构筑数字经济新设施,探索数字环境新动能

2024-01-25 06:31■文/沈
张江科技评论 2023年6期
关键词:专网算力数字化

■文/沈 鸣

面对数字经济新形势,科技的演进和创新将促进基建能力和新兴技术加速融合发展,算力成为新型科技生产力,算力应用的发展对数字化设施提出更高的要求。基于智云网络、5G 加持和AI 赋能三大核心能力的数字化新设施将大幅提升产业数字化应用环境能级。

数字能力新趋势

在当今时代,数字经济和数字生活紧密相连,双轮驱动。我国的数字经济发展非常快,虽然其在国内生产总值(GDP)中的占比目前稍落后于美国,但按照现在的发展趋势,我国在2025 年之前很有可能超过美国,成为全球数字经济规模最大的国家。

数字经济可以分很多种类,有的面向生活,有的面向智慧城市,有的面向产业。数字经济的发展不受区域的限制。例如,我国内蒙古、贵州等地建设了一些超大规模的算力中心,这些算力中心的建设也带动了当地数字经济的发展。

我们现在处于一个追求科技的新时代,很多专家将其定义为信息化时代、智能时代和智慧时代。在这样的时代,很多发明创造仅靠一个科学家的努力是远远不够的。近几年,很多涌现诺贝尔奖获奖成果的前沿领域,像量子、物理、生物工程都需要大量算力的支持,这表明前沿科技的发展已离不开数字经济的底座能力——算力。

算力是智能世界的关键需求,元宇宙、数字孪生、智慧管理等各个领域都需要算力的支持。2023 年上半年以来,ChatGPT 的火热使大型语言模型纷纷面世,也导致了算力的紧缺。同时,算力的发展也打破了摩尔定律,原来芯片性能18 ~24 个月才能翻倍,现在只需要100 天即可翻倍。

算力是数字经济中一个重要的生产力。近几年的数据表明,在算力中每投入1 元,可带来3 ~4 元的经济产出。2022 年,我国的数字经济总规模为50 万亿元,比2021 年增长了10%,这个发展速度已经超过了我国的GDP 增速。在基础算力、智能算力和超算算力这3 种算力中,智能算力的发展非常快,未来对它的需求非常紧迫。

算力引领了科学研究的新范式。数千年来,人类的很多研究发明是随着时代的发展或者技术手段的逐步提升而出现的。第一阶段是经验式的发明,通过观察、认知世界来获得科学定理。第二阶段是理论推理,通过公理、定律推导出新的定律(如牛顿三大定律)。第三阶段是智能算力时代,通过模拟、仿真来推动科学的发展。第四、第五阶段,在拥有了大量数据和人工智能(AI)之后,很多复杂的计算都可以交由机器完成,科学家只需把握科学方式和科学逻辑。从这个意义上说,AI 改变了我们的科研方式,形成了一种新的能力。

算力将对各个领域发挥颠覆性作用。在前沿科技领域,量子信息、基因排序、生物医药、能源、材料都离不开算力的支撑。很多“大国重器”(如空间站、航空母舰、超级计算机等)的建造也需要算力模型的支持。

中国信息通信研究院2023 年发布的算力白皮书的数据显示,目前美国的算力在全世界中占比为34%,中国的占比为33%,我国未来一两年很有可能超过美国,成为算力第一大国。同时,我国实施了“东数西算”工程,在全国范围内布局算力中心,使算力分布逐步形成体系。此外,我国大力推动算力中心的能力建设,相关政策包括“十四五”的数字经济发展规划和智能制造规划等。可以看出,基于AI 的需求会越来越多,这些需求的背后都需要算力的支持。

我国的算力发展有3 个主要驱动力。一是“东数西算”工程的全面启动。该工程将在京津冀、长三角等八地建设国家算力枢纽节点,并规划10 个国家数据中心集群。二是AI 让智能算力的需求爆发。智能计算正在重塑云、软件、芯片产业,还在影响其他产业的智能化转型。三是算力发展成为国家发展的重要内容。算力的发展不仅能够促进经济发展,也将对国家的科研能力、军事能力起到非常大的作用。

数字环境新动能

面对数字经济的蓬勃发展以及AI 的爆发式需求,算力紧缺成为日益突出的问题。面对这种状况,思考如何为产业数字化或者数字产业化提供新的数字化环境变得更加重要。

从内生需求来说,丰富的数字化生活、工作和休闲都需要数字化能力,这些需求在未来会越来越多。另外,数字化应用对新基建的要求也越来越高,既要体验好,也要能力强,还要快速,这给云网带来非常大的挑战。同时,产业的发展也需要智能算力、智能连接和AI 应用的服务供给。

技术发展在不断演进,包括5G、区块链、物联网在内的新技术融入了很多传统领域,如网络、云、算力等,衍生出很多新的能力。算力也在向边缘下沉,支撑边缘生态构建。

新型数字化环境建设将构建三大核心能力:智云网络、5G 加持和AI 赋能。

●智云网络

当今时代,很多人都处在“三栖”网络中。第一个网络是家庭网络。在数字化程度较高的家庭环境中,所有电器设备、终端都处于一个家庭网络中。第二个网络是行业专网。政务、教育、工业、医疗行业都有自己的专网,甚至一些企业也有自己的专网,实现专网内部安全访问,与其他网络隔离或者授信访问。第三个网络是互联网。互联网实现了各类公开资源的访问和信息交互,是一张全球性的公众网络。

智云网络实现了“三栖”网络的融合和安全访问,以云化处理和切片进行安全保护以及资源调度,上网先上云,将网络的控制、网络的调度都部署在云上,这样就可以通过云上控制来实现网络互联互通和按需随选。在授信的条件下,可以快速建立可信通道,实现家庭网络、行业专网、互联网的安全互通和可靠访问。同时,智云网络通过智能切片构建大内网和多通道,实现多网多速的智云专网,既能是超高带宽的智能算网,也能是个性多样的行业专网。

●5G 网络

5G 网络是一种分布式的移动通信网络,它的弹性调度、管理能力和分布式接入可以与有线网络、算力和云计算等技术进行充分融合。

5G 加持,即通过“5G +云Wi-Fi +智云网络”形成了无边界的融合、泛在网络。基于5G 核心网的C/U( 控制平面和用户平面) 分离式架构,能够发挥5G 在实时分流、实时选路、带宽控制、连接控制、时延控制、连续性保障等方面的优势,通过用户面功能(UPF)下沉到边缘网络和边缘计算,与属地有线和无线网络融合,在家庭、企业、公共区域等不同区域实现多样接入、多网访问,内外网智能随选和无感知超速体验。

●AI 赋能

在AI 赋能方面,通过边缘计算、算法大模型提供AI 基础设施。AI 赋能逐步从“预测推断型”走向“内容生成型”,从专用走向通用。以前的AI 是判断式的,以感知理解世界为主,像地图导航、人脸识别、语音识别等。2022 年是AI 发展的一个重要拐点,ChatGPT 让我们感受到了AI 的创造力和无限可能。AI 背后有很多模型的支持,以往大部分模型是针对特定任务的专用模型,一个模型解决一个问题,通用大模型的诞生让AI 有了更多的创新和思考,开始生成和创造世界,一个模型应对多种任务、多种模态,更接近人类的大脑。

AI 的应用需要更好的舞台,新型数字化环境将众多算法、模型在AI 中台进行了集成,充实了AI 中台,开展算力应用创新,构建面向不同行业需求的“算法仓、模型库”,提供AI 超市服务,打造算法和模型的生态圈。很多模型的应用框架和接口差异性很大,AI 中台统一了AI 能力基座,适配第三方算法和模型的差异性,实现算法和模型的“即插即用”。在AI 中台之下,构建异构算网一体化调度平台,将不同算力进行整合,实现产业各方之间算力资源的调度和互补,构建超级算力底座,提供强大的发动引擎,让AI 和应用跑得更顺畅。

基于这三大核心能力,构筑优质的数字经济新设施,还需积极联合产业各方的协同合作,共同探索科技与智能的新发展,促进AI、大模型、元宇宙、区块链等前沿应用的探索实践,推动数字化应用快速发展,为各行各业提供更优质的服务,全面助力数字经济与实体经济共同繁荣。

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