【智慧城市網(wǎng) 視點跟蹤】近日，國家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃了10個國家數(shù)據(jù)中心集群。至此，“東數(shù)西算”號角響起，全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系建設(shè)全面啟動。
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到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進東西部協(xié)同聯(lián)動。“東數(shù)西算”要解決兩個核心問題，即提高國家算力總水平和降低國家算力總能耗，推動算力的集約化、綠色化發(fā)展。
算力作為數(shù)字經(jīng)濟的核心生產(chǎn)力，已成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)《2021-2022全球計算力指數(shù)評估報告》報告顯示，算力指數(shù)平均每提高1點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長3.5‰和1.8‰。隨著企業(yè)數(shù)字化加速演進，全社會對算力需求仍然十分迫切，預計每年仍將以20%以上的速度快速增長。
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”。一個超大型數(shù)據(jù)中心(機架規(guī)模10000以上)每年的耗電量為億度級別。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，一些對業(yè)務(wù)時間要求不高的業(yè)務(wù)，例如后臺加工、離線分析、存儲備份等，可率先向西部遷移，實現(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)展三年行動計劃(2021-2023年)》要求，到2023年底，全國數(shù)據(jù)中心機架規(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算力基礎(chǔ)設(shè)施向集約化和綠色化發(fā)展。
然而，要實現(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？
當前業(yè)界已經(jīng)形成一個普遍共識，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，甚至有可能當服務(wù)器增加到一定規(guī)模后，算力反而會下降。這是因為傳統(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)級增長。當服務(wù)器集群進行計算協(xié)同時，網(wǎng)絡(luò)丟包增大了因協(xié)同等待而產(chǎn)生的時間等開銷，造成了服務(wù)器資源的嚴重浪費，使算力提升存在天花板。據(jù)實驗統(tǒng)計，0.1%的丟包率會造成算力損失50%，同時使計算時間拉長了1倍，無形中增加了計算的能耗，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
終成算力提升新動能
早在2012年，華為CloudFabric數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)為了應對未來數(shù)據(jù)洪水挑戰(zhàn)，充分挖掘數(shù)據(jù)價值，投入數(shù)十個科學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計算專網(wǎng)、FC存儲專網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)不兼容的局面，同時在全閃存、分布式存儲、HPC高性能計算、人工智能計算等場景，都有極強的性能優(yōu)勢。根據(jù)第三方權(quán)威測試機構(gòu)Tolly測試結(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)基于新一代直連拓撲組網(wǎng)架構(gòu)和創(chuàng)新分布式自適應路由協(xié)議，不僅滿足算力網(wǎng)絡(luò)0丟包的訴求，更支持270k節(jié)點大規(guī)模，組網(wǎng)規(guī)模4倍于業(yè)界，可助力構(gòu)建E級和10E級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400GE端口每比特功耗相比業(yè)界可降低54%，同時通過提升計算效率，單位算力能耗相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)還可降低47%。根據(jù)武漢人工智能計算中心流體力學用例實測數(shù)據(jù)，完成同樣任務(wù)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需要耗時375秒，0丟包以太網(wǎng)耗時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)中心和國家算力樞紐的方案設(shè)計和建設(shè)，并已經(jīng)在武漢人工智能計算中心、西安雁塔人工智能計算中心商用部署。未來，華為將繼續(xù)發(fā)揮產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)導力優(yōu)勢，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、綠色化提供新動能。
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