什么是“算力網(wǎng)絡”

直奔主題，到底什么是算力網(wǎng)絡？

算力網(wǎng)絡不是一項具體的技術，也不是一個具體的設備。從宏觀來看，它是一種思想，一種理念。從微觀來看，它仍然是一種網(wǎng)絡，一種架構與性質(zhì)完全不同的網(wǎng)絡。

算力網(wǎng)絡的核心目的，是為用戶提供算力資源服務。但是它的實現(xiàn)方式，不同于“云計算+通信網(wǎng)絡”的傳統(tǒng)方式，而是將算力資源徹底“融入”通信網(wǎng)絡，以一個更整體的形式，提供最符合用戶需求的算力資源服務。

因此，也有人將算力網(wǎng)絡叫做“Network As A Computer（網(wǎng)絡即計算機）”。

在你面前的，就像一臺算力機。你不需要管它背后到底是什么，你只需要知道，它一定能給你提供最符合你需求的算力資源。

計算與網(wǎng)絡的關系演進

單看前面那段話，會有點暈。接下來，我們還是從網(wǎng)絡的起源開始講起吧。

算力那期文章，我給大家講了算力的發(fā)展歷程，其實也就是計算機的發(fā)展歷程。

網(wǎng)絡的發(fā)展歷程，其實和計算機是密切相關的。（這里所說的網(wǎng)絡，指的是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，不是語音電話網(wǎng)絡。下同。）

上世紀60年代，正是為了讓美國各大高校之間的大型計算機可以傳輸數(shù)據(jù)，才有ARPANET（也就是著名的“阿帕網(wǎng)”，互聯(lián)網(wǎng)的前身）。

連接了美國中西部4所高校的阿帕網(wǎng)（1969年）

70年代，同樣是為了服務高校和科研機構的計算機間通信，才有了早期的局域網(wǎng)技術（以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議）。

網(wǎng)絡的出現(xiàn)，除了讓點對點（用戶對用戶）能夠進行信息交換之外，更重要的意義在于——它讓一些復雜的、高端的計算能力，能夠被普通用戶所觸達。

在那個時代里，用戶PC的計算能力是很弱的，能做的事情很有限，內(nèi)容資源也很少（硬盤存儲容量很?。?/p>

有了網(wǎng)絡后，用戶可以與機房（數(shù)據(jù)中心）建立連接，可以訪問機房里的服務器，共享服務器的CPU和存儲。

算力的集中與共享

對于復雜的高難度計算任務，也可以借助網(wǎng)絡，分配給不同的計算機，共同完成計算任務。這也就是網(wǎng)格計算，是分布式計算的一種形式。

80年代后，網(wǎng)絡的數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大。于是，人們建立了連接各大區(qū)域的骨干網(wǎng)，最終形成了全球互聯(lián)網(wǎng)。

小網(wǎng)變大網(wǎng)，就是互聯(lián)網(wǎng)

有了全球互聯(lián)網(wǎng)，承載算力資源的機房，就可以變得更大、更強，為更多用戶提供算力服務。這個機房，也就變成了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）。

進入21世紀后，基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，為了更好地管理海量的服務器（也是為了用廉價服務器實現(xiàn)高性能高可靠性的計算任務），亞馬遜和谷歌等公司就牽頭搞出了云計算。

云計算的核心是虛擬化技術。說白了，就是所有的CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡等計算資源變成“資源池”，靈活進行分配，分配給用戶使用。

虛擬化技術，把物理資源打散，變成虛擬資源

在網(wǎng)絡這邊，巨變也在同步發(fā)生。

起初，網(wǎng)絡這邊關注的重點，是傳輸速率、容量、覆蓋的提升。畢竟，用戶多了，數(shù)據(jù)中心多了，互聯(lián)網(wǎng)廠商多了，帶寬需求就增加了。想要讓用戶訪問速度更快，體驗更好，就必須把“水管”加粗。

這期間，光通信和移動通信得到了快速發(fā)展。采用光纖，可以顯著拓展通信帶寬。采用移動通信，可以實現(xiàn)隨時隨地的通信接入。

到了2010年左右，我們的通信網(wǎng)絡，基本實現(xiàn)了人與人之間的物理連接，人與數(shù)據(jù)中心的物理連接。

棗君畫圖不易，轉載請注明來源

這時，伴隨著云計算、大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)與成熟，通信技術的核心任務開始發(fā)生變化——通信的連接對象開始從人拓展到物，互聯(lián)網(wǎng)開始從消費領域擴展到行業(yè)領域（工業(yè)制造、交通物流、銀行金融、教育醫(yī)療等）。

行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開始崛起，物聯(lián)網(wǎng)也開始崛起，于是，打開了整個人類社會數(shù)字化轉型的大門。

第一階段：云網(wǎng)協(xié)同

在數(shù)字化時代，一切都是圍繞數(shù)據(jù)工作。

專家們大筆一揮，把所有的信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化，都定性為：“挖掘數(shù)據(jù)價值”、“創(chuàng)造數(shù)字財富”、“發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟”。

以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的IT技術，改名叫算力。以通信技術為代表的通信技術，改名叫聯(lián)接力。它們變成數(shù)字化轉型最重要的工具。（存儲資源也被稱為“存力”，不過一般歸于算力范疇。）

數(shù)據(jù)價值的挖掘過程

在這個時代，所有的計算機軟硬件都被抽象化了，變成了和水、電一樣的資源，叫“算力資源”。

所有的應用，例如看劇、玩游戲、辦公自動化、AR/VR，等等，也被統(tǒng)一稱為使用“算力應用”，享受“算力服務”。

算力變成了一種重要的生產(chǎn)力，整個社會都需要它。

不過，算力和電力存在很大的不同——電力就是能源，只要電網(wǎng)通了，你就能夠用。但是算力存在不同的屬性、類型。不同的用戶，不同的場景，對算力的需求不同。

換句話說，算力是存在多樣性的。

算力那期文章里提到，算力有通用算力、超算算力、智能算力等不同類型。

例如，我玩吃雞游戲，需要的是游戲算法，圖形渲染。結果，你提供的是智能算力，合適嗎？

再例如，我搞路燈物聯(lián)網(wǎng)，控制路燈的開和關，非常簡單的操作，結果，你提供的是昂貴的超算算力，給我安排的是天河一號，這合適嗎？

再再例如，我挖礦搞比特幣，你給我提供x86 CPU通用算力，挖礦效率極低，這合適嗎？

顯然都不合適。

有人想要性能強勁的算力，有人想要響應速度快（時延低）的算力，有人想要價格便宜的算力……僅靠云計算，根本無法靈活滿足用戶的差異性需求。

于是，算力這邊，想到了網(wǎng)絡的配合。

反觀網(wǎng)絡（通信運營商）這邊，也有強烈的合作意愿。

原因如下：

1、傳統(tǒng)網(wǎng)絡過于封閉，設備商控制技術，一旦選型，就難以替換。而以云計算為代表的IT技術，強調(diào)的是開源、池化、軟件化，軟件和硬件解耦。運營商作為甲方，可以掌握更多的主動權。

2、傳統(tǒng)網(wǎng)絡雖然是通信范疇，但也使用了算力。在路由和交換領域，在核心網(wǎng)領域，其實都是以算力為主，設備本身就是一臺“類x86服務器”。想要提升設備的運行效率，就需要把通信網(wǎng)絡給IT化、軟件化，可以簡化網(wǎng)絡的運維，實現(xiàn)容量的彈性伸縮。

3、運營商是網(wǎng)絡運營的主體，但是鋪設了網(wǎng)絡，卻只能當個“管道”，碰不到用戶的數(shù)據(jù)，也碰不到用戶的業(yè)務。業(yè)務比流量包更賺錢，運營商不希望自己被邊緣化，所以，希望以網(wǎng)作為自己的資本，參與云市場的競爭，分享蛋糕。

4、國內(nèi)運營商左手有網(wǎng)，右手有云。但是，運營商的云，對設備商比較依賴。搞云和網(wǎng)的合作，可以借云賣網(wǎng)，借網(wǎng)賣云，還可以邊賣邊學，增加對云的掌控力，里外不吃虧。

于是，2010年左右，云和網(wǎng)開始打破隔閡，進行第一階段的合作。這時，云和網(wǎng)屬于“初戀”，雙方還是強調(diào)各自的主體身份、合作關系，所以，叫做“云網(wǎng)協(xié)同”階段。

大家所熟悉的SDN（軟件定義網(wǎng)絡）、NFV（網(wǎng)元功能虛擬化），就是云網(wǎng)協(xié)同階段的典型代表技術。

當時，SDN主要針對承載網(wǎng)。把承載網(wǎng)路由器的管理功能和轉發(fā)功能剝離，將管理功能集中。這樣一來，相當于把網(wǎng)絡給軟件化了，可以隨時下達指令。

SDN，網(wǎng)絡被拆解了

NFV呢，主要針對核心網(wǎng)。它將云的技術引入網(wǎng)絡，把通信網(wǎng)絡單元從專業(yè)設備變成通用x86設備，網(wǎng)絡功能由虛擬機實現(xiàn)，從而變得更加開放和靈活。

NFV，把網(wǎng)元功能從物理設備，遷移到虛擬設備（云服務）

其實無線接入網(wǎng)（基站）那邊也有云化。天線沒辦法云化（總要收發(fā)信號吧），基帶運算處理是可以云化的，于是，就有了Open RAN、vRAN、C-RAN等。限于篇幅，不多介紹。

SDN和NFV是在通信網(wǎng)絡里引入云的技術和理念，相當于用云來改造網(wǎng)。

站在云的角度，也從網(wǎng)這邊獲得了“好處”。這個重要的“好處”，就是MEC邊緣計算。

有了網(wǎng)之后，云發(fā)現(xiàn)自己可以順著網(wǎng)“流動”了。它將中心云的一部分算力下沉，放到通信網(wǎng)絡的各個層級，更加靠近用戶，能夠滿足用戶低時延算力的需求。

這個算力，可以在你家的路由器里，可以在大樓的弱電機房里，可以在基站機房里，也可以在區(qū)、縣、市的各級機房里。反正，無處不在。

邊緣計算=算力下沉

邊緣計算，徹底顛覆了非端即云的傳統(tǒng)算力架構，使得算力資源變成了“云、邊、端”三級模型，它們相互協(xié)作，為用戶提供所需的算力服務。

“泛在算力”的說法，也因此開始出現(xiàn)。

云網(wǎng)協(xié)同時代，云可以調(diào)動網(wǎng)絡（“云調(diào)網(wǎng)”），網(wǎng)絡也可以配合云。如前面SDN所說，網(wǎng)被軟件定義，網(wǎng)的功能成為了平臺上的選項，在操作云的時候，點點按鈕，就可以調(diào)用網(wǎng)的功能，對網(wǎng)進行配置。

第二階段：云網(wǎng)融合

云網(wǎng)協(xié)同的出現(xiàn)，揭示了整個ICT行業(yè)的變革方向。它所取得的初步成果，也鼓勵了運營商、設備商以及云計算服務商。

若干年后，大家一致認為，云和網(wǎng)僅僅協(xié)同是不夠的，應該全面走向融合。就這樣，“云網(wǎng)融合”閃亮登場了。

這次變化的根本原因，其實還是數(shù)字化轉型的浪潮。數(shù)字化不斷深入，數(shù)據(jù)變得越來越龐大。尤其是以數(shù)據(jù)為中心的人工智能業(yè)務，廣泛落地，加劇了全社會對算力的需求。

為了滿足緊迫的算力需求，云和網(wǎng)的融合必須提速。

在這一階段，因為邊緣計算的出現(xiàn)，云計算已經(jīng)不能單獨代表算力了，所以，和“云”有關的詞，逐漸變成了“算”。（智算和超算的強勢崛起，也使“算”這個字眼更有力量，更有逼格，更具代表性。）

而網(wǎng)絡這邊，徹底失去了和算力平起平坐的資格，開始加速與算力的“融合”。其實，坦率地說，是被算力“融合”。

融合是現(xiàn)階段的動作，融合的最終目的，當然是算和網(wǎng)完全合為一體。也就是，將來，要實現(xiàn)“算網(wǎng)一體”。

一體后的“算網(wǎng)”，也就是——“算力網(wǎng)絡”。

整個過程，大家有沒有搞明白？之所以網(wǎng)上的概念特別雜，其實主要是因為三大運營商加上華為等設備商，特別喜歡取名字，炒概念，而且互相還不肯承認、不肯統(tǒng)一。所以，媒體上的叫法有很多種。事實上，很多名詞，都是同一個意思。

運營商在造詞方面，實在是太拼了。

那些“1+2+3”的，還有ABCDE啥的，更讓人頭大。

算力網(wǎng)絡的英文名，也有好幾個。例如：

CPN（Computing Power Network，計算能力網(wǎng)絡）

CFN（Computing First Networking，計算優(yōu)先網(wǎng)絡）

CFN（Computing ForceNetworking，計算力量網(wǎng)絡）

CAN（Computing-aware Networking，算力感知網(wǎng)絡）

目前使用比較普遍的，是CFN（First那個）。

在本文開頭，小棗君就說過，算力網(wǎng)絡的存在意義，就是為了給用戶提供最適合的算力資源服務。

這個適合，指的是算力類型匹配，算力規(guī)模合適，算力性價比最優(yōu)。

算力網(wǎng)絡要解決的核心問題，是算力需求急劇膨脹下，全網(wǎng)算力供給不足的問題。

目前，摩爾定律逐漸進入瓶頸，單芯片的算力提升空間越來越窄，成本越來越高。在單點算力無法持續(xù)倍增的情況下，盤活現(xiàn)有的算力資源，是解決算力不足問題的唯一辦法。

算力已經(jīng)趕不上數(shù)據(jù)的增長（圖片來自馭數(shù)科技）

換句話說，讓算力流動起來，精準服務用戶，提升算力的利用率，比單純堆砌算力、死磕芯片制程更有價值。

今年很火的“東數(shù)西算”，就是算力網(wǎng)絡理念的一次落地實踐。

東部地區(qū)對算力的需求高，西部地區(qū)的算力成本低（氣溫低，制冷成本低，且能源便宜）。所以，借助強大的通信網(wǎng)絡基礎設施，將時延要求低的算力，遷移到西部地區(qū)，就可以實現(xiàn)更完美的算力性價比。

那么，算力網(wǎng)絡究竟是一個怎樣的架構？它基于了哪些底層技術？它的三大特性——算力路由、算力調(diào)度、算力交易，到底是如何實現(xiàn)的呢？目前，算力網(wǎng)絡的標準進展如何？

且看下集：算力網(wǎng)絡的深度技術分析

謝謝大家！

參考文獻：

1、《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書》，信通院；

2、《算力網(wǎng)絡技術白皮書》，中國移動；

3、《算力網(wǎng)絡（CAN、CFN、CPN）、東數(shù)西算是怎么回事》，QianLing，知乎；

4、《中國聯(lián)通算力網(wǎng)絡白皮書》，中國聯(lián)通；

5、《算力網(wǎng)絡發(fā)展介紹與展望》，曹暢；

6、《什么是算力網(wǎng)絡》，吳卓然；

7、《關于“算力網(wǎng)絡”底層技術的思考》，鄢貴海；

8、《AI算力需求快增長，平臺化基礎設施成焦點》，廣發(fā)證券，劉雪峰、李傲遠、吳祖鵬。