“东数西算”工程承担新使命

　　作者：孙凝晖（中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员）

　　今年2月，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏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。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式启动。

　　“东数西算”工程除了发挥新基建作用外，还应该承担推进算力基础设施化进程、推动中国信息技术新体系形成的新使命。

　　上世纪90年代，美国总统克林顿提出“信息高速公路”计划，该计划起到两个关键作用，一是推动美国互联网信息基础设施的发展，这对美国经济的持续性繁荣起到关键支撑作用；二是该计划不仅将二十世纪七八十年代发明的信息技术有机结合起来,还催生了一批满足互联网新兴应用的新技术。该计划的成功，一举奠定了美国在全球信息技术体系中的绝对主导地位，中国也从中受益匪浅。

　　当前信息社会正进入人机物三元融合的智能时代，我国面临全面数字化转型的新挑战，以元宇宙为代表的数字虚拟现实应用在快速兴起，对算力资源的需求呈现爆炸式增长。我国当前算力总规模居世界第二位，但人均算力仍位于中段靠后。我国数字经济占GDP比重达38.6%，然而与美、德、英、韩等发达国家相比，仍有很大差距。

　　早在1961年，美国约翰·麦卡锡教授便提出算力应该像水、电资源一样随用随取的设想，即算力基础设施化。时至今日，这一设想依旧没有真正实现。基础设施化的本质，是实现资源供给的全局统一和环节解耦。以电力资源为例，电力基础设施从发电、输电、储电、用电等各个环节，全面实现全局统一和环节解耦。在发电环节，火电、水电、风电、核电、光伏发电等均可通过统一规格和标准接入电网；在输电环节，电网建设全面覆盖我国大中小城市和偏远地区，可以实现分级分片的多级管理和统一调度，把电力资源输送到千家万户；在储电环节，有统一规格、容量的三元锂、磷酸铁电池等，实现对电力资源的存储；在用电环节，有覆盖生产、生活方方面面的各类电器，通过统一的电压和电流标准、电表，实现电力资源的即插即用、统一计费。

　　相比之下，算力资源目前以云计算这种局部集中式的算力供给模式为主，各种“云”之间在技术体系、计费模式上是独立的，不能联云成网。“东数西算”工程应当助力我国推进算力基础设施化进程，把企业投资的大中小型算力站、地方政府分散投资的算力资源按照统一的标准互联互通；支持运营商像互联网一样，以普适性服务的形式运营算力网；让算力用户像用电一样，使用算力资源，为我国全面数字化转型提供源源不断的算力供应。

　　时至今日，全球信息技术体系仍然源于美国“信息高速公路”计划。尽管我国整机和互联网行业蓬勃发展，但底层支撑关键技术仍受制于人。近年来，我国大力推动以安全可控为目标的国产化替代，在信息化的部分重要环节原位替换，局部问题得到缓解。未来应以智能时代的新需求为目标，打造一个高水平自立自强的“技术领先、生态开放、安全增强、比较优势”的新技术体系。新技术体系要突破三个难点：一是用开源实现生态的共控，二是在较低的集成电路制造工艺、较低性能的器件等不利条件下打造有竞争力的整机，三是发明体现中国比较优势的技术。“东数西算”工程应起到拉动作用。

　　美国在“信息高速公路”计划实施期间，政府持续建设了多个信息基础设施技术试验平台，支持科研人员开展网络、分布式系统、云计算、边缘计算等前沿技术的颠覆性创新。例如，2002年建设的PlanetLab分布式试验平台，孕育出云计算领域很多关键技术；2005年建设了网络及分布式系统试验平台GENI；2015年建设了云计算系统实验平台CloudLab、Chameleon；等等。美国近几年更是加大了信息基础设施类科研试验平台的投资力度，2018年至2020年连续建设了EdgeNet、FABRIC、Pronto等多个科研创新试验平台，为信息领域的科研创新提供了肥沃土壤。

　　我国历来非常重视面向自然科学的重大科学基础设施，但面向产业前沿技术创新的重大工程技术实验装置长期未得到足够重视。目前仅部署了未来网络试验设施，主要侧重于网络方向前沿研究需求，先进算力、分布式系统、云计算、边缘计算等“东数西算”工程相关领域的科研试验平台仍处于空白状态。

　　建设算力基础设施的工程技术实验装置，对探索高水平自立自强的技术体系，形成可向“东数西算”工程推广的先进技术、创新商业模式等，具有重要意义，未来应更加重视。