“東數(shù)西算”是什么,要解決哪些問題

近日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。至此，“東數(shù)西算”號(hào)角響起，全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系建設(shè)全面啟動(dòng)。

什么是“東數(shù)西算”?

“東數(shù)西算”要解決哪些問題?

“東數(shù)西算”就是通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進(jìn)東西部協(xié)同聯(lián)動(dòng)?！皷|數(shù)西算”要解決兩個(gè)核心問題，即提高國(guó)家算力總水平和降低國(guó)家算力總能耗，推動(dòng)算力的集約化、綠色化發(fā)展。

算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心生產(chǎn)力，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)《2021-2022全球計(jì)算力指數(shù)評(píng)估報(bào)告》報(bào)告顯示，算力指數(shù)平均每提高1點(diǎn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長(zhǎng)3.5‰和1.8‰。隨著企業(yè)數(shù)字化加速演進(jìn)，全社會(huì)對(duì)算力需求仍然十分迫切，預(yù)計(jì)每年仍將以20%以上的速度快速增長(zhǎng)。

然而算力的提升必然帶來服務(wù)器數(shù)量和能源消耗的增加。作為電力消耗的大戶，數(shù)據(jù)中心常被戲稱為“電老虎”。一個(gè)超大型數(shù)據(jù)中心(機(jī)架規(guī)模10000以上)每年的耗電量為億度級(jí)別。如何解決算力提升和能耗增加的矛盾，是算力網(wǎng)絡(luò)要面臨的首要問題。

“集約化”和“綠色化”，

不僅僅是服務(wù)器增加和可再生資源利用

從宏觀角度講，“東數(shù)西算”要像“南水北調(diào)”、“西電東送”一樣，從全國(guó)角度一體化布局，優(yōu)化資源配置。內(nèi)蒙古、寧夏、貴州等地區(qū)可再生資源豐富，一些對(duì)業(yè)務(wù)時(shí)間要求不高的業(yè)務(wù)，例如后臺(tái)加工、離線分析、存儲(chǔ)備份等，可率先向西部遷移，實(shí)現(xiàn)算力統(tǒng)籌管理和最優(yōu)化配置。從微觀角度看，按照《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》要求，到2023年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模年均增速保持在20%左右，總算力超過200 EFLOPS。這一系列政策都旨在推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施向集約化和綠色化發(fā)展。

然而，要實(shí)現(xiàn)集約化和綠色化，僅增加服務(wù)器規(guī)模和利用可再生資源就夠了嘛?

當(dāng)前業(yè)界已經(jīng)形成一個(gè)普遍共識(shí)，即服務(wù)器規(guī)模增加，并不能帶來同等數(shù)量的算力增加，甚至有可能當(dāng)服務(wù)器增加到一定規(guī)模后，算力反而會(huì)下降。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)天然是丟包的，并且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加，丟包率呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。當(dāng)服務(wù)器集群進(jìn)行計(jì)算協(xié)同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)丟包增大了因協(xié)同等待而產(chǎn)生的時(shí)間等開銷，造成了服務(wù)器資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使算力提升存在天花板。據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，0.1%的丟包率會(huì)造成算力損失50%，同時(shí)使計(jì)算時(shí)間拉長(zhǎng)了1倍，無形中增加了計(jì)算的能耗，也不利于算力的綠色化發(fā)展。

因此，要提升算力，首先要構(gòu)建一個(gè)0丟包的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)十年磨一劍，

終成算力提升新動(dòng)能

早在2012年，華為CloudFabric數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)為了應(yīng)對(duì)未來數(shù)據(jù)洪水挑戰(zhàn)，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，投入數(shù)十個(gè)科學(xué)家開始新一代無損網(wǎng)絡(luò)的研究，致力于構(gòu)建0丟包、低時(shí)延的以太網(wǎng)。十年如一日，經(jīng)過多方向多路徑的艱難探索，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化的iLossless智能無損算法方案，取得了突破性的進(jìn)展。并最終發(fā)布了新一代超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric 3.0解決方案，成為業(yè)界首個(gè)基于以太網(wǎng)架構(gòu)的0丟包數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

算法突破，性能提升17%：超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)CloudFabric 3.0不僅打破了傳統(tǒng)IB計(jì)算專網(wǎng)、FC存儲(chǔ)專網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)不兼容的局面，同時(shí)在全閃存、分布式存儲(chǔ)、HPC高性能計(jì)算、人工智能計(jì)算等場(chǎng)景，都有極強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)。根據(jù)第三方權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)Tolly測(cè)試結(jié)果表明，超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)能夠以以太網(wǎng)的成本提供超越IB專網(wǎng)17%的性能，降低建網(wǎng)和運(yùn)維成本53%，完全可以和專網(wǎng)相媲美。

架構(gòu)創(chuàng)新，組網(wǎng)規(guī)模4倍于業(yè)界：超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基于新一代直連拓?fù)浣M網(wǎng)架構(gòu)和創(chuàng)新分布式自適應(yīng)路由協(xié)議，不僅滿足算力網(wǎng)絡(luò)0丟包的訴求，更支持270k節(jié)點(diǎn)大規(guī)模，組網(wǎng)規(guī)模4倍于業(yè)界，可助力構(gòu)建E級(jí)和10E級(jí)大型和超大型算力樞紐。

綠色低碳，單位算力能耗降低47%：基于SuperCooling和SuperPower等10+核心散熱和供電技術(shù)，CloudEngine數(shù)據(jù)中心交換機(jī)400GE端口每比特功耗相比業(yè)界可降低54%，同時(shí)通過提升計(jì)算效率，單位算力能耗相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)還可降低47%。根據(jù)武漢人工智能計(jì)算中心流體力學(xué)用例實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，完成同樣任務(wù)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需要耗時(shí)375秒，0丟包以太網(wǎng)耗時(shí)198秒。折算到單位算力功耗，0丟包以太網(wǎng)單位算力能耗相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)降低47%。

華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)正在積極參與新型數(shù)據(jù)中心和國(guó)家算力樞紐的方案設(shè)計(jì)和建設(shè)，并已經(jīng)在武漢人工智能計(jì)算中心、西安雁塔人工智能計(jì)算中心商用部署。未來，華為將繼續(xù)發(fā)揮產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力優(yōu)勢(shì)，全面參與“東數(shù)西算”工程，以創(chuàng)新數(shù)字技術(shù)為算力網(wǎng)絡(luò)集約化、綠色化提供新動(dòng)能。

原文標(biāo)題：東數(shù)西算號(hào)角響，集約化綠色化算力樞紐網(wǎng)絡(luò)如何建?

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審核編輯：湯梓紅