過(guò)去幾十年間,中國(guó)科技體系和美國(guó)科技體系之間的關(guān)系是“跟隨者與領(lǐng)先者”的關(guān)系,中國(guó)一直跟在美國(guó)后面亦步亦趨,雖然在這個(gè)期間,中國(guó)也依靠自身的研發(fā)力量做了很多技術(shù)創(chuàng)新,但大致的方向還是跟美國(guó)科技體系的演進(jìn)方向保持一致的。算力網(wǎng)絡(luò)可能將是一個(gè)例外。我認(rèn)為,算力網(wǎng)絡(luò)將是中美科技路線(xiàn)演進(jìn)的分野之處。
- 01 -
當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)規(guī)模爆炸式增長(zhǎng),人類(lèi)在2019~2021年三年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量達(dá)到184ZB,相當(dāng)于之前人類(lèi)產(chǎn)生數(shù)據(jù)量的總和。如何去處理這些數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息呢?這需要龐大的算力和精確的算法。
今天,數(shù)據(jù)、算力、算法是信息社會(huì)發(fā)展的三要素,也被譽(yù)為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展的三駕馬車(chē)。數(shù)據(jù)是生產(chǎn)資料,海量?jī)?yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)算法持續(xù)演進(jìn)的基礎(chǔ)養(yǎng)料;算法是生產(chǎn)關(guān)系,是處理數(shù)據(jù)信息的規(guī)則與方式;算力是生產(chǎn)力,體驗(yàn)為數(shù)據(jù)處理與算法訓(xùn)練的速度與規(guī)模。
其中,算法需要通過(guò)科學(xué)家研究實(shí)現(xiàn),海量數(shù)據(jù)來(lái)自于各行各業(yè)的人和物,數(shù)據(jù)的處理需要大量算力,算力是智能的基礎(chǔ)平臺(tái),由大量計(jì)算設(shè)備組成。從理論上說(shuō),算力越強(qiáng)的社會(huì),其整體效率越高、財(cái)富創(chuàng)造也快、社會(huì)治理越高效。
有分析顯示,當(dāng)一個(gè)國(guó)家的計(jì)算力指數(shù)達(dá)到40分以上時(shí),國(guó)家的計(jì)算力指數(shù)每提升1點(diǎn),其對(duì)于GDP增長(zhǎng)的推動(dòng)力將增加到1.5倍,而當(dāng)計(jì)算力指數(shù)達(dá)到60分以上時(shí),國(guó)家的計(jì)算力指數(shù)每提升1點(diǎn),其對(duì)于GDP增長(zhǎng)的推動(dòng)力將提高到3倍,對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用變得更加顯著。簡(jiǎn)而言之,得算力者得天下!
- 02 -
那如何獲得算力呢?在回答這個(gè)問(wèn)題上,美國(guó)、中國(guó)正在探求不同的道路方向。當(dāng)前,美國(guó)科技企業(yè)依然沿著老路,依靠芯片的不斷突破,形成聚集效應(yīng)去獲得更大的算力,這里面有兩條路徑:第一個(gè)路徑就是沿著摩爾定律在單片上延伸,第二個(gè)路徑就是通過(guò)3D集成。對(duì)美國(guó)而言,這條路還沒(méi)有走到盡頭,選擇走下去可以說(shuō)是最佳選擇。
可以看到,這兩三年間,美國(guó)一直牢牢地掌握著超級(jí)計(jì)算機(jī)排行榜的前幾名,F(xiàn)rontier運(yùn)算速度達(dá)到每秒1.1百億億次,這就是美國(guó)在這條道路上的取得的成效。但對(duì)于中國(guó)而言,情況就不一樣了。
當(dāng)前,中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)格的半導(dǎo)體進(jìn)出口管制,尤其是先進(jìn)進(jìn)程的半導(dǎo)體,尤為嚴(yán)格,這在很大程度上扼殺了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不光是芯片購(gòu)買(mǎi)和應(yīng)用層面,更關(guān)鍵的是芯片的研發(fā)、生產(chǎn)、制造都受到了嚴(yán)重的影響,先進(jìn)的芯片買(mǎi)不到、設(shè)計(jì)芯片的軟件買(mǎi)不到、生產(chǎn)芯片的硬件設(shè)備買(mǎi)不到,供應(yīng)鏈安全問(wèn)題、計(jì)算成本激增問(wèn)題,正在成為中國(guó)一切與計(jì)算相關(guān)產(chǎn)業(yè)必須面對(duì)的困境。
同樣,在超級(jí)計(jì)算機(jī)的榜單上,就能看到中國(guó)產(chǎn)業(yè)界當(dāng)前的困境,曾經(jīng)中國(guó)的太湖之光、天河二號(hào)都曾雄踞超級(jí)計(jì)算機(jī)的榜首,近年來(lái),已經(jīng)難再現(xiàn)此壯舉。這也決定了中國(guó)無(wú)法走美國(guó)那條路。一個(gè)山頭有兩頭猛虎,其中一頭居高臨下,占據(jù)地理優(yōu)勢(shì),封死了另一頭的上山之路,這是Top2國(guó)家之間必然的斗爭(zhēng),在一方落敗前,這場(chǎng)斗爭(zhēng)不會(huì)停止。
-03-
那中國(guó)應(yīng)該怎么辦?中國(guó)只能另辟蹊徑。面對(duì)美國(guó)長(zhǎng)期化、穩(wěn)定化的科技封鎖策略,中國(guó)拿出了非常多的應(yīng)對(duì)措施。在產(chǎn)業(yè)與技術(shù)層面,這個(gè)應(yīng)對(duì)可以分為三個(gè)層面。
第一,補(bǔ)短板:傾產(chǎn)業(yè)之力,補(bǔ)足國(guó)內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體的研發(fā)、制造能力,所以我們看到2019年之后芯片國(guó)產(chǎn)化的大潮;
第二,繞開(kāi)卡脖子問(wèn)題,大力發(fā)展新興技術(shù),因?yàn)樾屡d技術(shù)意味著新的基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈,包括半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。
第三,對(duì)先進(jìn)算力的集中化使用和集約化發(fā)展。這是中國(guó)拿出的第三個(gè)應(yīng)對(duì)思路——將先進(jìn)算力進(jìn)行集中化建設(shè),以節(jié)約各個(gè)企業(yè)、行業(yè)的算力投資,繼而降低社會(huì)對(duì)先進(jìn)半導(dǎo)體及相關(guān)設(shè)備的依賴(lài)程度,提升整個(gè)國(guó)家的計(jì)算產(chǎn)業(yè)安全能力。
如何讓高效實(shí)現(xiàn)先進(jìn)算力的集中化使用和集約化發(fā)展?這就需要構(gòu)建一張真正可以將集中化算力帶到應(yīng)用空間中的網(wǎng)絡(luò),這也是算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心必要性所在。中國(guó)另辟的這條“蹊徑”就是——算力網(wǎng)絡(luò)。
-04-
那算力網(wǎng)絡(luò)到底是什么呢?而廣義上來(lái)看,算力網(wǎng)絡(luò)的概念并不難理解。
“東數(shù)西算”的整體邏輯是在西部地區(qū)建立數(shù)據(jù)中心,將西部產(chǎn)生的算力與東部的算力需求結(jié)合起來(lái)。但算力和需求之間如何高效聯(lián)接呢?這就需要一張新的網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載算力生產(chǎn)與需求的匹配。這張網(wǎng)絡(luò)就是算力網(wǎng)絡(luò)。按照當(dāng)前算力網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,未來(lái)中國(guó)的所有網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源,都將匯集到一個(gè)龐大算力池中,通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度,最終實(shí)現(xiàn)業(yè)界始終在暢想的“算力像水、電一樣隨時(shí)取用”,甚至把中國(guó)構(gòu)建成一臺(tái)容量無(wú)限、一直在線(xiàn)、智能高效、即開(kāi)即用的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。
對(duì)中國(guó)而言,算力網(wǎng)絡(luò)的重大意義在于,算力網(wǎng)絡(luò)能夠繞開(kāi)高端芯片的限制,以網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)組織算力,按需調(diào)用,滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)于算力日益增長(zhǎng)的需求。從算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成上看,算力基礎(chǔ)設(shè)施從云向算泛在演進(jìn),其位置的分布從中心向邊緣和端側(cè)泛在延伸,將出現(xiàn)云、邊、端三級(jí)算力架構(gòu)。
中心,指的是云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心,成千上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器聯(lián)結(jié)成一片計(jì)算云。邊緣,邊緣是相對(duì)中心而言的,數(shù)據(jù)不需要再傳送至遙遠(yuǎn)的云數(shù)據(jù)中心處理,而是就近在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)完成數(shù)據(jù)分析和處理,更加高效和安全。未來(lái),邊緣算力將大于中心算力。終端,即PC、手機(jī)、智慧電視,甚至是家庭的機(jī)頂盒、智能水電表等一切具備聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算能力的設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,將會(huì)有海量終端接入到網(wǎng)絡(luò)中,匯集這些社會(huì)閑散設(shè)備的存量算力,就是算力共享。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),算力是泛在的。從供給端看,算力網(wǎng)絡(luò)可以整合計(jì)算資源,將分散、獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心、計(jì)算中心整合起來(lái),形成“集中力量辦大事”的效果;從消費(fèi)側(cè)看,算力網(wǎng)絡(luò)則可以提供確定性的計(jì)算體驗(yàn),把算力變成以最簡(jiǎn)單、低成本方式輸送到企業(yè)。
從應(yīng)用上看,國(guó)家級(jí)的算力網(wǎng)絡(luò)價(jià)值極大。聚全國(guó)算力來(lái)滿(mǎn)足新興科技的龐大算力需求,將成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。從安全監(jiān)管側(cè),算力網(wǎng)絡(luò)是一次國(guó)家之間圍繞計(jì)算發(fā)展方向與計(jì)算供應(yīng)鏈安全的出牌。高度安全、統(tǒng)一,且有國(guó)家背書(shū)的算力網(wǎng)絡(luò),還能有效解決數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題。
-05-
算力網(wǎng)絡(luò)這么好的事情,為什么美國(guó)不動(dòng)這個(gè)念頭呢?
事實(shí)上,美國(guó)也不是沒(méi)想過(guò)“算力網(wǎng)絡(luò)”這條路。谷歌、IBM等科技巨頭,早些年就在美國(guó)相對(duì)地價(jià)、能源價(jià)格低廉的地區(qū)搭建數(shù)據(jù)和計(jì)算中心,再通過(guò)全國(guó)性網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐自身的科研與業(yè)務(wù)應(yīng)用,這已經(jīng)算是算力網(wǎng)絡(luò)的雛形。
但是,美國(guó)的體制問(wèn)題,決定了它無(wú)法在整個(gè)社會(huì)層面去打造一張算力網(wǎng)絡(luò),哪怕谷歌、微軟這些最頂級(jí)的科技公司,其打造的算力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋難度、應(yīng)用差異都相對(duì)有限。而政府層面沒(méi)有辦法去促進(jìn)這些科技巨頭共同融合去打造一張算力網(wǎng)絡(luò)。
美國(guó)政府做不成的事情,中國(guó)政府則可以做到,這正是中國(guó)的體制優(yōu)勢(shì)。從“東數(shù)西算”國(guó)家工程的規(guī)劃上,我們就能看到中國(guó)的決心,而東數(shù)西算的下一步正是覆蓋全國(guó)、融合大大小小不同屬性算力中心的算力網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)然,算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)在今天還處于頂層設(shè)計(jì)和探索性建設(shè)的初級(jí)階段。它的有效搭建,需要數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營(yíng)商、云計(jì)算服務(wù)商,以及企業(yè)用戶(hù)、政府機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)組織的協(xié)同配合。算力網(wǎng)絡(luò)代表著科技舉國(guó)體制的創(chuàng)新,同時(shí)這也是一個(gè)缺乏參照系的發(fā)展思路,算力網(wǎng)絡(luò)注定會(huì)走入一條無(wú)人踏足過(guò)的道路。