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东数西算:运营商欲借的东风

来源:中国电子报  作者:刘晶  投稿时间:2022-03-20

目前运营商和金融行业的数据中心是全国数据中心的“大头”,同时运营商也是将数据从东部“搬”到西部的主力。在“东数西算”工程中,作为数字信息基础设施建设的国家队和主力军,运营商义不容辞要支持“东数西算”,不仅要支持,运营商更希望借助“东数西算”的东风,推动自己的网络向算力网络升级,在算力时代占得先机。

中国联通贵安数据中心是亚洲最大的单体模块化数据中心,投资60亿元,一直是国家级信息容灾备份基地。自投入使用以来,机柜使用率达到55%。在记者2021年采访时,这里主要功能是数据备份。这是在西部“上架率”比较高的数据中心。

中国电信天府云计算中心位于成都天府新区,四川电信“慧眼”业务采集的大量从标清到高清的视频汇聚在这里。慧眼业务将视频信息放于云端,在一例入室抢劫杀人案中,即使嫌疑人将摄像头砸坏,警方依然依据存放在云上的视频锁定了嫌疑人,这个业务很受欢迎,但数据中心要承压,因为众所周知,视频的数据量增长速度非常快,就像我们的手机内存,总是很快被视频占满一样。这是在中部数据量活跃地区的数据中心。

中国移动(长三角)南京数据中心位于南京江北国家级新区,累计投资超200亿元,园区占地104亩,可承载1.8万个机架、30万台服务器,是目前华东地区单园区规模最大的数据中心。承载中国移动华东6省1市网络云核心网网络信息服务,同时向社会提供互联网(腾讯、阿里、苏宁等)、数字金融(华泰证券、农信社等)、数字政务等国计民生算力服务。这是在东部数据量极度活跃地区的数据中心。

受市场牵引,数据中心的布局倾向于在经济发展水平较高、数据流量大的地区。据赛迪顾问数据,上海、北京、深圳及周边地区的数据中心在用机架数占据了我国在用机架数的50%以上,部分一二线城市的数据中心上架率可达到60%~80%,甚至更高。而中西部虽然近些年承接东部数据中心转移的趋势较为明显,但有些省(区、市)的上架率仍不足30%。

算力网络欲借东风

在东数西算工程启动之前,从2020年上半年到2021年年中,国家围绕数据中心的算力统筹发布了一系列政策,形成了以“东数西算”为核心的多层次、一体化数据中心全国梯次布局的构想。2021年四部门发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,提出了“4+4”国家枢纽节点+省级节点+边缘节点的架构;其后工信部发布了《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》。

中国联通研究院副院长、首席科学家唐雄燕对《中国电子报》记者表示,《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》提出构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络,是算力网络概念第一次写入国家文件,当然这里提到的算力网络更多是从数据中心和算力的视角看,即指网络化的算力基础设施。

“据中国信通院测算,2016-2020年期间,我国算力规模平均每增长一个百分点,带动数字经济增长0.4个百分点、GDP增长0.2个百分点。可以说,算力‘地基’夯实与否,关系到数字经济这座‘大厦’能否巍然屹立。”中国电信云网发展部总经理冯杰提出国家一体化大数据中心体系要涵盖“数网”“数纽”“数链”“数脑”“数盾”五大子体系。这五大子体系,对应于数据中心集群布局、算力调度体系、数据流通、数据应用、安全能力建设五个方面。

中国移动研究院网络与IT技术研究所所长张昊表示:“算力网络一方面可以通过网络集群优势,突破单点算力性能极限,发挥算力规模效应,打通东数西算的主动脉、做强边缘算力的微循环;另一方面可以利用算力网络形成算力、网络、人工智能、区块链等多要素融合的一体化服务,激发算力服务的范式创新。”

“算力网络概念在2019年提出,中国联通发布了算力网络第一部白皮书,算力网络希望将计算单元和计算能力嵌入通信网络,实现云、网、边、端、业的高效协同,提高计算资源利用率。”唐雄燕说,“在算力网络中,用户无需关心网络中的计算资源位置和部署状态,而只需关注自身获得的服务。”

算力网络是运营商面向下一个十年的网络战略,从“算”和“网”两个角度看,运营商的垄断性优势是网。从“算”的角度看,在最近刚认定的44个2021年国家级绿色数据中心中,运营商有14个,接近1/3。其他的数据中心来自阿里、百度、腾讯、字节跳动、华为等大厂,还有世纪互联等数据中心企业,以及像银行、能源这样的适配于垂直行业的数据中心。这也是我国算力来源的现状。算力网络,价值在于算力与网络的融合,现在的算力大户是互联网大厂,运营商的这场“借东风”,能否如愿?

东数西算的挑战

目前东部的数据中心很热,但是西部的数据中心相对“冷数据”多,主要用来做备份、存储;而东数西算是要让东部的数据流动到西部做计算、做分析,不仅是存储和备份,而是要均衡算力。许多东部发展比较快的地方在建支持人工智能的大数据中心、城市大脑、云脑等,数据来源多,数据类型也多,那么,东数西算工程与以往用西部数据中心做存储备份相比,会产生哪些变化?

“东数西算工程的目标与过去单纯的数据异地备份还是有较大区别,要均衡算力,要从时间和空间两个维度把算力资源拉通,让西部发挥计算资源的成本和规模优势,将计算能力充分盘活和释放,这就需要网络、数据中心、算力平台、应用、运营模式等多要素协同作用。”唐雄燕说,“当然并不是所有应用都适合东数西算,许多应用如工业控制、车联网、金融交易、城市大脑等对时延或对数据本地化有严格要求,必须就近完成计算,因此东部城市的智能数据中心和边缘数据中心依然有较大的市场需求。”

当然实施算网一体服务还面临多方面的挑战。唐雄燕表示,东数西算的业务场景尚不明晰,算力网络技术和服务标准尚不完善,算力资源的多方开放共享尚需探索。

在算力网络技术和服务标准上,算力计算产业和网络产业是两个有着较大差异的产业,无论是技术标准还是产业推进,都需要二者积极协作,算力度量与交易、网络感知与路由以及算网联合调度与编排等技术问题仍需行业协同攻关。在算力资源的开放共享上,如何通过算力交易保障多方参与的积极性,如何给不同的算力提供者进行差异化的网络保障,还有很多技术和商业问题需要解决。

张昊说,仅用西部数据中心做存储备份的模式,并未实现数据在东西部数据中心的有效流动,也没有充分利用起来西部地区能源及环境优势。目前我国数据中心仍面临三个主要问题:一是东西部发展不均衡;二是数据中心整体能耗较高,我国超大型数据中心平均PUE为1.46左右,其中不少老旧数据中心PUE甚至高于2,离工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》要求的新建数据中心PUE不得高于1.3还有一定差距;三是大部分数据中心智算水平有待提升,随着AI、大数据等产业的发展,全社会对科学计算、图像渲染、VR/XR等需求将大幅提升,以GPU、NPU为代表的智能算力将成为主流算力,在这方面还需要进一步加强。

运营商的六个机会

东数西算既需要政策驱动,也离不开应用与商业驱动,必须结合具体应用场景判断哪些业务与数据适合东数西算或者在什么样的商业激励下东数西算才是合理的,尽可能地让西部算力得到更充分利用。

“电信运营商在推动网络、计算、应用全局协同、东西算力协同、云边算力协同以及端到端客户服务等方面有显著优势,东数西算将为运营商向算网一体的数字基础设施服务商转型升级提供重要契机。”唐雄燕说。

谈到“东数西算”在构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系中面临的具体挑战,张昊认为,在实现高效可靠的互联通路、一体化的服务能力、数据迁移需求的引导、数据跨域融通,以及数据中心的绿色低碳、安全可信的实现这六个方面是存在挑战的,而运营商在这些方面可以抓住机会有所作为。

首先是高效可靠的互联通路。东数西算对网络的时延、可靠性等指标的要求较高,网络面临低时延、高可靠、大带宽、以及跨区域跨层级连接敏捷开通的挑战。当前数据中心间仍存在路由绕转、带宽不足等现象,运营商可基于已有网络优势,按需构建数据中心枢纽节点间的全光直连通路,进一步提升光网络的带宽和传输性能,同时提供低时延路径调度能力,简化跨域连接拉通复杂度,提升端到端网络确定性保障能力。

其次是一体化服务能力的挑战。面对高度复杂度的算网环境,运营商可构建全网统一的智能管理平台,向下实现全领域资源拉通,对算网原子服务能力进行组合和封装,向上实现网、云、数、智、安、边、端、链等多要素的一体化服务支撑,横向逐步实现对多方算力、社会算力的统一纳管。

再次是数据迁移需求的合理引导。一是以需求为主,根据业务场景和产品体系的详细规划按需建设数据中心,避免盲目跟风。二是以网络为辅,需要网络侧能够实现对算网资源的灵活调度和对应用需求的精确度量,进行全局最优调度。三是要多措并举,通过市场、技术等多方面手段加以引导,推动算力与需求的达到动态平衡。

在数据的跨域融通上,面向东数西算各行业应用场景的关键技术指标及应用范围等标准建设还不健全,跨行业的通用协议标准缺失,同时,数据权属的界定仍处于灰色地带,相关立法尚未健全,不同运营主体的数据接口缺乏统一且未能实现充分开放。需进一步统一接口和协议标准,建立有效的数据流通体系,推动数据跨行业、跨运营主体的广泛共享。

在绿色低碳上,东数西算工程推动数据中心规模化、集约化、绿色化发展,除了新建数据中心的能耗水平需满足建设要求外,存量数据中心也面临着大量优化工作。未来需从芯片、设备到数据中心进行端到端的系统级能效优化,有效降低数据中心PUE。

在安全可信上,国家算力枢纽节点对的数据中心的容灾和安全防护能力、服务器的防病毒能力、网络的抗攻击能力、数据传输过程中的防窃取和防篡改能力等提出了更高的要求,因此运营商可充分发挥央企作用,从技术和管理两个维度保障数据安全。(通讯员:任凌雨)


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