分布式算力感知与调度技术白皮书

分布式算力感知与调度技术白皮书 第九届未来网络发展大会组委会 2025年8月 版权声明 本白皮书版权属于中国铁塔股份有限公司和江苏省未来网络创新研究院所有并受法律保护，任何个人或是组织在转载、摘编或以其他方式引用本白皮书中的文字、数据、图片或者观点时，应注明“来源：中国铁塔股份有限公司、北京邮电大学和江苏省未来网络创新研究院”。否则将违反中国有关知识产权的相关法律和法规，对此中国铁塔股份有限公司、北京邮电大学和江苏省未来网络创新研究院有权追究侵权者的相关法律责任。 编委会 专家指导组成员 刘韵洁中国工程院院士、江苏省未来网络创新研究院荣誉院长、首席科学家郭宇辉中国铁塔通信技术研究院院长、中国通信企业协会低空经济专委会秘书长黄韬北京邮电大学教授麻文军中国铁塔行业拓展部总经理、铁塔智联技术有限公司执行董事兼总经理窦笠中国铁塔科技创新部总经理吴晓梅中国铁塔通信技术研究院副院长何杰中国铁塔行业拓展部副总经理、铁塔智联技术有限公司副总经理 编制组成员 中国铁塔股份有限公司 闫亚旗、董玉池、潘三明、聂昌、贾平胜、徐佳祥、安颖、王东、汪涛 北京邮电大学 谢人超、唐琴琴、杨煜天、马霄鹏、汪硕 江苏省未来网络创新研究院 魏亮、方辉、孙玉刚、尹鹏、林枭、韩风、占昊天、王磊 前言 随着算力网络的飞速发展，算力资源呈现出泛在化、异构化、分布化的显著趋势。如何高效感知、协同调度这些广泛分布且动态变化的算力资源，以支撑日益复杂的智能应用需求，已成为推动产业数字化转型和智能化升级的关键挑战与核心技术方向。 本白皮书首先详细阐述了分布式算力感知与调度的背景、需求、体系架构以及关键技术，同时介绍了该技术在远程医疗、智慧城市、大模型分布式训推以及云游戏等领域的典型应用场景，并探讨了当前技术落地、基础设施建设与改造以及标准化建设面临的挑战和发展建议。 目前，工业界和学术界对分布式算力感知与调度技术的研究尚处于起步阶段，并仍处于快速发展之中，新的架构、算法和应用模式不断涌现，本白皮书作为阶段性研究成果，还存在需要不断完善的地方，真诚地企盼读者批评指正。 目录 前言......................................................................................................I目录....................................................................................................II 一、分布式算力感知与调度背景............................................................1 1.1分布式算力感知与调度概念和特征........................................11.2分布式算力感知与调度研究意义............................................51.3需求分析.....................................................................................71.3.1国家战略需求分析........................................................81.3.2产业发展需求分析........................................................91.3.3技术演进需求分析......................................................111.3.4用户需求分析..............................................................141.3.5功能需求分析..............................................................161.4分布式算力感知与调度发展目标..........................................19二、分布式算力感知与调度架构..........................................................23三、分布式算力感知与调度关键技术..................................................273.1分布式算力资源度量模型......................................................273.2分级分域算力资源感知技术..................................................303.3分级分域算力调度技术..........................................................313.4分布式算力路由技术..............................................................343.5分布式算力自智技术..............................................................373.6分布式算力安全保障技术......................................................39 四、分布式算力感知与调度应用场景..................................................42 4.1远程医疗...................................................................................434.2智慧城市...................................................................................454.3大模型分布式训推..................................................................474.4云游戏.......................................................................................494.5低空经济网络...........................................................................514.6战术网络...................................................................................524.7智能制造...................................................................................544.8自动驾驶...................................................................................56五、分布式算力感知与调度行业发展建议..........................................595.1发展面临的挑战......................................................................595.2发展阶段划分...........................................................................605.2.1起步阶段.......................................................................615.2.2整合阶段.......................................................................615.2.3智能化阶段...................................................................625.2.4生态化阶段...................................................................625.3发展对策建议...........................................................................63六、总结与展望.......................................................................................65附录A：术语与缩略语............................................................................66参考文献...................................................................................................67 一、分布式算力感知与调度背景 本白皮书创新提出分布式算力感知与调度模型与架构。分布式算力是一种新型的计算模式，在实时感知多类型、多数量计算设备资源状况的基础上，借助统一的度量范式对资源量进行对比与评估，再结合任务的计算强度、时延要求和数据依赖等特征，以及网络带宽和能量预算等约束，运用自适应的智能调度算法将大规模的计算任务分散到不同的计算节点上，从而实现高效的数据处理和分析。本白皮书阐述了分布式算力感知与调度的背景、体系结构、关键技术、应用场景、发展建议，旨在为有兴趣了解分布式算力感知与调度相关概念和技术的研究人员提供介绍与指导。具体而言，本章从分布式算力感知与调度概念和特征入手，进一步分析分布式算力感知与调度的研究意义和各种需求，并提出分布式算力感知与调度的发展目标。 1.1分布式算力感知与调度概念和特征 随着全球数字化浪潮的到来，5G、AI、大数据等新技术不断涌现，算力已成为驱动社会进步的核心生产力。随着人工智能、物联网、元宇宙等技术的爆炸式发展，传统的集中式算力计算模式面对如此庞大且多样化需求，已经难以有效应对。分布式算力感知与调度技术应运而生，成为应对海量、泛在、实时计算需求的关键基础设施。这一理念旨在构建一个能够动态感知全网算力资源，并根据任务需求进行智 能化、自动化、最优化调度的新型信息基础设施，降低计算延迟与成本，支撑新型智能化应用的落地。 分布式算力是相对于传统集中式算力（如单一超级数据中心）而言的算力部署与利用模式，其核心是将一个大的计算任务分解成若干个小任务，然后把这些小任务分配给地理、网络层级或逻辑上相互独立的多个节点。这些计算节点可涵盖数据中心、边缘设备（如基站、物联网网关）、终端设备甚至个人闲置设备等，通过网络连接形成协同体系，实现算力资源的分布式协同与高效利用。分布式算力并非单一形态，边缘算力是前者重要组成部分，是分布式思想的一种具体体现。边缘算力强调“地理近端性”，即计算能力的部署靠近数据源，以满足低延迟和高实时性的需求；而分布式算力更关注“全局最优性”，侧重任务的分解与协同，以处理大规模和复杂的计算任务可能