隨著數字化轉型的深入和智能社會的到來,傳統的“以網絡為中心”或“以計算為中心”的孤立發展模式已難以滿足海量數據、低時延和高智能的新型業務需求。在此背景下,“算網一體”技術應運而生,成為信息通信技術演進的重要方向。作為國內領先的電信運營商,中國移動旗下中移智庫對此進行了前瞻性研究,旨在推動網絡與計算的深度融合,構筑數字經濟發展新基石。
一、算網一體的核心內涵與技術架構
算網一體并非簡單的“計算+網絡”,而是旨在通過網絡基礎設施的智能化改造,實現對分布異構的計算、存儲、網絡資源的統一感知、協同調度與全局優化。其核心目標是將計算能力像網絡帶寬一樣,作為一種可靈活調配、按需供給的基礎服務。從技術架構看,它通常包含以下幾個層面:
- 資源層:整合云端、邊緣端乃至終端側的計算(CPU、GPU、NPU等)、存儲和網絡資源,形成統一的資源池。
- 感知與度量層:通過智能探針、數字孿生等技術,實時感知網絡狀態(如時延、抖動、帶寬)和計算資源狀態(如負載、利用率),并進行統一的量化度量。
- 調度與編排層:這是算網一體的“大腦”。基于業務需求(如對時延、算力、成本的要求),利用人工智能、運籌優化等算法,實現跨域、跨層的資源最優調度與業務一體化編排。
- 服務層:向最終用戶或上層應用提供“算力即服務”或“算網融合服務”,例如為自動駕駛提供確定性的低時延算力供給,為工業互聯網提供邊端協同的計算任務卸載。
二、算網一體發展的關鍵驅動力與挑戰
驅動力方面:
- 業務需求驅動:元宇宙、全真互聯、AI大模型訓練與推理、無人駕駛等新興應用對“算力”與“運力”(網絡)的協同提出了極致要求。
- 技術融合驅動:5G/6G、云原生、人工智能、IPv6+等技術的成熟為算網資源的靈活調度與智能管控提供了可能。
- 產業與政策驅動:國家“東數西算”工程需要高效的算力調度網絡,而運營商從“連接提供商”向“算力服務提供商”轉型也內在需求。
挑戰方面:
- 標準與協議統一:計算與網絡分屬不同技術體系,缺乏統一的資源抽象、建模、表征和調度接口標準。
- 跨域協同管理:如何實現跨運營商、跨云商、跨地域的算力資源統一納管與可信交易,是商業落地的難點。
- 智能調度算法:在動態、異構、大規模的資源環境下,滿足多樣化業務SLA的實時、最優調度算法極具挑戰。
- 安全與可信:算力資源調度涉及多方,需建立完善的身份認證、數據安全、算力可信和交易溯源機制。
三、中移智庫的研究視角與網絡技術開發建議
中移智庫認為,中國移動作為擁有全球最大規模通信網絡和正在構建覆蓋全國的“N+X”算力體系的運營商,在推動算網一體發展上具有獨特優勢。其研究與技術開發應聚焦于:
- 打造算網一體新型基礎設施:推動網絡從“連接管道”向“算力輸送網”演進。重點開發基于SRv6、APN6、確定性網絡等技術的“算力感知網絡”,使網絡路由能夠感知并響應計算資源的分布與狀態。
- 構建統一的算網資源操作系統:研發類似于“算網Windows”的協同調度與智能編排平臺。該平臺需具備跨異構資源的統一抽象能力、基于AI的預測與決策能力,以及開放的標準API,向上層應用提供“一站式”算網服務。
- 推動產業標準與生態建設:積極參與并牽頭國內國際標準組織(如ITU、IETF、CCSA)中算網一體相關標準的制定。通過開放實驗室、應用創新基地等方式,匯聚設備商、云服務商、應用開發者,共建產業生態。
- 開展關鍵技術攻關與試點:在算力并網、算力度量、算力路由、內生安全等核心技術上加大投入。結合典型場景(如AI推理、云游戲、智慧港口)開展技術驗證與商業試點,探索可行的商業模式。
四、未來展望
算網一體是信息基礎設施的一次深刻變革,其發展將經歷從“協同”到“融合”再到“一體”的長期過程。中移智庫的研究表明,以網絡技術為基石,以智能調度為核心,以開放生態為支撐,是通向算網一體的可行路徑。中國移動通過前瞻性的技術研究與扎實的網絡技術開發,不僅能為自身數字化轉型注入新動能,更能在國家“東數西算”戰略和數字經濟發展中發揮關鍵作用,最終實現“網絡無所不達、算力無所不在、智能無所不及”的愿景。