联动，真正实现云网融合。重点是建设区域数据中心间的按需弹性网络，优化网络结构，实现数据中心间的带宽资源可按时/按需调整，减少数据绕转时延。数据中心端到端单向网络时延原则上能控制在10毫秒范围内，是保证网络实时性、实现全面云接入、提升跨区域算力调度水平的基本保障。

高性能算力网络从字面上理解是算力资源信息的分发网络，是算力资源提供方与算力消费方之间的高速互联平台。本质上要求高带宽、低延时，支持带宽的弹性分配，可通过高速数据传输、共享与任务分发的手段来实现算力资源的合理调度，进而降低能耗。这种以算为中心、网为根基，将“网、云、数、智、安、边、端、链”等深度融合并提供一体化服务的方式，将实现从以网络为核心的信息交换到以算力为核心的信息数据处理的转变。

国家高性能算力网络的定位可以从国家层面和地域层面两个不同的角度来分析。从国家层面来看，是以八个核心算力枢纽节点为核心，建设算力枢纽的数据中心内网络、数据中心间网络以及跨地域的算力枢纽间网络。八个节点的布局建设，定位不同，发挥的作用也有所不同。贵州、内蒙古、甘肃、宁夏这四个节点要打造面向全国的非实时性算力保障基地，定位于不断提升算力服务品质和利用效率，充分发挥其资源优势，夯实网络等基础保障，积极承接全国范围的后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝四个节点要服务于重大区域发展战略实施需要，定位于进一步统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局，实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续，优化数据中心供给结构，扩展算力增长空间。

在省市区域层面，可以国家超算中心、地方超算中心和大型算力中心为核心，先行建设超算中心与各规模以上数据中心间的星型网络，面向大型AI模型训练、反恐/应急等时间上算力需求不均衡的应用以及高分影像数据处理、超大型机械/流体仿真等数据密集型与计算密集型应用等，建设按需分配与弹性调整的算力网络基础设施，通过算网一体的云网融合架构，实现基于骨干、城域的网络资源层、算力路由层，建立多中心间的一体化算力平台和算力服务层，进而实现数据密集型与计算密集型应用在算力网络环境下的适配和部署，满足传统高性能计算应用的弹性需求和扩展性需求。

（作者为国家超级计算长沙中心总工程师、湖南大学信息科学与工程学院教授）