中国储能网讯:通信世界网消息(CWW)在数字经济蓬勃发展的今天,随着5G、人工智能、物联网等技术的快速进步,算力需求呈现指数级增长。如何高效、安全、公平地分配和利用算力资源,亦成为重要课题。在此背景下,“算力互联网”应运而生,这一创新模式旨在通过互联互通的算力网络,实现资源的优化配置和共享。
何为算力互联网
算力互联网,简而言之,是一种通过高速互联网络将分散的算力资源(如数据中心、云计算节点、边缘计算设备等)进行整合、优化和分配的新型基础设施,用户可以根据需求灵活调用统一资源池中的算力。这一模式能够极大提升算力使用效率,推动数据的高效处理和应用,从而为各行各业提供强大的计算支持,推动智慧城市等领域快速发展。
随着人工智能、大数据、区块链等技术的高速发展,传统计算架构难以满足指数级攀升的算力需求,算力资源正加速向网络化、协同化方向演进。据IDC预测,2025年全球算力规模将突破3000EFlops,其中超过40%的算力将通过算力互联网实现跨地域调度。算力互联网的发展,不仅体现在规模的扩张上,还体现在算力并网、任务切片、智能调度等技术的创新和应用拓展方面。例如,华为昇腾、英伟达DGX Cloud等解决方案已实现毫秒级算力响应。作为新型信息基础设施,算力网络正推动接入网络、固定网络、移动网络的算力化发展进程,产业格局快速成型,商业模式逐步成熟。未来,随着通信技术的演进和量子计算的发展,算力互联网亦有望实现“空天地海”的全域覆盖。
在理想与现实之间:前行道路上的困境
尽管星辰大海的征途已然开启,但算力互联网的发展仍布满技术沟壑,面临诸多现实挑战,需要经历所有颠覆性技术必经的阵痛期。
技术协同难题:资源分布不均,协同调度难度大
算力互联网的构建并非易事。首先,算力中心分布广泛,不同算力中心在资源类型、管理策略等方面存在巨大差异,如何突破超宽带、超低时延的网络连接技术,实现跨区域、跨企业的算力调度,如何确保异构算力资源的高效互联与共享,仍是亟待攻克的技术难题。其次,芯片和指令系统的异构性也给统一调度带来了挑战。不同厂商的硬件架构、接口标准存在差异,导致算力资源难以高效调度,需要在底层芯片适配和调度机制上进行大量研发,在一定程度上影响了算力互联网的普及。
市场困境:供需失衡与成本难题
尽管算力需求呈爆发式增长,但供需之间仍存在失衡。一方面,互联网行业占据大部分算力资源,而其他垂直行业的算力需求匹配度不足。部分传统行业对算力的应用场景理解有限,仍将算力等同于“买服务器”,而非业务赋能工具,因而难以有效结合业务需求进行数字化转型。另一方面,算力市场缺乏统一的“度量衡”,不同算力提供商的服务标准、计费方式各异,增加了用户选择和使用算力的感知成本,与水电“即插即用、按需付费”的收费模式相比,算力在度量、计价和交付模式上仍需要进一步完善和优化。此外,算力资源的成本构成复杂,包括硬件设备采购成本、运维成本、能耗成本等,且使用效率也会影响计价。
能耗压力:绿色转型的挑战
随着算力规模的不断扩大,能耗问题日益凸显。数据中心作为算力基础设施的核心,其能源消耗占全球总用电量的1%~2%,且仍在快速增长。目前,全球仍有大量数据中心依赖煤炭、天然气等传统能源供电,导致碳排放居高不下。例如,Meta位于美国俄勒冈的数据中心曾因冷却需求巨大,采用高耗能的备用制冷方案,而引发居民用水争议。如何在满足算力需求的同时,实现绿色低碳发展,如通过技术创新采用更高效的冷却系统、优化服务器架构等,是算力互联网必须解决的问题。未来,算力的竞争不仅是规模的比拼,更是“每瓦特算力”的较量。
保障与规范:数据安全与隐私保护
首先,算力互联网的核心是数据流动,而数据的跨地域、跨企业传输和共享必然涉及隐私和安全问题,其分布式特性使得数据监管面临新挑战。其次,算力互联网涉及多方主体,在推进算力网络建设过程中,可能会遇到算力定价不透明、算力资源滥用等问题,算力资源产权界定、交易规则制定、责任划分等需要进一步明确。目前,加密、区块链等技术手段已被应用于这一领域。最后,算力资源的集中性和技术门槛易引发市场垄断,合理的市场准入规则能鼓励更多企业参与算力互联网的建设和运营。
破茧初探:算力互联网的变革路径
困境并非终点,而是技术跃迁的机遇。算力互联网的每一步突破,都在为更高效、更普惠、更可持续的数字未来铺路。
技术协同:推动标准化与异构算力融合
算力互联网的底层互联依赖网络与芯片技术的突破。通过构建跨域算力资源协同调度机制,利用智能算法实现算力资源的动态匹配与高效利用,通过虚拟化技术封装不同架构的芯片组,实现异构算力资源协同工作,有助于解决资源分布不均和协同调度难题,提升设备兼容性与资源利用效率。“东数西算”工程已探索通过智能调度算法优化东西部算力协同机制。未来,亦需推动国际标准(如IEEE算力互联协议)的制定,协调统一算力互联的通用架构、接口标准与调度协议,确保不同厂商的硬件、软件和网络设施兼容互通,为算力互联网的规模化发展奠定基础。
市场优化:构建灵活、透明的算力交易体系
算力租赁模式的兴起为解决供需失衡和成本难题提供了新思路。通过聚合闲置算力、使用弹性供给机制,企业可以按需获取差异化算力服务。在工业质检、智慧农业等垂直行业,可结合AI培育算力需求,降低算力使用成本,如德国“GAIA-X”计划便是成功案例。亦可考虑标准化度量和按需服务模式,如AWS、阿里云等厂商已推出“算力券”和“秒级计费”方案,或建立类似“算力等效值”(如1TFLops·小时)的统一算力“度量衡”和计费模式。
绿色转型:从“高耗能”到“高能效”
绿色数据中心建设通过深度集成虚拟化技术与能耗管理系统,实现电力供应效率与散热性能的双重提升。例如,阿里巴巴在杭州部署的“浸没式液冷数据中心”,通过冷却液直接吸收服务器热量,节省空间超过70%,能源使用效率低至1.09;宁夏、内蒙古等西部枢纽推广“风光储一体化”供电,实现西部清洁能源优势与算力需求的有效衔接;微软的水下数据中心(Project Natick)和谷歌的AI制冷优化系统探索通过技术创新降低能源消耗。全球数据中心正加速向“零碳算力”转型,未来新型相变材料、核聚变供电等突破性技术或将进一步改写能效标准。
治理规范:安全、公平与反垄断
在跨域调度中实现“数据可用不可见”一直是算力规范的目标之一。区块链技术与算力安全防护体系的结合,也许可以为高敏感场景提供可信计算环境。利用隐私计算技术,能够在保护数据的前提下进行应用分析。目前,算力资源的产权登记(类似区块链存证)和交易规则(如算力交易试点)也在试点运行,尝试用区块链等技术实现算力资源的全程溯源与审计。此外,可参照电信普遍服务机制,引导头部云厂商开放部分基础算力资源,保障中小企业的公平接入。
或许,算力互联网的终极愿景是迈向“算力即公共服务”时代,随着技术的持续突破与融合协作的深化,期待算力资源逐步打破地域、行业和规模的限制,实现高效流动与按需分配,在数字时代为社会的各领域提供高效、便捷、公平的算力服务。