數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有,正在成為重組全球要素資源、重塑全球經(jīng)濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。
10月18日,中共中央政治局就推動我國數(shù)字經(jīng)濟健康發(fā)展進行第三十四次集體學習,習近平總書記強調,要加快新型基礎設施建設,加強戰(zhàn)略布局,加快建設高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎設施,打通經(jīng)濟社會發(fā)展的信息“大動脈”。
算力是信息基礎設施的重要組成部分,正成為支撐數(shù)字經(jīng)濟向縱深發(fā)展的新動能,得到世界諸多國家的高度重視。
我國算力發(fā)展情況如何?目前存在哪些瓶頸,該怎樣破局?未來發(fā)展趨勢如何?作為推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的中堅力量,電信運營企業(yè)如何在算網(wǎng)融合時代找準定位、加快轉型,助力數(shù)字經(jīng)濟做大做優(yōu)做強?
《人民郵電》報記者近日獨家專訪了我國著名信息通信網(wǎng)絡專家、中國工程院院士鄔賀銓,請他就以上問題進行權威解讀。
算力是信息基礎設施的重要組成部分
信息化深入滲透生產生活的方方面面,數(shù)據(jù)量持續(xù)增長。據(jù)羅蘭貝格預測,從2018年到2030年,自動駕駛對算力的需求將增加390倍,智慧工廠需求將增長110倍,主要國家人均算力需求將從今天不足500 GFLOPS,到2035年增加到10000 GFLOPS。據(jù)IDC報告,全球數(shù)據(jù)總量2020年約為53 ZB,2025年預計達到175 ZB。
“數(shù)據(jù)已上升為國家的戰(zhàn)略資源,數(shù)據(jù)作為生產要素的作用越來越得到認可,這一作用是通過數(shù)據(jù)價值的挖掘體現(xiàn)的。”鄔賀銓表示。
數(shù)據(jù)、算力與算法是數(shù)據(jù)挖掘的三大支柱,其中算力指的是計算能力或數(shù)據(jù)處理能力,代表了計算速度、計算方法、通信能力、存儲能力、云計算服務能力等,它是承載數(shù)據(jù)和算法運行的平臺。除了集中的大型算力中心外,通信與計算深度融合使得通信終端、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、工業(yè)模組、移動通信基站和通信網(wǎng)絡設備等網(wǎng)元也都不同程度嵌入計算能力,可以說算力無處不在。
鄔賀銓強調,算力是信息基礎設施的重要組成部分,算力服務成為新時期業(yè)務應用的新增點,算力成為支撐數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)縱深發(fā)展的新動能,賦能各行各業(yè)的數(shù)字化轉型升級。“積累數(shù)據(jù)資源、提升算力水平、做大做強算力產業(yè),已經(jīng)成為全球主要國家的戰(zhàn)略選擇。”
數(shù)據(jù)中心發(fā)展面臨五項挑戰(zhàn)
根據(jù)IDC報告,截至2020年年底,全球20家主要云和互聯(lián)網(wǎng)服務公司運營的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心總數(shù)已增至597個,是2015年的兩倍。全球數(shù)據(jù)中心高速發(fā)展的形勢下,我國數(shù)據(jù)中心面臨哪些問題與關卡?鄔賀銓認為,主要有五大挑戰(zhàn)。
01、我國當前數(shù)據(jù)中心總體上仍處于小而散的粗放建設階段,大型數(shù)據(jù)中心占比低。截至2020年年底,全球20家主要云和互聯(lián)網(wǎng)服務公司運營的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計中,美國占比40%高居榜首,中國以10%排名第二,日本、德國、英國和澳大利亞共計占19%。IDC報告顯示,2020年中國數(shù)據(jù)量占全球的18%。與此相比,我國大型數(shù)據(jù)中心全球占比10%是偏低的。另一組數(shù)據(jù)顯示,2019年我國數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為7.4萬個,約占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%,但其中超大型、大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量占比僅為12.7%。一些大型企業(yè)尤其是大型國有企業(yè)通常傾向于自己持有數(shù)據(jù)中心,而非利用電信運營企業(yè)的數(shù)據(jù)中心或其他第三方服務,這也是大型數(shù)據(jù)中心發(fā)展較慢的原因之一。
02、大量的數(shù)據(jù)中心定位不明確。數(shù)據(jù)中心在建成一年后的上電率仍未超過40%,跨運營企業(yè)的數(shù)據(jù)中心交互服務欠缺,沒有形成完整的生態(tài),機架租用率低,向全社會的外溢作用不明顯。許多數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)運維人才短缺、運維能力跟不上數(shù)據(jù)中心建設速度的情況。
03、“東數(shù)西算”面臨算力協(xié)調挑戰(zhàn)。由于區(qū)域間科技與經(jīng)濟發(fā)展的差異,我國東部地區(qū)將產生比西部地區(qū)更多的數(shù)據(jù),時效性高的“熱數(shù)據(jù)”處理需求的增多使我國數(shù)據(jù)中心主要集中在北京、上海、廣州及周邊地區(qū)。但算力與能耗是正相關的。我國的能源結構是西電東送,大容量算力裝置尤其是“冷數(shù)據(jù)”適合于設置在能源供應特別是綠色能源豐富的西部地區(qū),“東數(shù)西算”是我國資源稟賦與區(qū)位優(yōu)勢所決定的。從東部的多個數(shù)據(jù)源到西部多個計算中心間需要通過網(wǎng)絡來互聯(lián),實現(xiàn)跨區(qū)域的算力協(xié)調調度,支撐數(shù)據(jù)要素的高效流通,基于算網(wǎng)協(xié)同的算力網(wǎng)絡是盤活算力資源的關鍵。(下轉2版)(上接1版)考慮到2021年全球數(shù)據(jù)中心內部流量占比將達到71%,數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和個人用戶占比分別為14%和15%。數(shù)據(jù)中心內部流量的均衡和優(yōu)化調度也將是提高數(shù)據(jù)中心效率的著力方向。
04、數(shù)據(jù)中心核心技術還不能自主可控。Hadoop、TensorFlow與Spark等大數(shù)據(jù)產業(yè)發(fā)展的底層技術架構仍由美國科技巨頭掌控,我國在網(wǎng)絡安全和信息安全技術方面依然面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
05、數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展面臨挑戰(zhàn)。中國電子學會等編寫的《中國數(shù)據(jù)中心可再生能源應用發(fā)展報告(2020)》顯示,截至2019年,全國各類數(shù)據(jù)中心用電量占全社會用電量的0.8%~1%。預計到2030年達到1.5%~2%。數(shù)據(jù)中心機柜中設備的安裝密度不斷增加,給機柜的熱量管理、電源分配、線纜管理、安裝遷移等方面帶來巨大挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)中心發(fā)展需關注四大趨勢
我國陸續(xù)出臺多項政策,加快數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設。2021年5月,《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》出臺,明確部署“東數(shù)西算”工程。7月,工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)》,明確用3年時間形成布局合理、技術先進、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟增長相適應的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。隨著國家加大戰(zhàn)略布局力度,數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展路徑與方向如何?鄔賀銓給出了判斷。
在區(qū)域上,向西部發(fā)展。
雖然東部一線城市IDC 需求持續(xù)旺盛,但土地資源、電力資源更為緊缺,北京、上海已出臺政策明確限制新建IDC機房。截至2018年底,北京、上海、廣東三個數(shù)據(jù)中心聚集區(qū)在用機架數(shù)的全國占比降低到31%,中西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心在用機架數(shù)的全國占比上升到近39%。數(shù)據(jù)中心在向西部發(fā)展的同時,還要強調在國家、區(qū)域、省市等多個層面按照統(tǒng)一戰(zhàn)略、統(tǒng)一方向、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準等方式統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心的共建共享,避免不切實際盲目發(fā)展。另外,西部地區(qū)需要盡快培養(yǎng)數(shù)據(jù)中心運維人才、改善網(wǎng)絡性能、降低連接成本、提升行業(yè)服務水平。
在存儲上,向云數(shù)據(jù)中心發(fā)展。
隨著企業(yè)數(shù)字化轉型,企業(yè)級數(shù)據(jù)將超過消費者數(shù)據(jù)。根據(jù)IDC報告,中國企業(yè)級數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的比例將從2015年的49%提升至2025年的69%。企業(yè)需要對高速增長的海量大數(shù)據(jù)進行分析,數(shù)據(jù)存儲將從本地設備遷移至云服務器。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心流量從2016年到2021年預計增長1.1倍,而云數(shù)據(jù)中心業(yè)務流量將增長2.2倍,達到18.9ZB/年,預計2021年云數(shù)據(jù)中心流量占數(shù)據(jù)中心總流量的90%以上。根據(jù)中國信通院《云計算發(fā)展白皮書(2019)》,從2018年到2022年中國公有云市場年復合增長率將達到41.1%。
在技術上,推動基于IPv6的分段選路(SRv6)技術在云網(wǎng)融合中應用。
以SRv6作為云網(wǎng)邊端統(tǒng)一承載平臺協(xié)議,同時應用軟件定義廣域網(wǎng)(SD-WAN)和包括靈活以太網(wǎng)(FlexE)在內的切片分組網(wǎng)(SPN)技術,簡化資源配置,提供業(yè)務應用的切片隔離和智能適配,優(yōu)化云網(wǎng)及多云資源協(xié)同,支撐算力高效運用。
在運營上,創(chuàng)新數(shù)據(jù)中心服務模式。
數(shù)據(jù)中心屬于重資產,大型數(shù)據(jù)中心效率高但初期投資大,回報周期較長。數(shù)據(jù)中心要從現(xiàn)在的主機托管(機位、機架、機柜、機房出租)和管理服務(系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)備份、故障排除服務等)向提供安全防護(防火墻防護、入侵檢測等)和增值服務(負載均衡、智能DNS、流量監(jiān)控、應用托管、按需定制)等高附加值領域發(fā)展。增值服務在數(shù)據(jù)中心業(yè)務中的占比已從2010年的29%增加到2018年的53%,高端增值服務將成為數(shù)據(jù)中心服務企業(yè)的核心競爭力。
電信運營企業(yè)在算力時代的定位
電信運營企業(yè)擁有大量機房、骨干網(wǎng)絡寬帶和國際互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬等,具備開展數(shù)據(jù)中心業(yè)務的資源優(yōu)勢,其市場規(guī)模約占我國整個數(shù)據(jù)中心服務市場的三分之二。鄔賀銓指出,電信運營企業(yè)的數(shù)據(jù)中心在市場響應速度、滿足客戶定制化需求方面還需要繼續(xù)提升。
“隨著技術、業(yè)務與市場的發(fā)展,電信運營企業(yè)應該思考在算力時代的定位了。”
鄔賀銓認為,一方面,5G的商用加速移動數(shù)據(jù)的增長,電信運營企業(yè)傳統(tǒng)的流量經(jīng)營將因流量的提升被進一步管道化,增量不增收;
另一方面,5G推動網(wǎng)絡向以SDN/NFV為代表的云化發(fā)展,運營企業(yè)自身需要云能力,同時可以將云能力作為服務輸出,這正適應企業(yè)與社會數(shù)字化轉型的需要。
根據(jù)Gartner和中國信通院報告,2018~2020年全球IDC市場增速約為10%,而中國IDC市場增速有望達到30%。技術與市場結合推動算力成為電信運營企業(yè)主業(yè)之一的通用化服務。
鄔賀銓認為,與第三方數(shù)據(jù)中心公司相比,算力網(wǎng)絡能彰顯電信運營企業(yè)在算力時代的優(yōu)勢。
算力網(wǎng)絡
是連接與計算深度融合的產物,運營企業(yè)利用所擁有的網(wǎng)絡資源和運營經(jīng)驗,將網(wǎng)絡與云計算能力有機融合,根據(jù)應用類型既可提供低時延專線產品和網(wǎng)絡切片,也可提供時延不敏感的大帶寬通道,也可基于應用信息與云的位置選擇對應的WAN和滿足上云需求的路徑,或基于應用信息中的信息安全標識,將數(shù)據(jù)流量轉發(fā)至本地云或公有云,保證內部數(shù)據(jù)不出企業(yè),還可按需提供增值服務和安全服務,實現(xiàn)用戶的就近接入和服務的負載均衡,提高業(yè)務用戶體驗。
“算力網(wǎng)絡成為2030網(wǎng)絡最關鍵的特征之一,在最近IMT2030推進組發(fā)布的網(wǎng)絡架構白皮書中,已經(jīng)把算力網(wǎng)絡技術作為6G的核心技術之一,包括算力服務功能、算力路由功能、算網(wǎng)編排管理功能等。”鄔賀銓表示,“很高興看到中國移動在2021年全球合作伙伴大會上發(fā)布了《中國移動算力網(wǎng)絡白皮書》,提出構建以算力為中心,以網(wǎng)絡為根基,網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈等多要素融合的立體泛在算網(wǎng)基礎設施,推動網(wǎng)絡從云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合到算網(wǎng)共生。同時,中國移動等企業(yè)還牽頭提出在網(wǎng)計算、算力感知網(wǎng)絡等原創(chuàng)性技術,為算網(wǎng)融合開發(fā)協(xié)議和路由體系。”
面向未來,鄔賀銓認為,“算網(wǎng)時代對電信運營企業(yè)而言是機遇與挑戰(zhàn)并存,從現(xiàn)網(wǎng)過渡到全新的算力網(wǎng)絡,實現(xiàn)算力運營、建立算力生態(tài)、提供算力服務等不僅需要技術創(chuàng)新,還需要在管理體制機制上做更多的探索,這既是電信運營企業(yè)轉型的必由之路,也是新一代信息基礎設施的升級版,將為全社會的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化發(fā)展夯實底座,打通經(jīng)濟社會發(fā)展的信息“大動脈”。
原標題:數(shù)據(jù)中心發(fā)展面臨五項挑戰(zhàn) 需關注四大趨勢