什么是“算力網(wǎng)絡(luò)”

直奔主題，到底什么是算力網(wǎng)絡(luò)？

算力網(wǎng)絡(luò)不是一項(xiàng)具體的技術(shù)，也不是一個(gè)具體的設(shè)備。從宏觀來(lái)看，它是一種思想，一種理念。從微觀來(lái)看，它仍然是一種網(wǎng)絡(luò)，一種架構(gòu)與性質(zhì)完全不同的網(wǎng)絡(luò)。

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

因此，也有人將算力網(wǎng)絡(luò)叫做“Network As A Computer（網(wǎng)絡(luò)即計(jì)算機(jī)）”。

在你面前的，就像一臺(tái)算力機(jī)。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(jì)算與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系演進(jìn)

單看前面那段話，會(huì)有點(diǎn)暈。接下來(lái)，我們還是從網(wǎng)絡(luò)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(shí)也就是計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，其實(shí)和計(jì)算機(jī)是密切相關(guān)的。（這里所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)，指的是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，不是語(yǔ)音電話網(wǎng)絡(luò)。下同。）

上世紀(jì)60年代，正是為了讓美國(guó)各大高校之間的大型計(jì)算機(jī)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(guó)中西部4所高校的阿帕網(wǎng)（1969年）

70年代，同樣是為了服務(wù)高校和科研機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)間通信，才有了早期的局域網(wǎng)技術(shù)（以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議）。

網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，除了讓點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶對(duì)用戶）能夠進(jìn)行信息交換之外，更重要的意義在于——它讓一些復(fù)雜的、高端的計(jì)算能力，能夠被普通用戶所觸達(dá)。

在那個(gè)時(shí)代里，用戶PC的計(jì)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(chǔ)容量很?。?。

有了網(wǎng)絡(luò)后，用戶可以與機(jī)房（數(shù)據(jù)中心）建立連接，可以訪問(wèn)機(jī)房里的服務(wù)器，共享服務(wù)器的CPU和存儲(chǔ)。

算力的集中與共享

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

80年代后，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量越來(lái)越多，規(guī)模也越來(lái)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(jī)房，就可以變得更大、更強(qiáng)，為更多用戶提供算力服務(wù)。這個(gè)機(jī)房，也就變成了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）。

進(jìn)入21世紀(jì)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(wù)器（也是為了用廉價(jià)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)高性能高可靠性的計(jì)算任務(wù)），亞馬遜和谷歌等公司就牽頭搞出了云計(jì)算。

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

虛擬化技術(shù)，把物理資源打散，變成虛擬資源

在網(wǎng)絡(luò)這邊，巨變也在同步發(fā)生。

起初，網(wǎng)絡(luò)這邊關(guān)注的重點(diǎn)，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(wèn)速度更快，體驗(yàn)更好，就必須把“水管”加粗。

這期間，光通信和移動(dòng)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(dòng)通信，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的通信接入。

到了2010年左右，我們的通信網(wǎng)絡(luò)，基本實(shí)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(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源

這時(shí)，伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)與成熟，通信技術(shù)的核心任務(wù)開始發(fā)生變化——通信的連接對(duì)象開始從人拓展到物，互聯(lián)網(wǎng)開始從消費(fèi)領(lǐng)域擴(kuò)展到行業(yè)領(lǐng)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(gè)人類社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大門。

第一階段：云網(wǎng)協(xié)同

在數(shù)字化時(shí)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(luò)化，都定性為：“挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值”、“創(chuàng)造數(shù)字財(cái)富”、“發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)”。

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

數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘過(guò)程

在這個(gè)時(shí)代，所有的計(jì)算機(jī)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(yīng)用，例如看劇、玩游戲、辦公自動(dòng)化、AR/VR，等等，也被統(tǒng)一稱為使用“算力應(yīng)用”，享受“算力服務(wù)”。

算力變成了一種重要的生產(chǎn)力，整個(gè)社會(huì)都需要它。

不過(guò)，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(chǎng)景，對(duì)算力的需求不同。

換句話說(shuō)，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(jié)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(guān)，非常簡(jiǎn)單的操作，結(jié)果，你提供的是昂貴的超算算力，給我安排的是天河一號(hào)，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(qiáng)勁的算力，有人想要響應(yīng)速度快（時(shí)延低）的算力，有人想要價(jià)格便宜的算力……僅靠云計(jì)算，根本無(wú)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(luò)的配合。

反觀網(wǎng)絡(luò)（通信運(yùn)營(yíng)商）這邊，也有強(qiáng)烈的合作意愿。

原因如下：

1、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)于封閉，設(shè)備商控制技術(shù)，一旦選型，就難以替換。而以云計(jì)算為代表的IT技術(shù)，強(qiáng)調(diào)的是開源、池化、軟件化，軟件和硬件解耦。運(yùn)營(yíng)商作為甲方，可以掌握更多的主動(dòng)權(quán)。

2、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)雖然是通信范疇，但也使用了算力。在路由和交換領(lǐng)域，在核心網(wǎng)領(lǐng)域，其實(shí)都是以算力為主，設(shè)備本身就是一臺(tái)“類x86服務(wù)器”。想要提升設(shè)備的運(yùn)行效率，就需要把通信網(wǎng)絡(luò)給IT化、軟件化，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)容量的彈性伸縮。

3、運(yùn)營(yíng)商是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的主體，但是鋪設(shè)了網(wǎng)絡(luò)，卻只能當(dāng)個(gè)“管道”，碰不到用戶的數(shù)據(jù)，也碰不到用戶的業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)比流量包更賺錢，運(yùn)營(yíng)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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，分享蛋糕。

4、國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商左手有網(wǎng)，右手有云。但是，運(yùn)營(yíng)商的云，對(duì)設(shè)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(xué)，增加對(duì)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(jìn)行第一階段的合作。這時(shí)，云和網(wǎng)屬于“初戀”，雙方還是強(qiáng)調(diào)各自的主體身份、合作關(guān)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(luò)）、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(shù)。

當(dāng)時(shí)，SDN主要針對(duì)承載網(wǎng)。把承載網(wǎng)路由器的管理功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能剝離，將管理功能集中。這樣一來(lái)，相當(dāng)于把網(wǎng)絡(luò)給軟件化了，可以隨時(shí)下達(dá)指令。

SDN，網(wǎng)絡(luò)被拆解了

NFV呢，主要針對(duì)核心網(wǎng)。它將云的技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)，把通信網(wǎng)絡(luò)單元從專業(yè)設(shè)備變成通用x86設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)功能由虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)，從而變得更加開放和靈活。

NFV，把網(wǎng)元功能從物理設(shè)備，遷移到虛擬設(shè)備（云服務(wù)）

其實(shí)無(wú)線接入網(wǎng)（基站）那邊也有云化。天線沒(méi)辦法云化（總要收發(fā)信號(hào)吧），基帶運(yùn)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(luò)里引入云的技術(shù)和理念，相當(dāng)于用云來(lái)改造網(wǎng)。

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

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

這個(gè)算力，可以在你家的路由器里，可以在大樓的弱電機(jī)房里，可以在基站機(jī)房里，也可以在區(qū)、縣、市的各級(jí)機(jī)房里。反正，無(wú)處不在。

邊緣計(jì)算=算力下沉

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

“泛在算力”的說(shuō)法，也因此開始出現(xiàn)。

云網(wǎng)協(xié)同時(shí)代，云可以調(diào)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（“云調(diào)網(wǎng)”），網(wǎng)絡(luò)也可以配合云。如前面SDN所說(shuō)，網(wǎng)被軟件定義，網(wǎng)的功能成為了平臺(tái)上的選項(xiàng)，在操作云的時(shí)候，點(diǎn)點(diǎn)按鈕，就可以調(diào)用網(wǎng)的功能，對(duì)網(wǎng)進(jìn)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(gè)ICT行業(yè)的變革方向。它所取得的初步成果，也鼓勵(lì)了運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商以及云計(jì)算服務(wù)商。

若干年后，大家一致認(rèn)為，云和網(wǎng)僅僅協(xié)同是不夠的，應(yīng)該全面走向融合。就這樣，“云網(wǎng)融合”閃亮登場(chǎng)了。

這次變化的根本原因，其實(shí)還是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮。數(shù)字化不斷深入，數(shù)據(jù)變得越來(lái)越龐大。尤其是以數(shù)據(jù)為中心的人工智能業(yè)務(wù)，廣泛落地，加劇了全社會(huì)對(duì)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?yàn)檫吘売?jì)算的出現(xiàn)，云計(jì)算已經(jīng)不能單獨(dú)代表算力了，所以，和“云”有關(guān)的詞，逐漸變成了“算”。（智算和超算的強(qiáng)勢(shì)崛起，也使“算”這個(gè)字眼更有力量，更有逼格，更具代表性。）

而網(wǎng)絡(luò)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(shí)，坦率地說(shuō)，是被算力“融合”。

融合是現(xiàn)階段的動(dòng)作，融合的最終目的，當(dāng)然是算和網(wǎng)完全合為一體。也就是，將來(lái)，要實(shí)現(xiàn)“算網(wǎng)一體”。

一體后的“算網(wǎng)”，也就是——“算力網(wǎng)絡(luò)”。

整個(gè)過(guò)程，大家有沒(méi)有搞明白？之所以網(wǎng)上的概念特別雜，其實(shí)主要是因?yàn)槿筮\(yùn)營(yíng)商加上華為等設(shè)備商，特別喜歡取名字，炒概念，而且互相還不肯承認(rèn)、不肯統(tǒng)一。所以，媒體上的叫法有很多種。事實(shí)上，很多名詞，都是同一個(gè)意思。

運(yùn)營(yíng)商在造詞方面，實(shí)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(luò)的英文名，也有好幾個(gè)。例如：

CPN（Computing Power Network，計(jì)算能力網(wǎng)絡(luò)）

CFN（Computing First Networking，計(jì)算優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)）

CFN（Computing ForceNetworking，計(jì)算力量網(wǎng)絡(luò)）

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

目前使用比較普遍的，是CFN（First那個(gè)）。

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

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

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

目前，摩爾定律逐漸進(jìn)入瓶頸，單芯片的算力提升空間越來(lái)越窄，成本越來(lái)越高。在單點(diǎn)算力無(wú)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(wèn)題的唯一辦法。

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

換句話說(shuō)，讓算力流動(dòng)起來(lái)，精準(zhǔn)服務(wù)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(jià)值。

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

東部地區(qū)對(duì)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(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，將時(shí)延要求低的算力，遷移到西部地區(qū)，就可以實(shí)現(xiàn)更完美的算力性價(jià)比。

那么，算力網(wǎng)絡(luò)究竟是一個(gè)怎樣的架構(gòu)？它基于了哪些底層技術(shù)？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(shí)現(xiàn)的呢？目前，算力網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展如何？

且看下集：算力網(wǎng)絡(luò)的深度技術(shù)分析

謝謝大家！

參考文獻(xiàn)：

1、《中國(guó)算力發(fā)展指數(shù)白皮書》，信通院；

2、《算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書》，中國(guó)移動(dòng)；

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

4、《中國(guó)聯(lián)通算力網(wǎng)絡(luò)白皮書》，中國(guó)聯(lián)通；

5、《算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展介紹與展望》，曹暢；

6、《什么是算力網(wǎng)絡(luò)》，吳卓然；

7、《關(guān)于“算力網(wǎng)絡(luò)”底層技術(shù)的思考》，鄢貴海；

8、《AI算力需求快增長(zhǎng)，平臺(tái)化基礎(chǔ)設(shè)施成焦點(diǎn)》，廣發(fā)證券，劉雪峰、李傲遠(yuǎn)、吳祖鵬。