2023年7月17日(周一)上午,复旦大学大数据研究院2023级新生研讨班院士讲堂第6期在线上成功举行,中国工程院院士张宏科教授为同学们带来了题为《算力网络的研究与探索》的专题报告,大数据研究院副院长薛向阳教授主持,近百位师生参会。
张宏科,中国工程院院士,北京交通大学移动专用网络国家工程中心主任,教授,博士生导师。张宏科院士长期从事专用通信网络理论与工程技术研究,是我国标识网络技术的开拓者。创建了标识网络功能结构及解析映射等关键技术,有效解决了高铁等复杂场景下网络高移动支持和高可靠传输难题,主持研制出专用网络设备与系统,已成为国家高铁专列专网等核心装备,为解决国家和铁路行业专网工程急需做出了重要贡献。先后两次担任国家973项目首席科学家,获国家技术发明二等奖2项(第一完成人),IEEE标准协会实出贡献奖3项,省部级一等奖4项(3项排一、1项排二),获IETFIEEE和ISO国际标准9项,国内标准2项;出版专著6本(均排一); 表第一/通讯作者论文32篇。带领团队获教育部首批黄大年式教师团队。
讲座内容:
张宏科院士的讲座围绕战略需求、研究探索、示范验证三大部分,深入浅出地为大家介绍了新型算力网络的原理体系与创新设计。
从战略需求来说,张宏科院士指出,信息网络已成为大国博弈的核心与关键,目前我国面临着从“数据大国”到“数据强国”转型升级的关键时刻,“东数西算”计划也要求能统一调配网络资源实现算力网络基础设施升级。因此我们亟需系统性、原创性的网络体系和技术突破,以逐步领先国际先进水平,抢占未来主战场。但是,一方面现有的网络体系设计于五十年前,关键芯片与软件系统仍然受制于人;另一方面目前的算力网是异质异构多形态网络并存,用户不能即插即用,网络管理呈“烟囱式”。故而综合来看,我国迫切需要智慧化构建新型算力网络,以统一调度算力资源,深度融合信息网络,实现跨网高效调度,用户与网络有效适配、统一管理。
明确了战略意义与现实需求后,张宏科院士分享了算力网络的研究情况。算力网络的具体含义是指在计算能力不断泛在化发展的基础上,根据业务需求,通过网络手段,在云、边、端之间按需分配,灵活调度计算资源、存储资源,保障用户“即插即用”的智慧化新型信息基础设施。算力网络以算为中心,网为根基,算网/云网一体,推动计算与网络从架构和业务方面深度融合。具体而言,当前新型算力网络面临着三大核心问题:
1. 网络层面:需攻克多种异构网络的深度融合难题,实现“统一基础设施”、“统一资源调度”;
2. 用户层面:需攻克网络“解耦分离”技术难题,实现“即插即用”;
3. 管理层面:需攻克现有网络“烟囱式”独立管理问题,实现用户与应用统一管控。
为解决这三大难题,张院士给出的探索思路是在现有的OSI七层网络模型基础上,创建新型算力网络体系架构——纵向建立三层结构(广义服务层、映射适配层、融合网络层),横向建立三域结构(知识域、实体域、感性域),探索多网深度融合机理,突破网络智算协同难题。在映射适配层嵌入“算力资源”,在云网和数据中心的网络结合部加入计算,突破多维统一标识和智慧协同映射技术, 用以构建“统一调度、弹性适配、即插即用”的算力网络平台。
在示范验证层面,张宏科院士提出了算力网络初步实施的方案,通过在云和网的结合部加入新的算力节点,建立核心技术原始创新、兼容替代、功能性领先国际的新型基础设施,实现算力资源与网络的深度融合,满足全国范围内算力协同调度与高效计算,打造中国数字经济的算力基础。
同时,张院士还指出由于算力网络的虚拟性,其统一性与融合程度难以直接衡量其好坏,因此未来新型算力网络的度量标准也是一个难点。
互动环节:
1. 问:算力网络和云计算的概念有没有什么区别?
答:现有的网络基础设施是算力网络技术的基础。原有的网络是和用户捆绑在一起,新型的算力网络不希望将用户绑定在网络上。用户在使用算力资源时只需要使用就可以了,不需要关心是谁提供的算力资源。未来,人工智能可以赋能各行各业,算力网络更能赋能各行各业。
张宏科院士最后激励道:“只有实现系统性的原始创新,才不会受制于人。”三十年前,国家就在重点投入芯片和操作系统,现在依旧在这上面。面对百年未有之大变局,路漫漫其修远兮,吾辈仍须上下而求索。