算力三部曲 ——算力●算力網(wǎng)絡(luò)●算力經(jīng)濟(jì)

引言

2022年，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和建設(shè)數(shù)字中國(guó)被明確寫入了黨的20大工作報(bào)告、“東數(shù)西算”工程全面啟動(dòng)；2023年，人工智能大模型、AIGC、ChatGPT等快速崛起、迅速破圈；數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)對(duì)算力的需求之大前所未有。算力、算力網(wǎng)絡(luò)和算力經(jīng)濟(jì)已成為社會(huì)各界關(guān)注的熱詞，各領(lǐng)域、各學(xué)派眾專家學(xué)者紛紛投入其中，從各自的視角對(duì)算力、算力網(wǎng)絡(luò)和算力經(jīng)濟(jì)進(jìn)行定義、詮釋和研究，各大企業(yè)也紛紛進(jìn)入其中，大有“華山論劍”之勢(shì)。

1 算力時(shí)代 誰(shuí)主沉浮

1.1 什么是算力？

（1）源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的計(jì)算 談到算力一詞，自然就會(huì)想到計(jì)算與計(jì)算工具。追根溯源，計(jì)算本來(lái)是個(gè)數(shù)學(xué)用語(yǔ)，是一種將單一或復(fù)數(shù)之輸入值轉(zhuǎn)換為單一或復(fù)數(shù)之結(jié)果的一種思考過(guò)程；隨著社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算需求不斷增加，靠人的自然力無(wú)法完成。所以人們開(kāi)始研究各種“計(jì)算工具”，用以完成各種計(jì)算任務(wù)。計(jì)算工具經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史演變，孫凝輝院士在千名院士千場(chǎng)科普講座上對(duì)此進(jìn)行了梳理，如圖1所示。

圖1 計(jì)算的演進(jìn)（資料來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

《計(jì)算的腳步》作者王元卓研究員也談到：從早期用于計(jì)算的一根根算籌，到之后的機(jī)械式計(jì)算機(jī)、機(jī)電式計(jì)算機(jī)、電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)；再到現(xiàn)在被我們所廣泛使用的集成電路式計(jì)算機(jī)，再到“超能云終端”，計(jì)算范式已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。

（2）算力的定義及度量 算力即計(jì)算能力（Computing power，CP），諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者William D. Nordhaus指出：“算力是設(shè)備根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)的改變，每秒可處理的信息數(shù)據(jù)量”；廣義上講，算力具體涉及到：數(shù)據(jù)收集、傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)能力。

（3）算力的度量與分類 算力一般用 FLOPS（Floating-point operations per second），即每秒進(jìn)行的浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)來(lái)度量。例如 50 TFLOPS、100 PFLOPS，其中，T 代表每秒一萬(wàn)億次，P 代表每秒一千萬(wàn)億次；

早期一般將算力分為兩大類，通用算力和專用算力。算力多元化的趨勢(shì)非常明顯，AI算力越來(lái)越受到重視，各大智算中心建設(shè)如火如荼，所以可以將算力分為：算力、超算算力、智算算力和專用算力，如圖2所示。

圖2 算力分類圖

1-2 算力已成為核心生產(chǎn)力

（1）算力指數(shù) 算力指數(shù)是共選取 32個(gè)指標(biāo)，從算力、存力、運(yùn)力、環(huán)境四個(gè)維度衡量算力發(fā)展的綜合水平。

（2）中國(guó)算力指數(shù) 《2022—2023全球計(jì)算力指數(shù)評(píng)估報(bào)告》顯示，2022年，中國(guó)整體服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模保持6.9%的正增長(zhǎng)，占全球市場(chǎng)比重達(dá)25%，2017年至2022年的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)48.8%。從國(guó)家算力指數(shù)排名看，我國(guó)計(jì)算力水平位居全球第二，處于領(lǐng)跑者國(guó)家行列。

（3）中國(guó)算力蓬勃發(fā)展

算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新的生產(chǎn)力，對(duì)推動(dòng)科技進(jìn)步、賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著日益重要的作用。近年來(lái)，我國(guó)算力產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展、創(chuàng)新能力日益提升，截至2022年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)650萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)到180百億億次/秒。我國(guó)算力產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展、融合應(yīng)用深度不斷拓展。

1-3 算力時(shí)代 誰(shuí)主沉浮

（1）算力無(wú)處不在 算力的應(yīng)用日益普及，已經(jīng)滲透到社會(huì)的各行各業(yè)和普通百姓生活的方面面，從智能手機(jī)的普及就能說(shuō)明這一點(diǎn)。算力就像空氣一樣充滿了這個(gè)世界，算力無(wú)處不在。

（2）無(wú)算力不經(jīng)濟(jì) 超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量對(duì)算力的需求也達(dá)到了前所未有的高度和強(qiáng)度，算力已經(jīng)成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)持續(xù)縱深發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。沒(méi)有算力，一切數(shù)字技術(shù)無(wú)從談起，算力在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位越來(lái)越凸顯，完全有理由說(shuō)“無(wú)算力不經(jīng)濟(jì)”。

（3）得算力者得天下 算力是數(shù)智服務(wù)的核心，算力時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。國(guó)與國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力集中于以計(jì)算速度、計(jì)算方法、通信能力、存儲(chǔ)能力為代表的算力，未來(lái)誰(shuí)掌握了先進(jìn)的算力，誰(shuí)就掌握了發(fā)展的主動(dòng)權(quán)?？梢哉f(shuō)“得算力者得天下”。

2 算力網(wǎng)絡(luò) 連接?xùn)|西

2-1****算力網(wǎng)絡(luò)概述

（1）算力網(wǎng)絡(luò)的提出 “算力網(wǎng)絡(luò)”的概念源自華為研發(fā)的基于節(jié)點(diǎn)間通過(guò)算力

路由方式進(jìn)行算力負(fù)載均衡的CNF（Computing First Network）協(xié)議，經(jīng)討論將其譯成“算力網(wǎng)絡(luò)”。所以CFN協(xié)議也可視為俠義的算力網(wǎng)絡(luò)定義。

（2）算力網(wǎng)絡(luò)的定義

定義一 算力網(wǎng)絡(luò)，是融合了云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)的一體化服務(wù)生成、變更、調(diào)度、優(yōu)化的模式，更加強(qiáng)調(diào)算力和網(wǎng)絡(luò)融合后的架構(gòu)和對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義。

定義二 算力網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)業(yè)務(wù)需求，在云、網(wǎng)、邊之間按需分配和靈活調(diào)度計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源以及網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。

（3）算力網(wǎng)絡(luò)的特征 算力網(wǎng)絡(luò)需要滿足以下4個(gè)特征：

① 資源抽象 將各種資源抽象出來(lái)，作為產(chǎn)品的組成部分提供給客戶；

② 業(yè)務(wù)保證 以業(yè)務(wù)需求劃分服務(wù)等級(jí)、屏蔽底層的差異性；

③ 統(tǒng)一管控 統(tǒng)一管控云計(jì)算節(jié)點(diǎn)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)資源等；

④ 彈性調(diào)度 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)流量、動(dòng)態(tài)調(diào)整算力資源。

2-2 算力網(wǎng)絡(luò)與東數(shù)西算”

（1）“東數(shù)西算”工程的啟動(dòng) 2022年2月，國(guó)家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)等8地啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。至此，全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計(jì)，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。

（2）“東數(shù)西算”工程含義 “東數(shù)西算”工程，指通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進(jìn)東西部協(xié)同聯(lián)動(dòng)。

（3）算力網(wǎng)絡(luò)因“東數(shù)西算”而大火 算力網(wǎng)絡(luò)是“東數(shù)西算”的核心技術(shù)，“東數(shù)西算”工程的全面啟動(dòng)，使算力網(wǎng)絡(luò)受到各行各界的高度關(guān)注，算力網(wǎng)絡(luò)一詞隨之進(jìn)入大眾的視野。算力網(wǎng)絡(luò)因“東數(shù)西算”工程的啟動(dòng)而受到廣泛重視，帶來(lái)無(wú)限機(jī)遇。

2-3 算力網(wǎng)絡(luò)未來(lái)展望

（1）“互聯(lián)網(wǎng)下半場(chǎng)”中國(guó)新機(jī)遇 中國(guó)工程院院士劉韻潔教授，在中國(guó)2023算力大會(huì)上談到，“算力網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的下半場(chǎng)，我國(guó)具有從算力大國(guó)走向算力強(qiáng)國(guó)的歷史機(jī)遇”。我國(guó)在算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域處于先發(fā)與主導(dǎo)地位，算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將提升我國(guó)信息通信行業(yè)的自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，助力我國(guó)在全球高科技競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)權(quán)。抓住這個(gè)千載難逢的歷史機(jī)遇是時(shí)代賦予我們的歷史使命。

（2）算力網(wǎng)絡(luò)拉動(dòng)就業(yè) 中國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，上游為軟硬件及設(shè)備；中游為算力網(wǎng)絡(luò)及平臺(tái)，包括AI計(jì)算、邊緣計(jì)算、IDC服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、算力安全等；下游應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、政府、服務(wù)業(yè)、電信業(yè)、金融業(yè)、制造業(yè)、教育等領(lǐng)域。算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，會(huì)在眾多方面使普通百姓受益。

（3）算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展三個(gè)階段 隨著算力與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合持續(xù)走向縱深、算網(wǎng)應(yīng)用向千行百業(yè)持續(xù)拓展、算網(wǎng)產(chǎn)學(xué)研用共同體協(xié)作持續(xù)強(qiáng)化，我國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)正朝著高質(zhì)量發(fā)展的方向不斷邁進(jìn)。算力網(wǎng)絡(luò)第一個(gè)十年的發(fā)展可分為三個(gè)階段：算網(wǎng)協(xié)同階段、算網(wǎng)融合階段與算網(wǎng)一體階段。

3 算力經(jīng)濟(jì) 星辰大海

3-1 什么是算力經(jīng)濟(jì)？

（1）算力經(jīng)濟(jì)的提出 算力已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的核心生產(chǎn)力，如同20世紀(jì)70年代末提出的“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”一樣，越來(lái)越得到社會(huì)各界的共識(shí)，算力指數(shù)直接體現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2018年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)研究所研究員、第十四屆全國(guó)政協(xié)委員張?jiān)迫┦柯氏忍岢隽恕八懔?jīng)濟(jì)”的概念，并指出：以計(jì)算為核心的算力經(jīng)濟(jì)將成為衡量一個(gè)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的代表性指標(biāo)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的主要手段。

（2）算力經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生背景 算力經(jīng)濟(jì)的提出與發(fā)展，具有其特定的歷史背景。主要包括：互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮、物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的崛起、數(shù)字經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)得到國(guó)家層面的高度重視，更得益于信息、通信以及人工智能等眾多高新技術(shù)的快速發(fā)展?！端懔Γ簲?shù)字經(jīng)濟(jì)的新引擎》作者邢慶科在書中也談到了算力經(jīng)濟(jì)的大背景。

（3）算力經(jīng)濟(jì)的定義 定義一 狹義的算力經(jīng)濟(jì)，包括算力生產(chǎn)、算力調(diào)度、算力買賣、算力消費(fèi)等四個(gè)環(huán)節(jié)。只要以算力為核心生產(chǎn)要素和引擎，就都可以稱之為算力經(jīng)濟(jì)； 定義二 算力經(jīng)濟(jì)是一套經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，算力是串起多個(gè)行業(yè)的主線，它廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域與場(chǎng)景，并推動(dòng)整個(gè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的變化，

3-2 算力經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)及發(fā)展趨勢(shì)

（1）數(shù)字經(jīng)濟(jì) 數(shù)字經(jīng)濟(jì)和建設(shè)數(shù)字中國(guó)受到黨和國(guó)家的高度重視，要談數(shù)字經(jīng)濟(jì)與算力經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)，必要了解一下，究竟什么是數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)是指直接或間接利用數(shù)據(jù)來(lái)引導(dǎo)資源發(fā)揮作用，推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)可分為數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，同時(shí)也包括互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)。

（2）算力經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián) 數(shù)字經(jīng)濟(jì)已寫入黨的20大工作報(bào)告中，近來(lái)算力經(jīng)濟(jì)一詞引起關(guān)注，許多人都有一個(gè)疑問(wèn)，算力經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)有什么關(guān)系？帶著這個(gè)問(wèn)題作者進(jìn)行了思考，認(rèn)為：

算力經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)是在不同層面上對(duì)近代經(jīng)濟(jì)形態(tài)的描述，二者既有關(guān)聯(lián)又有不同。數(shù)字經(jīng)濟(jì)主要從大數(shù)據(jù)的角度出發(fā)考慮問(wèn)題，而算力經(jīng)濟(jì)是從計(jì)算能力角度出發(fā)考慮問(wèn)題。算力已上升為當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的新動(dòng)能、新引擎，不同經(jīng)濟(jì)形態(tài)下的關(guān)注點(diǎn)各有不同，如圖4所示。

圖4 四種算力經(jīng)濟(jì)形態(tài)下的關(guān)注點(diǎn)

（3）算力經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì) 算力經(jīng)濟(jì)會(huì)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要抓手，成為地方政府新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要手段。算力經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)具體表現(xiàn)為：首先，算力服務(wù)異軍突起；第二，超算與AI融合創(chuàng)新、智算中心列入新基建；第三，GPT大模型崛起、AGI時(shí)代來(lái)臨，催生模型作為服務(wù)MAAS商業(yè)模式；第四，中國(guó)算力網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入華山論劍時(shí)代。

3-1 算力經(jīng)濟(jì) 星辰大海

（1）算力-算力網(wǎng)絡(luò)-算力經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián) “東數(shù)西算”工程規(guī)劃了8大算力樞紐節(jié)點(diǎn)和10大數(shù)據(jù)中心集群，算力節(jié)點(diǎn)成為算力的核心載體，單獨(dú)的算力節(jié)點(diǎn)如同“孤島”，算力網(wǎng)絡(luò)恰好將這些“孤島”連接起來(lái)，算力經(jīng)濟(jì)就是建立在算力和算力網(wǎng)絡(luò)之上的一種經(jīng)濟(jì)形態(tài)，三者（稱之為算力三劍客）的關(guān)聯(lián)可以用一張抽象圖表達(dá)，如圖5所示。

圖5 算力三劍客關(guān)聯(lián)圖

（2）算力經(jīng)濟(jì) 未來(lái)暢想 算力經(jīng)濟(jì)的普及需要類似電力插座一樣的算力插座；未來(lái)會(huì)出現(xiàn)類似發(fā)電廠的算力工廠，尤其是在東數(shù)西算西部新能源發(fā)達(dá)地區(qū)；網(wǎng)絡(luò)通信公司通過(guò)實(shí)施算網(wǎng)融合戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型為算力供應(yīng)商；超算云公司（超算互聯(lián)網(wǎng)）、網(wǎng)絡(luò)通信公司（算網(wǎng)融合）甚至國(guó)家電網(wǎng)（近電廠算力中心）等分別從不同的技術(shù)途徑搶占算力服務(wù)市場(chǎng)，鹿死誰(shuí)手尚未可知；國(guó)家算網(wǎng)、算力調(diào)度、算力交易等方面的新型組織機(jī)構(gòu)和平臺(tái)的建設(shè)會(huì)有序推進(jìn)；算力服務(wù)的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)確保算力服務(wù)健康發(fā)展。

（3）算力經(jīng)濟(jì) 星辰大海 算力服務(wù)快速崛起，東數(shù)西算工程開(kāi)啟算力經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力經(jīng)濟(jì)大潮滾滾而來(lái)。算力經(jīng)濟(jì)會(huì)發(fā)展到什么程度我們還無(wú)法預(yù)知，就像當(dāng)年價(jià)格昂貴只有極少數(shù)人能用得起“大哥大”，發(fā)展到今天極其普及的智能手機(jī)一樣，超出人們的想像！科幻小說(shuō)《雪崩》中描述的“元宇宙”越來(lái)越變得可能。未來(lái)，算力經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合互動(dòng)，算力經(jīng)濟(jì)將會(huì)使人類走向更加廣闊的星辰大海。