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CCSA TC621发布“算网融合年度发展十大热词”

  7月10日,2024算网融合产业发展大会在北京隆重召开。会上,中国信息通信研究院总工程师敖立以《2024年算网融合发展十大趋势》为主题发表演讲,探讨算网融合发展的新趋势。

  ▲中国信息通信研究院总工程师 敖立

  2024年度算网融合年度发展

  我国进一步加大政策牵引,加速布局算网基础设施,加快算网技术创新演进,算网融合逐步推进。

  政策驱动算网高质量发展,基础设施部署适度超前。

  2023年10月,《算力基础设施高质量发展行动计划》指出,预计2025年,算力规模将超过300 EFlops,其中智能算力占比将达到35%(105 EFlops),国家枢纽节点数据中心集群间基本实现不高于理论时延1.5倍的直连网络传输,重点应用场所光传送网(OTN)覆盖率达到80%。

  2023年12月,《关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》首次明确算力网内涵,强调算力网,强调各类算力资源及提供方之间的“互联成网”,提出“加快构建全国一体化算力网,以算力高质量发展支撑经济高质量发展。”

  Al+成为技术创新新动力,国产化开启产业发展新赛道。

  大模型跨量级突破,对算网技术及产品需求提出新要求。人工智能大模型发展激发算力芯片市场潜能。2023年国内GPU市场规模约111亿美元,预计2027年将达到345.57亿美元,年化增速高达32.8%。

  AI集群需要低时延、高并发网络确保算力规模、利用率,在芯片制程量子效应、并行计算可扩展性等基础计算理论无法实现快速突破的背景下,“Al+计算+网络”的融合型应用技术成为决定AI全面落地的关键要素。

  国产化进程加速,我国算网产业生态逐步完善。

  我国Al芯片市场持续增长,预计近两年增速放缓,预计2024年有4%-8%的增长。

  据东吴证券测算,2025年中国操作系统市场规模将达到586亿元,国产操作系统厂商在个人消费市场新领域、新商业模式的探索中也将大有可为。

  据Forrester调研数据显示,国内TOP3网络交换机整机厂商占80-90%市场,中低端场景GCH产品系列齐全,国内厂商在转发架构、规格定义、特性设计上均具备成功经验,逐步推进国产化进程。

  据IDC调查数据显示,2023年我国人工智能服务器市场规模将达91亿美元,同比增长82.5%,2027年将达到134亿美元,年复合增长率达21.8%。

  CCSA TC621面向产业各界组织发起《2024年算网融合发展趋势调研》,受邀企业涵盖电信运营商、设备生产商、算力服务运营商、安全设备及服务商、高校及科研机构,总结算网融合年度发展十大热词为:算力网络、SD-WAN、6G移动算力网、智能计算、边缘计算、存算一体、零信任、SASE+AI、算力互联互通、东数西算。

  网络计算化:算云边端多维立体感知,打造网络创新底座

  趋势一:算力网络引领网络创新新方向,加快形成算网产业新格局

  算力网络的承载架构形成行业共识,技术创新不断突破,加速接入网络、固定网络、移动网络的算力化发展进程。以算力网络平台为主体的产业格局快速成型,设施部署规模增长迅速,商业模式逐步成熟。

  从固定网络到移动网络,算力网络的技术创新推动了基础电信网络的全面升级。

  “入算网络+算内网络+算间网络”构成算力网络的承载基础。入算网络关键技术算力路由,通过联合调度“计算”、“网络”信息实现最 佳算力服务的引流。

  算内网络关键技术RoCE,在算力园区内,基于以太网实现RDMA,全面提升高性能算力互联效率。

  算间网络关键技术广域RDMA,借助高带宽、高可靠的基础网络,实现跨域层面的算力高质量互联。

  在产业格局层面,各类算力网络平台大量涌现。各级政府主导建设的算力网络枢纽节点调度平台,如贵州枢纽节点算力网络调度平台;运营商主导建设的算力网络调度平台,如天翼云算力分发网络“息壤”平台;龙头企业主导建设的算力网络调度平台,如浪潮算力网络自智管理平台。

  据工信部数据显示,截止2023年底,我国智能算力规模达到了70 EFlops,增速超过70%。基础电信企业规划建设超过180条“东数西算”的干线光缆,骨干网互联带宽扩容到40T,全国算力枢纽节点20ms时延圈已经覆盖了全国主要城市。

  业务场景差异化催生三大商业新模式:集成模式、赋能模式、电商模式。

  趋势二:SD-WAN+算力/安全全面升级,推动融合性生态蓬勃发展

  SD-WAN全面承载算力,打造高可靠底座。SD-WAN广泛连接公有云、算力资源池、数据中心等名类算力资源,并为用户进行按需调度,成为支撑泛在算力应用的重要方式。

  SD-WAN向网络+安全+智能服务演进,SD-WAN+安全、SD-WAN+AI成为当前发展重要走向。国内外主流SD-WAN提供商将安全工具和基于AI分析的自动化能力进行整合,持续推进SD-WAN融合创新。

  SD-WAN+安全方案结合身份识别等新技术,或集成下一代防火墙等传统安全功能,保障业务访问安全和互联网访问安全。

  SD-WAN+AI方案实现从广城网、链路、应用到业务层面的建模与分析,在不需人为干预的情况下自动优化各种网络决策。

  根据2023年7月中国信息通信研究院发布的《SD-WAN产业图谱》,截止2023年9月,国内活跃的SD-WAN厂商数量达到70+。设备商、服务商、方案商整体分布均衡,行业应用部署广泛。

  当前,SD-WAN市场规摸保持强劲增长态势,SD-WAN+市场空间广阔。预计到2027年,全球SD-WAN+市场的总收入将超过1100亿美元。

  趋势三:移动算力网络打造6G重要支柱,全面支撑6G业务场景

  移动算力网络将从内外方向赋能6G网络中,网络与计算实现互惠增强,移动算力网络实现算网融合感知、编排管理和控制调度,全面支撑6G消费业务场景、行业业务场景和网络业务场景。

  以移动网络独有的网络位置优势与成熟技术体系为基础,与算力资源相协同,形成开放式算力体系,重点实现算、网、应用动态协同。对内为6G网络架构提供内生的计算和存储等能力。对外赋能行业应用,提供丰富的算力服务。

  算网融合感知同时感知算力类型、可用资源等算力信息以及网络时延、带宽等网络信息。

  算网编排管理能够对视频服务、AI应用、XR、联邦学习等业务进行算力服务部署。

  算网融合控制调度能够根据业务需求、算网状态实现算网融合决策,以及动态算力调度。

  计算网络化:超智边端异构算力高效协同,打造无处不在的算力底座

  趋势四:智算产业超前建设,助力数字化产业体系完善升级

  高性能计算云市场规模持续增长,预计到2024年,高性能计算云的市场规模将达到88亿美元,市场增速将是线下高性能计算市场规模的2.5倍。

  HPC存储发展步伐加快,从市场构成来看,HPC存储增速最快,预计2026年HPC存储在HPC总支出占比20%以上,年复合增长率达8.6%。

  国家战略支撑人工智能应用落地。“十四五”规划将人工智能列为重点发展产业之一。2023年,科技部与自然科学基金委共同启动了“人工智能驱动的科学研究”专项部署工作。

  截至2023年底,我国智算中心相关项目有129个。截至2022年底,工信部设立的国家AI创新应用先导区已经达到11个,支撑人工智能创新应用。

  IDC预测,中国智能算力规模到2026年将达到1271.4 EFlops,未来五年复合增长率可达52.3%。

  我国人工智能在城市管理和运营领域占比最高,达49%。

  HPC依托高性能的计算库、优化算法、并行计算技术,结合AI算法,开拓算力产业新业务市场。广泛应用于自动驾驶、辅助创新药物和疫苗研发、流体仿真、影视动画渲染等场景。

  趋势五:边缘计算加速迭代升级,筑牢数字化转型技术底座

  边缘计算支撑要素逐渐完善,国家地方加强政策支撑力度,不断推出相关政策,包括《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》、《关于促进云网融合加快中小城市信息基础设施建设的通知》等。此外,标准体系也不断完善。CCSA、NITS、工业互联网产业联盟等在研标准近100项。

  边缘计算市场规模不断扩大,预计在2027年,我国边缘计算的市场规模将达到2509亿人民币,2023年至2027年的复合年增长率为36.1%。

  边缘计算场景向重点领域深入,如智慧交通、智慧园区、智能制造、智能家居、智慧工厂、人工智能。

  边缘计算生态建设逐渐成熟完善,运营商边网融合建设,云厂商将云服务延伸至边缘,方案商专注于行业解决方案,聚焦行业细分领域,ICT厂商推动软硬一体的边缘计算私有化部署。

  趋势六:存算一体应用价值逐渐显现,开辟数字经济新赛道

  冯诺伊曼架构存在瓶颈。存算分离架构难以满足倍增的算力需求,处理器和存储器间数据传递功耗过高。

  摩尔定律走向极限。芯片迭代速度放缓与日益增长的算力需求之间的矛盾突出。每一代芯片的迭代性能提升有限,研发成本提高。

  存算一体需求旺盛,具备低功耗、低成本、运算性能提高等优势。数据传输路径优化,降低数据传输损耗;基于基础架构革新和先进工艺带来更低成本;打破计算单元与存储单元过于独立导致的“存储墙”,实现更高算力。

  当前,存算一体步入从学术走向产品的新阶段,实现初步的商业化应用。

  预计存算一体市场规模2025年将达125亿元,随着技术成熟度的提高伴随大规模商用落地,至2030年市场规模将达1136亿元。

  随着新型存储器技术的进—步成熟,存算一体在大算力场景竞争力显著提高。

  据研究者估算,存算一体技术在端侧的竞争力影响约占30%,而在云和边缘的大算力领域的竞争力影响可达约90%。

  清华大学团队研制出全球首款全系统集成、支持高效片上学习的忆阻器存算一体芯片。相同任务下,该芯片实现片上学习的能耗仅为先进工艺下专用集成电路(ASIC)系统的1/35,同时有望实现75倍的能效提升。

  知存科技量产的全球首颗基子模拟Flash存算一体的芯片WTM2101,可使用sub-mW级功耗完成大规模深度学习运算,适用于可穿戴设备中的智能语音和智能健康服务等场景。今年,该芯片出货已经达到kk级别。

  后摩智能发布首款存算一体智驾芯片后摩鸿途H30,最高物理算力256TOPS,典型功耗35W。

  中国移动研究院联合产业完成了基于NOR Flash存算一体芯片的视频超分技术验证,为存算一体芯片在算力机顶盒、AR/VR终端、边缘视频解码器等场景支撑高效视觉AI应用奠定基础。

  算网安全:零信任、SASE深度融合算网应用,强化内生安全保障能力

  趋势七:零信任助力算网安一体发展,持续成为全球安全热点

  面对算云边端高度融合的复杂情况,零信任架构为算网安全提供了新型安全能力编排机制,协同调度算网资源,建设态势感知平台,实时动态监测算力状态、网络状态、算力路由路径等,完善综合安全运维管理体系来实现更加广泛的主动的环境感知。

  零信任架构的部署助力算力+网络+安全全面融合。联动软件定义边界(SDP)技术进行控制面与数据面的隔离;融合身份识别与访问管理(IAM)技术对算网安全应用进行持续认证与动态授权;结合微隔离(MSG)技术实现端到端算网环境感知能力。

  欧美发达国家形成零信任国 家级战略规划,全面助力算网基础设施安全建设。

  2023年,美国“雷霆穹顶”零信任试点计划正式完成海陆空三军稳步推进零信任战略路线图和阶段性实施方案的设计规划。英国、澳大利亚等西方发达国家纷纷效仿,已全面形成零信任战略规划设计,助力算网安全体系化防御形成。

  根据MARKETSANDMARKETS公布最新的预测显示,全球零信任安全市场规模预计将从2023年的311亿美元增长到2028年的679亿美元,实现规模化增长,全力保障算网设施、平台、应用、数据的安全可靠发展。

  国内算网安全零信任架构成熟度不断完善,专填类厂商向综合类厂商转型。

  根据信通院2023年零信任产业图谱调研的51家零信任厂商,275款产品数据显示:我国零信任产品分布不均,成熟度差异明显。其中微隔离产品成熟度远低于其他两项技术产品。

  我国厂商正处于转型的关键期,各家的零信任产品正从单一化技术转向融合型技术,综合类厂商大幅增长。国内厂商的零信任产品初步实现零信任能力建设,但产品综合能力存在短板,需加强技术革新,探索算网安全融合能力发展。

  趋势八:SASE+AI创新加速,打造多元化网络安全新产业

  安全访问服务边缘(SASE)融合SD-WAN、零信任网络访问、云原生网络、网络安全即服务等多种技术能力,统一调度云、网、算,安名类资源,满足算网按需使用、快速部署,统一管理、快速响应的安全需求,实现算网安一体化服务,赋能业务创新。

  网络安全即服务一体完成算网安全设备/组件部署、运维、更新等支撑算网安全从网元级安全功能到网络级安全功能的技木蜕变。

  零信任网络访向通过统一身份标识形成无边界、自适应、可持续的算网安全管控机制,支撑边界网络从传统边界网络到动态防御网络的技术创新。

  云原生网络天然适配算网基础架构,形成轻量级SASE服务网格,全面保障算网中的云内安全,支撑算网部署从重量级虚拟化到轻量级虚拟化的技术改造。

  融合人工智能,自动分析算网数据,智能检测应用漏洞,支撑算网服务从被动防御到主动防御的技术革新。

  国际SASE战略布局不断加快,呈现协同推进趋势。

  美国投入56亿美元经费发起零信任/SASE原型项目“Thunderdome”;加拿大在《网络与安全战略》中将SASE作为远程办公场景下替代VPN的重点技术。以MEF、NIST为代表的标准化组织于2022年发布2项SASE标准。

  市场规模快速上升,呈现规模化发展趋势。

  根据Gartner最新统计显示,2023年SASE全球市场规模已达到90亿美元,预计未来五年市场规模将以29.4%的复合年增长率增长。根据IDC预计,在2025年企业采购SASE的预算将成倍增长。

  供应链呈现多维协同趋势,产业应用呈现开放融合趋势。

  在需求侧,根据IDC预测,SASE市场应用最有针对性的垂直行业包括零售、制造业和金融服务业。

  在供给侧,思科、微软、华为、新华三等国内外龙头企业大力投入SASE商业布局,抢占生态链上游,其中提供SD-WAN服务的融合安全服务商占主导地位。

  基础设施:算力互通探索热情高涨,基础设施建设加速优化

  趋势九:算力互联互通体系框架初步形成,市场建设稳步提速

  算力互联互通受到高度重视。2023年10月,《算力基础设施高质量发展行动计划》中指出,构建算力互联互通体系,统一算力资源标识和身份认证,依托部省算力互联互通平台开展试点验证。

  2023年5月,《北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施》中指出,针对弹性算力需求,通过建设多云算力调度平台,实现异构算力环境统一管理、统一运营。

  2024年1月,《江苏信息通信业2024年新型信息基础设施提升行动实施方案》加快启动省级算力互联互通(资源匹配)平台建设,促进算力高效调度、智能供给、供需科学匹配。

  产业探索实践稳步提速。地方政府陆续发布算力调度平台,打造一体化算力网。运营商积极落实全国算力网络互通建设,助力算力互联互通体系化发展。科技部启动了建设国家超算互联网的工作,构建一体化的超算算力网络和服务平台。

  趋势十:东数西算进入落地深水区,加速规模化实践部署

  国家地方形成自上而下梯次布局。国家强化顶层设计和统筹,打造一体化算力网络体系。

  2023年12月,《深大实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》,提出充分利用国家枢纽节点算力资源,联动调度国家枢纽节点外中西部绿色能源丰富地区算力资源。

  2024年1月,《数字经济促进共同富裕实施方案》,提出深入实施“东数西算”工程,加快推动全国一体化算力网建设。

  2024年1月,《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,提出加快突破GPU芯片,集群低时延互连网络、异构资源管理等技术,建设超大规模智算中心,满足大模型迭代训练和应用推理需求。

  地方加快算力建设部署,推动地方算力市场活跃。

  去年国家数据局挂牌后,2024年全国有约20个省级数据管理机构陆续成立。多地通过发放算力券、算力奖补等方式,促进政策与行业供需共振。

  东西数字鸿沟明显改善,中西部催生算力新生态。宁夏中卫数据中心集群在2023年新增标准机架2.3万架,增长52.2%;建成全国首个“万卡级”智算基地;数字信息产业产信达100亿元。

  全国新增97个城市达到千兆城市建设标准,东部地区新增27个,中部地区新增38个,西部地区新增32个;千兆城市平均城市家庭千兆光纤网络覆盖率超过100%;91个城市重点场所5G通达率达100%。

  产业建设不断成熟,算力基础设施建设跨域式发展。

  据中国信息通信研究院的数据,中国的大数据产业规模已突破1.3万亿元,并预计到2025年将超过3万亿元,我国算力产业链快速完善发展,市场潜力巨大。

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