中国移动构筑先进边缘计算推动算力网络创新发展2022年

构筑先进边缘计算推动算力网络创新发展中国移动研究院 刘景磊2022.11 目录•边缘计算发展的新趋势•中国移动边缘泛在算力新发展•泛在算力激发算力网络新模式新业态 面向数字经济的信息基础设施新布局2020.12国家信息中心：发布《全光智慧城市白皮书》，首次提出构建城市“1ms”时延圈，实现确定性的网络联接，赋能智慧城市2021.72022.2四部委：《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出国家枢纽集群和城市内部边缘DC的协同体系工信部：发布《新型数据中心发展三年行动计划》，优化布局，算力赋能，加强边缘DC互联，提升调度能力，推动算力泛在应用四部委：同意在京津冀、长三角等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群，正式启动“东数西算”项目2021.5 边缘计算行业发展新洞察•边缘侧应用场景层出不穷，市场增速持续加快，市场规模持续扩大•算随人动、算随需流促使应用向边缘迁移成为产业新趋势•计算模式正向云-边-端多级、高度协同的泛在架构方向发展边缘应用场景激增，泛在算力需求大量释放 算力结构持续演进，智能算力占比持续增加计算需求呈差异化，异构算力发展不断繁荣•预计2023年我国智能计算占总算力规模将达到70%，2030年人工智能算力需求增长500倍以上•AI 训练计算复杂度年增速达10 倍，且逐渐从云端训练扩展到边缘端推理•工业互联网、人工智能、大数据等应用对算力的专用化、差异化需求凸显GPU、FPGA、AI芯片、DSA等异构算力需求增长迅猛•异构算力发展进入繁荣期，与通用计算一起构成坚实的算力底座 边缘计算行业发展的新趋势数字经济对网络和算力提出了更高要求，边缘计算将向连接和算力深度融合的立体泛在的算力方向发展数字经济的发展，对网络连接提出更高要求行业发展的新变化，要求算力向多样性、泛在性变化•要求优化网络架构，推进省域/区域内3ms以及城市内1ms低时延•产业数字化转型升级对网络确定性提出更高要求•网络与算力进一步融合演进，催生网络应用感知能力•算力内核包括通用算力和异构算力，呈现多样化特征•算力形态随着数据处理向边端扩散呈现云、边、端分布，呈现泛在化•算力结构趋向智能化数字经济时代，网络与算力关系更加紧密，深度融合发展 中国移动边缘计算的发展实践云中国移动大力推动“5G+”发展计划，推进网、边、云一体的协同服务，助力行业数字化转型边优化资源，加快推进“东数西算”工程建设加快建设“信息高速”，打通经济社会发展信息大动脉边缘广域、局域场景充分协同点面结合，各有侧重•“4+4+X”数据中心布局，落实“东数西算”工程部署；•合作伙伴1500+，聚合2500+优质应用；•移动云2021年营收242亿元，公有云市场份额国内增速Top1•80+万基站，全球5G基站占比约30%，实现全国100%市县城及重点乡镇覆盖•4.67亿+5G套餐用户；•支撑4000+行业示范项目；•400+个边缘节点，覆盖200+地市；•支持CPU、GPU等异构算力部署；•具备通用平台能力、5G网络能力及IoT、工业识别、区块链等行业能力广域边缘云局域边缘云网智慧交通智慧城市智能制造云游戏............哈尔滨长三角区域成渝区域贵阳呼和浩特京津冀区域粤港澳大湾区域80+万基站4000+个行业项目覆盖全部地市重点县城9大行业平台 “连接+算力+能力”的新发展计划构建以“5G、算力网络、智慧中台”为重点的新型信息基础设施，发展“连接+算力+能力”的新型信息服务体系，促进资源、要素的高效汇聚、流动、共享，支撑数字经济做强、做优、做大边缘计算作为重要的泛算节点，协同云边端泛在的算力资源，满足新型业务需求新型信息基础设施新型信息服务体系5G连接智慧中台算力网络算力能力 算网基础设施层OTN/OXCOTN/OXCOTN/OXC编排管理层运营服务层安全绿色算网运营算网大脑算网底座算网一体的基础设施融数注智的算网大脑融合统一的运营服务算力并网意图感知算力封装统一运营算力交易能力开放数据湖 基础算网管理 人工智能引擎 算网统一编排算网智能化一体编排泛在调度算力解构数字孪生意图网络算网自智统一IP算网底座全光底座分布式算力（边）分布式算力（端）分布式算力（网）分布式算力（中心）分布式算力（中心）分布式算力（边）分布式算力（端）分布式算力（网）算力网络是以算为中心 、网为根基 ，网、云、数、智、安、边、端、链（ABCDNETS）等深度融合、提供一体化服务的新型信息基础设施 。算力网络的目标是实现“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务 ” ，逐步推动算力成为与水电一样，可“一点接入、即取即用”的社会级服务 ，达成“网络无所不达，算力无所不在，智能无所不及”的愿景中国移动算力网络的定义及体系架构 连接：锻造连接硬核实力，满足高隔离和确定性要求推动5G网络切片和确定性网络技术落地，实现商业化实质进展，有效支持高等级边缘计算的高隔离、低时延和确定性网络保障成功研发终端切片中间件解决方案，攻克5G网络切片卡脖子难点，支持边缘侧高隔离、高安全能力设计实现5G嵌入/内生TSN、双发选收等方案提供支持确定性和高可靠业务要求的边缘网络5G终端/CPE冗余链路+DS-TT5G基站冗余传输+确定调度5G传输传输成环+FlexE5G核心网冗余链路+NW-TT 算力：构建精细化的资源要素管理实力，促进泛在算力协同算网大脑（算网编排管理）算网统一运营入口算网统一运营平台演进方向边缘计算业务运营服务层移动边缘云网络边缘云合营云/行业云边缘计算平台专网运营平台移动云运营网络域应用域统一边缘云资源管理平台中心多云管理（MCMP）云1移动云3rd公有云网络云中心云社会算力统一边缘云管理（ECMP）边2移动边缘云各类合营云网络边缘云一级端侧算力管理平台(STCMP)端4家庭网关其它泛终端社会PC终端二级端侧算力管理平台(TCMP)数据中心管理DCIM能耗控制器PCIDC机房35构建“云边端能”统一编排调度能力，实现泛在算力、节点设施和能源等多资源要素的精细化管理 oneAPICPU+IPU/FPGAXeonROCmCPU+APU/FPGAEPYCCUDA+DOCAGPU/DPU+CPUAmpere边缘侧多样性异构算力将是常态，以AI需求为主的异构算力开发生态体系相对繁多，应用的跨架构开发和迁移困难，亟需结合应用需求，通过开放方式建立可屏蔽底层硬件差异的统一异构开发体系CANNCPU+NPU鲲鹏+昇腾NeuWareAI加速芯片思元算力：构建多样异构算力的良好开发生态，是边缘算力发展的关键 能力：打造边缘计算多级开放能力，赋能产业数字化边缘计算PaaS平台通用行业API无线信息分流策略带宽管理统一 API网关One PointOne HealthOne Power服务运营平台能力模板自助开通任务拆解服务开放OpenSigmaECP•硬服务•协同运营，算网一体化服务•自助业务开通，便捷运维•边缘能力对外服务开放•安全服务能力•软服务•从“资源式”转向“任务式” •提供算法模型及能力模板•提供智能无感极简的服务模式虚拟化基础设施（虚机/容器）基础（原子）API能力平台产品级能力服务使能能力APP1APP2APP3APP1APP2APP3APP4•网络能力API•分流规则，DNS规则•小区级/应用级/用户级无线信息•通用行业能力API•人脸识别、人体识别•比对搜索、图形匹配•工业互联网平台•路车网体系化产品矩阵•数据互联互通 •智慧园区平台•数字化运维能力•分析智能化•用户数据、教学应用互联互通 生态：共同构建更和谐的多方服务生态跨社会主体跨行业的算力并网时代已到来，发挥全社会算效同时促进低碳绿色发展，需推动促成多方共享的服务生态过去：碎片化•业务场景、软硬件技术体系、行业生态均呈为碎片化状态，行业企业各自探索，在细分场景下寻求生存空间现在：系统性收敛未来：多方和谐生态•运营商、云商、内容运营商等行业生态逐步收敛，有竟有合，但社会总体算力资源利用率不高，也难继续收敛统一•各方算力并网、双向赋能、相互引流；运营商向协调者转变，共同盘活社会资源，创建多方共建共享的和谐服务生态 超大型数据中心一体化机柜中小数据中心中心算力边缘算力边缘算力运营平台算网大脑边缘云边缘云中心云可信算力交易平台中心云提供商A三方算力池C边缘节点提供方B个人泛终端算力服务新体验端到端质量一致性服务新模式“TaaS” 任务式 用户只需要提出任务的具体需求（如输出60帧1080P视频），无需关注底层复杂的算网环境服务新业态算力并网 算力交易 通过跨地域、跨运营主体算力资源交易新型供给模式，盘活存量算力，降低单位算力使用成本和门槛网随算动，算随网流，算网一体共生，实现服务端到端质量一致性保障车联网、云游戏 ...图像渲染、AI训练推理 ...算力普惠、科学计算 ...新型算网服务17 18一体化供给的算网服务以需求为导向、以算力为核心，实现算网一体化供给、算网一体化运营、服务一体化提供，满足客户敏捷、定制、差异化需求ü融合赋能：以算力为核心载体，从资源要素向服务融合演进，通过算网原子化能力抽象、封装和开放，构建与第三方开发者共赢的生态环境，全面服务产业数字化。ü智简体验：应用无需感知算力和网络，实现快速部署、灵活调度、无感的极致体验。通过网络内生智能，提供便捷的智能体验；通过网络内生算力，提供“转发即计算”的实时体验；通过空天地算力和网络全面共生，提供全域泛在的算网一致体验。ü一体服务：算力网络可提供网络、算力、智能等多类型融合算力服务的一体化服务供给体系。算网一体可提供多量纲、多层次、多要素融合的一体化服务。PaaSSaaSFaaSTaaSIaaS云平台服务器IDC通用化服务器定制化服务器虚拟机容器裸金属算力网络入云云间云内AIBDSPaaSSaaSPaaSSaaSPaaSSaaSPaaSSaaSIaaS服务器IDC服务器 19在科学计算场景下，如引力波验证、粒子加速器、蛋白质内部结构研究等尖端科研项目，需要大量的CPU、GPU、内存和网络资源，但对实时性要求不高。使用公有云算力或自建高性能计算集群计算成本高昂。算力网络可将高算力消耗的科学计算任务拆解并分布调度到广泛存在的社会存量算力上运行，极大降低算力使用成本引力波验证蛋白质结构预测气象预测粒子加速预测•超大规模算力需求，高性能计算•异构算力可应对多种计算任务类型•算力使用成本低场景业务要求需供算力网络服务•算力拆解，将应用拆解成不同大小的功能模块•泛算调度，将不同的模块调度至各级算力节点中心云提供商A三方算力池C边缘节点提供方B个人泛终端算力算力共享平台科学计算任务子任务1子任务2子任务3子任务4应用场景——科学计算 20应用场景——算力并网我国算力呈现东部和中西部算力发展不均衡、社会算力使用率不高的现象。存在各个企事业单位自行建立的算力资源，导致利用率不高，可盘活使用，提升社会整体算力供给。通过引入区块链等去中心化技术的算力并网能力，实现闲散算力资源、多方算力资源和算力服务的统一的注册和管理，实现分布式算力的统一运营，及算力资源的灵活调度•中心化算力总计不会超过12%分布式算力超过88%•端侧的海量算力未得到有效利用•边缘泛在算力•闲置算力资源合计2.4亿台，达$1000亿美金场景业务要求需供算力网络服务•社会闲散算力、超算、智算等多样化算力吸纳，提升算力规模•实现跨地域、跨运营主体算力资源交易，盘活存量算力，降低单位算力使用成本和门槛超大规模中心算力三方算力池边缘泛在算力泛终端算力算力交易及运营平台大规模中心算力超算、智算中心 21应用场景——“TaaS”任务式服务•传统算力服务模式多以“资源式”为主，即用户需要自行构建应用，并选择匹配的算法、合适的算力、应用的部署位置和连接网络等，业务从设计到部署开通环节较多，且在边缘计算场景下显得更为复杂•算力网络提供一体化“TaaS” 服务，用户只需要提出业务或任务的具体需求，算力网络即可智能化的构建用户需要的一切，用户不需要关注业务代码实现和底层复杂的算网环境，只需按任务调用次数