2022年算力网络全景洞察白皮书

iResearch腾讯云中国算力网络全景洞蔡白皮书@2022.12iResearch Inc. 摘要iResearch艾瑞行业算力网络是以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度的服务，以“计算+感知+连接”为干行百业带来高质量、低成本、低时延的算力。整体上看，算特征力网络的发展会经历泛在连接、融合感知和无感调用三个阶段，目前尚处在发展初期，在未来的发展过程中，行业标准有待统一、算网融合技术有待突破、场景应用有待优化，算力网络的建设周期较长，其建设成熟度也因区域、行业、场景不同而有较大差异，基于研究积累及访谈成果，报告总结了评估算力网络发展成熟度的三个方向：（1）基础评估性能：评价算网资源充裕程度、算网调度能力和运营能力；（2）稳定性：评价算网整体系体安全性及运维保障能力：（3）发展潜力：基于算网投入产业实践后的商业表现和市场覆盖情况，评估算网是否出现规模效应。主要需求合作重点基础资源层算力整合、算网融合、绿色低碳异构算力资源、绿色数据中心解决方案算网调度层建立算网资源与终端需求的感知与匹配AI算法框架、大数据、行业经验建设算网运营层算力交易平台搭建、保障参与者权益区块链技术、意图引掌与供求报合机制、上链服务能力方向算网安全层明晰权责、关注数字安全访问控制、数据全周期防护、软硬协同算网运维层提升运维可视化、智能化智能运维、全区域监控系统产业应用衔接算网与终端用户终端应用开发、场景解决方案渗透发展随者算力网络建设推进，建设重心逐渐从基础资源建设向场景化应用倾斜。随着A能力及解决方案精细化，智能算力将成为未来重点发展方向。同时，算力网络的应用赋予终方向端了场最无限算力与确定性网络，会进一步推动业务场最创新与科研探索，来源：艾瑞咨询研究乾结合照云专家访读自主研究及绘制C2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cn2 iResearch艾瑞算力网络发展背景算力网络建设全景解析2算力网络发展趋势3 iResearch数字化时代下的算力瑞算力是数字化时代的基础设施和核心动能，需求侧科技进步与产业数字化、供给侧算力技术迭代共同驱动算力发展对信息和数据进行加工，实现人与物的匹配和连接是当前数字化发展的主要特征，其中通过计算设备，按需求对数据与信息进行处理的能力就是算力，也是推动数字经济向前发展的核心动能。随着数字化的推进，算力逐渐蓬勃发展：（1）从需求端看，产业数字化加速对算力的“量”要求不断提升，专业科研和技术进步对算力的“质”提出了更高要求；（2）从供给端看，算力在自发性送代，一方面算力基础设施逐步向边端渗透，另一方面异构芯片的研发让算力形态越发多元。数字化时代算力蓬勃发展数字化时代的基础设施供求驱动算力总量、行业应用和边端布局快速发展数字化时代天体物理能源勘操地球化学动能：算力国防军事气象探测算力形态：算力网路高维数据，超算需求供给电气时代算力需求动能：电力形态：电网泛场景，通用算力需求AI应用，智算需求分布式架构产业数字化互联网智能汽车计算能力提升蒸汽时代场景智能化金融影像医疗异构、多芯片+动能：煤炭工业AIOT形态：运翰网中心云政府智慧城市案源：综合公开盗料，企业及专家访谈，根据艾瑞统计预测膜量结算。C2022.12 iResearch Incrch.com.cr4 iResearch算力网络是算力发展的阶段产物瑞算力的发展难以满足全行业计算需求，催生算力网络的建设随着数字化进程加速，算力也在自发性选代，但仍无法完全满足全行业计算需求，出现了以下四种矛盾：（1）海量数据计算需求增加，而算力呈现东多西少、互联网多传统行业少等特点，在区域及行业分布不均，供求失衡；（2）算力自身渠构不断选代，GPU、DPU、FPGA等异构芯片的出现增加了算力度量和统筹管理的难度；（3）算力逐渐渗透各行业和场景，但对偶发性算力需求激增的场景仍缺乏弹性应对措施；（4）IDC厂商、运营商、云厂商等对数据中心的建设让算力布同更加复杂，各行业全级别计算需求对算力各节点的稳定性与安全性提出更高要求为解决以上难点，需要通过网络对分散、异构的算力进行感知、连接和统筹调度，以匹配终端计算需求，因此，算力网络应运而生，2016-2022年上半年中国算力总规模算力的发展难点及解决思路29.0%42.5%52.6%55.2%3.7%7.1%135140150海量高维数据量增加与算力供求失衡的矛盾315787算力跨区域连接2016201720182019202020212022H1算力总规模（EFlops）一增长率（%）算力多样性与统一管理困难的矛盾异构算力连接2021年我国各行业算力应用占比49.7%应用场景泛化与算力弹性不足的矛盾12.0% 10.0% 7.2%算力需求感知与调度5.8%4.2%3.9%7.2%互联网政府服务电信金融制造教育其他全级别计算与算力节点稳定性与安全性的矛盾算力应用占比（%）确定性算力供给亲源：工信部、中国信涵院（算力发展指数白皮书》，艾瑞咨流研究就自主研究及绘制，来源：艾瑞咨询研究自主研究及绘制。C.2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cnC2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cn5 iResearch算力网络内涵及架构瑞以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度算力网络是数字化时代的资源网，是以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度的服务，算力网络有三大组成要素：（1）计算：算力网络的核心资源；（2）感知：对具体场景算力需求的感知及算力资源的感知；（3）连接：将分散、异构、多层级、闲置的算力集合起来，以上三大要素赋予算力网络功能属性和服务属性，让其能高效盘活全社会算力资源，并赋能产业应用。从算力网络的技术架构上看，从下到上可分为基础资源层、算网调度层和算网运营层，同时算网运维和算网安全贯穿全程，形成“三横两纵”的支撑形态，最终，算力网络会以产品或能力的形式，赋能产业应用。算力网络的概念解析算力网络三要素算力网络的架构：三横两纵产业应用连接算网运营层算力市场算力计费算力监管算力交易算网调度层算网安全感知计算算力标识算力感知算力编排算力路由基础资源层>算力网络是数字化时代的“电网算力资源网络资源存储资源>让计算更加随时随地、即开即用来源：艾瑞咨资研究就自主研究及绘制.C2022.12 iResearch Inc iResearch算力网络的价值艾瑞为产业创新提供高质量、低时延、低成本的算力算力网络的价值算力网络价值图解ET培育创新业务：以智款交通元宇宙算力网络能支撑对高算力与低时延有较高要求的终端场数工业互联网生命科学头算力网络景，为产业数字化及数字经济建设构建坚实基础出设施强实量子计算推进创新业务的培育。智慧医疗智款城市降低算力使用成本：算力网络发挥倍乘效应规模化应用后边际成本逐渐递减①算力网络扭转了西部只能承载冷数据或温数据的认知在保障算力可靠性和稳定性的前提下，实现低成本运用西部算力拉低均价医成本边②算力网络覆盖资源多、范围广，待规模化应用后可以以网强算算力分配降低损耗带来网给和算力的边际成本递减提升算力质量：E智能调度减少浪费算力网络让网络能智能化调动异构算力，能为终端场景低证时提升利用率提供低延时、确定性的算力供给，提升算力质量算网应用图跨区域资源有效利用：①算网资源：算力网络以网络为媒介调动算力，以盘活技术能力、软件开发、硬件供给等资金全国范国内算力资源为自标；强基固②能源：为建设绿色、可持续的新型算力中心，一定程度上调动了对西部自然盗源和清洁能源的利用率；③资金：算力网络产业链条长，且投资周期长、规模大业对产业链上下游经济发展带动效应强。风能、水能、电能等数据中心、高性能计算等实源：艾酬咨流研究究自主研究及绘料C2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cn7 iResearch政策推进算力网络的建设和发展瑞加快建设新型数据中心与东数西算，驱动算网能力协同进步算力网络建设相关政策梳理发布时间改策文件发布机构主要内容2022.02《国家发展改革要等部门关于同意京津翼地区启动建没全国一体化算力网络国家枢组节点的复函》发改要等同意启动八大算力枢纽节点建没并规划十大数据中心集群，正式启动“东数西算工程*2022.01《“十四五”数字经济发震规划》国务院布肩八大育力枢组，推进云网协同，统筹育力和驾能调度，建设缴色数据中心，2021.07《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》工信部计划用三年时间形成与数字经济相适应的新型数据中心发展格局，建设全国一体《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实控化算力网络，逐步降低电能利用效率，2021.05发改要等建设全国一体化算力网络枢组节点，加强绿色数据中心建设，雅动老旧基础设施方案》到2025年，全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的一体化格局，围烧转型升级。2020.12《关于加快将建全国一体化大数据中心协同创新体系的据导意见》发改委等京津翼等重点区域建设大数据中心枢组节点，完善配套基础设施，深化大数据应用创新。“东数西算”的价值及建设现状“东数西算”是算力网络建设的初期探索>截止2022年9月，8大算力枢纽中新开工数据中心项目60余个，新“东数西算”旁实算力及网络基础设施和建数据中心规模超110万标准机架配套设施落地，为算力网络建设典基项目总投资超4000亿元，西部数据中心占比稳步提高.“东数西算”助力建设绿色、低碳、节能可持续发展的数据中心>2022年10月，“东数西算”八大“东数西算”推动了算力网络相关行业标枢纽节点间的算力网络及调度平台准完兽与市场体系建立建设战略合作签约仪式在浦东举行。注释：数期中心布晨德计载至2022年6月，仅展示部分布厂商，C2022.12 iResearch Inc：公开漫料，艾咨研究完自主究及给制www.iresearch.com.cn8 iResearch算力网络发展阶段及建设现状艾处于泛在连接阶段，推进标准与资源共建，向无感调用发展算力网络的建设和发展过程可以分为三个阶段：（1）泛在连接：强化算网连接属性，形成具有包容性、互联互通的算力和网络基础资源池：（2）融合感知：基于对业务场景和资源池的感知体系，形成算与网融合调度的新型运营模式：（3）无感调用：算力网络突破固有的物理空间限制，在端与端间建立确定性算力连接，让用户无感、无限使用算力，目前算力网络的建设正处于“泛在连接”阶段，由运营商牵头各研究院和相关组织共同立项开展研究，同时推进大型数据中心和异构算力层面的算网资源补齐。放眼未来，算力网络的成熟应用还任重道远，从互联到共生的算力网络发展路径理论与实践并进的算力网络建设标准组织时间进展通过了由中国电信率头的算力网络距渠与渠构标准当前建设阶段ITU2021.7中国电信立项Y.NGNe-O-CPN-regts际准Y.2501)CCSA2022.2通过了行业标准（算力网络总体技水要求）送审幕2019.9ECC联整与网络5.0联盟联合成立ECN，阶段1阶段2阶段3网络5.0联盟泛在连接融合感知无感调用IMT-2030(6G）2020.9MT-2030(6G)网路工作组成立算力网陷研究组2022年上半年运营商算力网络等相关业务资本开支融合运营算网共生中国多动算力网络200异构兼容不同而和和而不同数智普惠中国电信产业数字化101中国联通算力网络46■运营商算力网络等相关业务密本开支（亿元）基础出资源层算网调度层来源：艾瑞咨资研究就自主研究及控制.来源：信通院，国信证券研究所，公开资料，艾瑞咨询研究就自主研究及绘制。C2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cnC2022.12 iResearch Incwww.iresearch.com.cn9 iResearch算力网络建设成熟度评价体系艾瑞根据不同建设阶段，对基础性能、稳定性和发展潜力进行评估算力网络成熟度评估示意图资源能算力总量数据中心节点数算力种类》目