從算力大國邁向云計算強國

陳融雪

得算力者得未來。

當前，我國算力總規模已達到197EFLOPS（EFLOPS是指每秒百億億次浮點運算次數），位居全球第二，算力應用亦廣泛深入到政務、工業、交通、醫療等領域，不斷催生新技術、新模式、新業態，助力各行各業升級轉型。

“下一步，要用好領先算力，發展云計算、實現互聯互通是關鍵。”近日，中國工程院院士、清華大學計算機系教授鄭緯民接受《瞭望東方周刊》專訪時說。

年過七旬的鄭緯民院士作為我國計算機領域的先行者，曾獲得國家科技進步一等獎1次、二等獎2次，國家技術發明二等獎1次，2016年、2017年他的團隊連續兩次獲得“戈登·貝爾獎”。2018年，他成為首位中國存儲終身成就獎獲得者。

鄭緯民表示，我國云計算市場正處于爆發式增長階段，但在核心技術、生態構建、行業應用等方面還要持續推進；建議政府以研發補貼、政府采訪等形式支持國內機構加快核心技術攻關；針對云計算互操作性不足、“供應商鎖定”、算力云化比率偏低等問題，則呼吁國家牽頭建設公有云，做大做強行業應用。

展望未來，鄭緯民滿懷信心地表示，我國正在從算力大國邁向云算強國。

鄭緯民

算力云化

《瞭望東方周刊》： ChatGPT的成功是人工智能大模型的成功，也是云計算的成功。你認同嗎？

鄭緯民：可以這么講。

據公開資料，過去兩年半，GPT-3等大模型的訓練成本下降了80%以上，從首次訓練開銷1200萬美元降至140萬美元，其中很重要的原因就在于采用了云計算。

現在，人工智能和人工智能大模型熱有力推動了云計算新一輪發展——大家都在訓練大模型，缺芯片怎么辦？云計算就提供了很好的解決辦法，也就是算力云化。

《瞭望東方周刊》：2023 中國算力大會8月在銀川舉行，工業和信息化部部長金壯龍表示，我國算力總規模已達197EFLOPS。我國的綜合算力在國際上水平如何？

鄭緯民：算力大致可分為三類：高性能計算的算力，也被稱為HPC算力或超算；人工智能計算的算力，也被稱為人工智能算力或智算；還有數據中心的算力，也被稱為通用算力。

綜合來看，我國算力規模排全球第二。按2021年的數據，全球計算設備算力總規模為615 EFLOPS，美國的算力規模占全球份額為34%，我國為33%。

《瞭望東方周刊》：我國超算算力發展如何？

鄭緯民：過去10年，我國在頂尖超算系統研制和超算系統部署數量都處在國際領先行列。

一是我國在頂尖超算系統研制方面處于國際領先水平。天河一號、天河二號、神威·太湖之光這三臺超級計算機都曾經是世界上最快的計算機，并且我國超算從芯片、操作系統到大多數軟件都是國產，充分展示了中國的速度和研制能力。

二是世界上每年會評選兩次全球最快的500臺超級計算機，根據去年11月的評選結果，中國占了162臺。

三是我國三次獲得國際超算應用的最高獎——戈登·貝爾獎。

綜合來看，我國超算算力已走在世界前列。

《瞭望東方周刊》：算力有“三駕馬車”，除了超算，其它兩項算力發展如何？

鄭緯民：我國的通用算力也很強，最新發布的數據是，全國在用數據中心機架總規模超過760萬標準機架。

人工智能算力是近三四年才發展起來的。目前，我國已有近30個城市陸續啟動人工智能計算中心建設。

值得注意的是，我國新增的算力設施中，人工智能算力占比過半，成為算力增長的新引擎。預計到2025年，我國人工智能算力總量將超1800EFLOPS，人工智能算力占總算力比超過85%。這意味著，算力將迎來高速擴張時代。

核心技術需攻關

《瞭望東方周刊》：面臨限制，我國的算力發展會被“卡脖子”嗎？

鄭緯民：當前，我國人工智能服務器芯片需大量從美國英偉達進口；來自美國谷歌和Meta（臉書）的人工智能算法開發框架也占據著中國90%以上市場份額。從核心技術的角度來看，我國云計算的硬件技術自主可控性仍是薄弱環節。

云計算系統總體上可分硬件和軟件。國內以阿里、騰訊為代表的互聯網廠商和以華為為代表的設備供應商等在軟件方面取得了較好的進展，總體與國際先進水平相當。

但在硬件方面，目前，國內云系統受制于高性能通用CPU的國產化進展，仍然主要采用國外廠商如Intel或AMD的X86服務器。云計算中心采用的網卡和網絡交換機，也多是基于國外芯片，國產網卡和交換機芯片與國外一線云網絡廠商相比，技術完整度和生態上還有差距。

“供應商鎖定”難題

《瞭望東方周刊》：互操作性不足，是業界關注的一個重要議題。

鄭緯民：云計算的互操作性不足，以及由此導致的“供應商鎖定”問題，是全球性問題。與國外相比，我國的“供應商鎖定”問題不容忽視，成為影響構建云計算統一生態、阻礙云計算業務持續發展創新的瓶頸。云計算互操作性的不足，會讓人們在不同云計算供應商之間實現應用程序的遷移時，需要付出巨大的努力和投入。

造成“供應商鎖定”的原因有很多。

從技術角度而言，由于每個云計算供應商各自為政，自行決定使用的管理程序、存儲模型、網絡模型、管理工具和流程等，開發出的應用程序就不可避免地標準不統一，用戶難以實現應用跨平臺遷移。

盡管我國云計算市場處于爆發式增長階段，但當前公有云上的行業應用主要還是游戲、短視頻、即時通信這三項。我國公有云的利用率只有30%左右，私有云的利用率只有5% 左右。

從商業利益角度而言，留住用戶能夠帶來持續的收益，而提升互操作性意味著額外的投入，因此云服務供應商普遍缺乏意愿，來改善各自云計算平臺的互操作性。這一問題如果不加以解決，長此以往，會阻礙行業的創新發展，最終損害消費者的利益。

《瞭望東方周刊》：我國“供應商鎖定”問題的成因是什么？

鄭緯民：原因也是多方面的。

一是國內云計算技術的發展相對較晚，市場上服務供應商眾多，且正處于激烈的競爭之中。為吸引用戶，各供應商更傾向于基于不同的設計理念，開發各具特色的功能，而不是采用標準接口。

比如，阿里云基于“以數據為中心”的設計理念實現了統一的資源調度和存儲管理，并提供了眾多的大規模分布式數據計算服務;華為云采用資源虛擬化的技術路線，提供了類OpenStack的接口，并在此基礎上提供了包括人工智能、大數據、物聯網等在內的服務;百度云和金山云則分別主要面向人工智能和游戲等。

二是我國信息化應用的基礎相對比較薄弱，行業經驗的沉淀不足，加上在代碼開源、開放應用編程接口等方面的滯后，進一步加大了跨云開發的難度，阻礙了跨云軟件的開發和互操作的實現。

行業應用待加強

《瞭望東方周刊》：據中國信息通信院統計，我國通用算力云化比例超過50%，智算云化程度接近40%，超算云化仍在探索，而美國市場算力云化比率已經超過85%。要提高算力云化水平，要解決什么問題？

鄭緯民：從行業應用的角度來看，公有云上的行業應用類型單一是突出問題。

盡管我國云計算市場處于爆發式增長階段，2022年達4550億元規模，較2021年增長40.91%，但當前公有云上的行業應用主要還是游戲、短視頻、即時通信這三項。

我國公有云的利用率只有30%左右，私有云的利用率只有5%左右。也就是說，100臺機器，只用了30臺，甚至是5臺，利潤怎么可能高？如果不積極拓展應用，這也將影響我國云計算產業持續健康發展。

《瞭望東方周刊》：為何利用率不高？

鄭緯民：原因主要有三方面。

首先，相較于國外有大量大型企業利用公有云開展生產業務，國內大型國企主要在使用私有云。這一方面是由于公有云上的應用安全和隱私保護等問題還缺乏堅實的技術解決方案，另一方面也有使用慣性和政策約束的原因。

但私有云在安全上未必就比公有云更強。大量國有企業建設私有云，既造成其自身成本的增加，也不利于我國公有云產業的做大做強。

其次，我國企業數字化轉型仍任重道遠。2021 年 3 月，“加快數字化發展、建設數字中國”的數字化戰略第一次被寫進了“十四五”規劃，國家發展改革委、中央網信辦和國資委也相繼發布《關于推進“上云用數賦智”行動培育新經濟發展實施方案》和《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》。但我國仍然面臨企業數字化轉型成功率較低、企業對數據應用效果不滿意等困難和問題，尤其是中小企業，上云用云的意識有待加強。

三是我國公有云上缺少由公共數據以及數據服務牽引的行業應用。

以地球科學數據為例，亞馬遜 AWS 公有云與美國國家海洋和大氣管理局、美國航天宇航局等合作，提供了包括氣象衛星數據、天氣預報、植被指數等地球科學數據，既推動了研究人員在公有云上開展科研，也牽引了相關企業在公有云上開展業務。因此，我建議國家可牽頭建設公有云，推進各方共同使用。

算力互聯

《瞭望東方周刊》：你怎么看未來云計算發展趨勢？

鄭緯民：早期云計算是以資源為中心，以租設備為主。現在是以應用為中心。比如做一個渲染，就不用跟服務商說要幾個設備，只說要完成什么任務。下一步，云計算要把領先算力用好、實現算力互聯。

隨著各地算力基礎設施逐漸發展完善，算力聯網形成統一調度是大勢所趨，但帶寬和延遲是當前建設算力互聯網的痛點之一。

舉例來說，在網絡正常情況下，從北京某大學傳輸4TB數據到江蘇的超算中心，需要5天。把數據刻成盤寄快遞，第二天下午就能到無錫。如果拉一條專線，一年要兩三百萬元，成本太大。

現在，我們和中國移動想了個解決辦法，借用附近的三條云專線，在他們不用的時間去分時租用。這樣傳4TB數據，只需要3個小時，初步測算單次傳輸價格低于1000元，還是可以接受的。

《瞭望東方周刊》：互聯和互通成為未來算力發展的關鍵詞，我國有哪些政策推動和實踐探索？

鄭緯民：最近，我國提出了“算力網絡”的概念，旨在通過網絡將全國各個計算中心聯接起來，形成一臺龐大的計算機。

各地從政策到實踐都在積極響應。

比如，北京提出要建設統一的多云算力調度平臺、提高環京地區算力一體化調度能力；上海制定目標，2023年接入并調度4個以上算力基礎設施，可調度智能算力達到 1000 PFLOPS以上；深圳謀劃共建粵港澳大灣區智能算力統籌調度平臺；貴州作為“東數西算”八大樞紐之一，大力推動算力資源跨域調度，致力建設國家樞紐節點統一算力運營調度平臺；成都也積極優化算力資源，并建立與其他國家樞紐節點間的算力資源匹配對接機制。

在實踐層面，2023年2月，東數西算一體化算力服務平臺已在寧夏銀川發布，正式上線運營；同月，江蘇南京城市算力網運營平臺發布，全國首個人工智能公共算力服務平臺也在上海揭牌投用。5月，貴州省發布算力運營調度平臺2.0版；7月，北京經開區推出我國首個“算力資源+運營服務+場景應用”一體化建設工程。

總之，我國正在從算力大國，一步步邁向云計算強國。

4月20日，工作人員通過電腦查看吉林省公主嶺鄉村振興綜合智能服務云平臺“農業智腦”模塊中的實時農業信息（許暢/ 攝）