我国是数据资源大国,然而,大量的数据至今仍未充分发挥其真正的价值。近日,在由同济大学和中国(上海)数字城市研究院共同举办的首届数字城市创谷论坛上,中国工程院院士、同济大学教授蒋昌俊指出,当前我国大部分算力需求集中在经济发达地区,而具备土地、气候和地理环境等区位优势的中西部地区,算力分布依然较少。
据统计,截至2020年,京津冀地区的数据中心负载率为64%,相比之下,西部地区的数据中心负载率仅为38%。这表明,国内数据中心布局不均衡、利用率低的问题仍然存在。蒋昌俊认为,智能算网建设急需加快步伐,实现质量和数量的同步提升。
蒋昌俊指出,我国数字经济已进入以算力为核心生产力的新阶段。算力的发展与国家竞争力及经济增长紧密相关。根据《2020全球计算力指数评估报告》,当一个国家的计算力指数达到40分以上时,每提升1个点,对GDP增长的拉动作用将提高1.5倍;当算力指数达到60分以上时,每提升1个点,对GDP的拉动作用将增至2.9倍。随着生成式人工智能时代的到来,全球计算机设备的算力总规模正在不断扩大。预计到2022年,全球计算机设备的算力总规模将达到906EFLOPS(每秒百亿亿次浮点数运算),而到2025年,这一数值将超过3ZFLOPS(每秒十万亿亿次浮点数运算)。蒋昌俊团队预测,到2025年,我国算力网络市场规模将达到约900亿元,2022年至2025年的年均复合增长率约为14.3%。到2030年,通用算力将增长10倍,人工智能算力将增长500倍。
目前,我国算力规模在全球排名第二,仅次于美国。研究表明,在人工智能领域,中国在数据和应用场景方面领先全球,而美国则在基础研究和人才储备方面占据优势。蒋昌俊认为,中国要实现弯道超车,不仅要持续加强基础研究,还需要建立国家级算力网调度优化中心和国家级算力交易中心。
以“东数西算”工程为例,2022年初,国家启动了这一工程,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等八个地区建设国家算力枢纽,并设立了10个国家数据中心集群,完成了全国一体化大数据中心体系的总体布局设计。蒋昌俊表示,在全国一盘棋的统筹规划下,上海拥有全国首个算力交易平台,能够利用人才和技术优势,支持热数据和快速业务的发展;而西部地区则适合发展冷数据和慢速业务,充分利用太阳能和风能等自然资源形成优势互补。
不过,“东数西算”工程也提出了更高的要求,例如解决时延问题。例如,重大工程项目在实施过程中经常遇到突发事件。数据采集后需要立即处理,如果全部上传至云端,可能会导致时效性和安全性问题。为此,蒋昌俊团队率先提出了方舱计算系统的概念,这是一种灵活调度的系统和模型。
方舱计算系统主要包括方舱生成与管理系统、跨域资源管理系统、虚拟数据中心系统以及多个网关。该系统可以根据实际工程需求,灵活配置和统筹不同算力资源,从而提高效率、降低能耗,实现弹性调度。蒋昌俊解释说,与云计算相比,方舱计算系统具有更高的灵活性和机动性,能够更好地发挥整体效能。目前,国内已有企业推出边缘端智能化移动数据处理方舱。