艾瑞咨询：2022年算力网络全景洞察白皮书-36正式版

联合发布logo中国算力网络全景洞察白皮书2022.12 iResearch Inc.22022.12 iResearch I来源：艾瑞咨询研究院结合融云专家访谈自主研究及绘制。摘要随着算力网络建设推进，建设重心逐渐从基础资源建设向场景化应用倾斜。随着AI能力及解决方案精细化，智能算力将成为未来重点发展方向。同时，算力网络的应用赋予终端了场景无限算力与确定性网络，会进一步推动业务场景创新与科研探索。算力网络是以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度的服务，以“计算+感知+连接”为千行百业带来高质量、低成本、低时延的算力。整体上看，算力网络的发展会经历泛在连接、融合感知和无感调用三个阶段，目前尚处在发展初期，在未来的发展过程中，行业标准有待统一、算网融合技术有待突破、场景应用有待优化。SMS行业特征评估体系建设方向发展方向算力网络的建设周期较长，其建设成熟度也因区域、行业、场景不同而有较大差异。基于研究积累及访谈成果，报告总结了评估算力网络发展成熟度的三个方向：（1）基础性能：评价算网资源充裕程度、算网调度能力和运营能力；（2）稳定性：评价算网整体安全性及运维保障能力；（3）发展潜力：基于算网投入产业实践后的商业表现和市场覆盖情况，评估算网是否出现规模效应。主要需求合作重点基础资源层算力整合、算网融合、绿色低碳异构算力资源、绿色数据中心解决方案算网调度层建立算网资源与终端需求的感知与匹配AI算法框架、大数据、行业经验算网运营层算力交易平台搭建、保障参与者权益区块链技术、意图引擎与供求撮合机制、上链服务能力算网安全层明晰权责、关注数字安全访问控制、数据全周期防护、软硬协同算网运维层提升运维可视化、智能化智能运维、全区域监控系统产业应用衔接算网与终端用户终端应用开发、场景解决方案渗透3算力网络发展背景1算力网络建设全景解析2算力网络发展趋势342022.12 iResearch Inc 数字化时代下的算力算力是数字化时代的基础设施和核心动能，需求侧科技进步与产业数字化、供给侧算力技术迭代共同驱动算力发展来源：综合公开资料、企业及专家访谈，根据艾瑞统计预测模型估算。对信息和数据进行加工，实现人与物的匹配和连接是当前数字化发展的主要特征，其中通过计算设备，按需求对数据与信息进行处理的能力就是算力，也是推动数字经济向前发展的核心动能。随着数字化的推进，算力逐渐蓬勃发展：（1）从需求端看，产业数字化加速对算力的“量”要求不断提升，专业科研和技术进步对算力的“质”提出了更高要求；（2）从供给端看，算力在自发性迭代，一方面算力基础设施逐步向边端渗透，另一方面异构芯片的研发让算力形态越发多元。数字化时代的基础设施供求驱动算力总量、行业应用和边端布局快速发展数字化时代算力蓬勃发展算 力需 求专业科研天体物理能源勘探国防军事气象探测地球化学产业数字化工业互联网政府金融场景智能化AIOT智能汽车智慧城市影像医疗高维数据，超算需求泛场景，通用算力需求AI应用，智算需求动能：算力形态：算力网络数字化时代蒸汽时代电气时代动能：电力形态：电网动能：煤炭形态：运输网算 力供 给分布式架构计算能力提升中心云边端云异构、多核芯片52022.12 iResearch Inc 2022.12 iResearch Inc 算力网络是算力发展的阶段产物算力的发展难以满足全行业计算需求，催生算力网络的建设随着数字化进程加速，算力也在自发性迭代，但仍无法完全满足全行业计算需求，出现了以下四种矛盾：（1）海量数据计算需求增加，而算力呈现东多西少、互联网多传统行业少等特点，在区域及行业分布不均，供求失衡；（2）算力自身架构不断迭代，GPU、DPU、FPGA等异构芯片的出现增加了算力度量和统筹管理的难度；（3）算力逐渐渗透各行业和场景，但对偶发性算力需求激增的场景仍缺乏弹性应对措施；（4）IDC厂商、运营商、云厂商等对数据中心的建设让算力布局更加复杂，各行业全级别计算需求对算力各节点的稳定性与安全性提出更高要求。为解决以上难点，需要通过网络对分散、异构的算力进行感知、连接和统筹调度，以匹配终端计算需求，因此，算力网络应运而生。来源：工信部、中国信通院算力发展指数白皮书，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。海量高维数据量增加与算力供求失衡的矛盾应用场景泛化与算力弹性不足的矛盾全级别计算与算力节点稳定性与安全性的矛盾算力多样性与统一管理困难的矛盾算力的发展难点及解决思路49.7%12.0%10.0%7.2%5.8%4.2%3.9%7.2%互联网政府服务电信金融制造教育其他算力应用占比（%）2021年我国各行业算力应用占比2016-2022年上半年中国算力总规模3140578713514015029.0%42.5%52.6%55.2%3.7%7.1%2016201720182019202020212022H1算力总规模（EFlops）增长率（%）算力跨区域连接 异构算力连接 算力需求感知与调度 确定性算力供给62022.12 iResearch Inc 算力网络内涵及架构以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度算力网络是数字化时代的资源网，是以计算为核心，通过网络实现连接，通过感知实现匹配与调度的服务。算力网络有三大组成要素：（1）计算：算力网络的核心资源；（2）感知：对具体场景算力需求的感知及算力资源的感知；（3）连接：将分散、异构、多层级、闲置的算力集合起来。以上三大要素赋予算力网络功能属性和服务属性，让其能高效盘活全社会算力资源，并赋能产业应用。从算力网络的技术架构上看，从下到上可分为基础资源层、算网调度层和算网运营层，同时算网运维和算网安全贯穿全程，形成“三横两纵”的支撑形态。最终，算力网络会以产品或能力的形式，赋能产业应用。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。算力网络的概念解析基础资源层算力资源网络资源存储资源算网运营层算力交易算力监管算力市场算力计费算网调度层算力标识算力感知算力路由算力编排算网安全算网运维算力网络三要素算力网络的架构：三横两纵产业应用 算力网络是数字化时代的“电网”让计算更加随时随地、即开即用72022.12 iResearch Inc 算力网络的价值为产业创新提供高质量、低时延、低成本的算力来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。算力网络的价值算力网络价值图解降低算力使用成本：算力网络扭转了西部只能承载冷数据或温数据的认知，在保障算力可靠性和稳定性的前提下，实现低成本运用；算力网络覆盖资源多、范围广，待规模化应用后可以带来网络和算力的边际成本递减。培育创新业务：算力网络能支撑对高算力与低时延有较高要求的终端场景，为产业数字化及数字经济建设构建坚实基础设施，推进创新业务的培育。算力元宇宙智慧交通工业互联网生命科学智慧城市量子计算智慧医疗算力网络提升算力质量：算力网络让网络能智能化调动异构算力，能为终端场景提供低延时、确定性的算力供给，提升算力质量。网络 西部算力拉低均价 算力分配降低损耗 智能调度减少浪费 低延时提升利用率算力网络发挥倍乘效应规模化应用后边际成本逐渐递减以网强算以数强实算网应用范围边际成本跨区域资源有效利用：算网资源：算力网络以网络为媒介调动算力，以盘活全国范围内算力资源为目标；能源：为建设绿色、可持续的新型算力中心，一定程度上调动了对西部自然资源和清洁能源的利用率；资金：算力网络产业链条长，且投资周期长、规模大，对产业链上下游经济发展带动效应强。强基固业风能、水能、电能等技术能力、软件开发、硬件供给等数据中心、高性能计算等资金82022.12 iResearch Inc 政策推进算力网络的建设和发展加快建设新型数据中心与东数西算，驱动算网能力协同进步注释：数据中心布局统计截至2022年6月，仅展示部分布局厂商。来源：公开资料，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。算力网络建设相关政策梳理发布时间政策文件发布机构主要内容2022.02国家发展改革委等部门关于同意京津冀地区启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函发改委等同意启动八大算力枢纽节点建设并规划十大数据中心集群，正式启动“东数西算工程”。2022.01“十四五”数字经济发展规划国务院布局八大算力枢纽，推进云网协同，统筹算力和智能调度，建设绿色数据中心。2021.07 新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）工信部计划用三年时间形成与数字经济相适应的新型数据中心发展格局，建设全国一体化算力网络，逐步降低电能利用效率。2021.05全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案发改委等建设全国一体化算力网络枢纽节点，加强绿色数据中心建设，推动老旧基础设施转型升级。2020.12关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见发改委等到2025年，全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的一体化格局，围绕京津冀等重点区域建设大数据中心枢纽节点，完善配套基础设施，深化大数据应用创新。内蒙古枢纽：阿里、华为、Ucloud 京津冀枢纽：腾讯、阿里、百度 长三角枢纽：运营商、阿里、华为 成渝枢纽：运营商、腾讯、阿里 粤港澳枢纽：运营商、阿里、华为 甘肃枢纽：运营商 宁夏枢纽：运营商、AWS、天云网络 贵州枢纽：运营商、腾讯、华为“东数西算”的价值及建设现状“东数西算”是算力网络建设的初期探索“东数西算”夯实算力及网络基础设施和配套设施落地，为算力网络建设奠基“东数西算”推动了算力网络相关行业标准完善与市场体系建立“东数西算”助力建设绿色、低碳、节能、可持续发展的数据中心 截止2022年9月，8大算力枢纽中，新开工数据中心项目60余个，新建数据中心规模超110万标准机架，项目总投资超4000亿元，西部数据中心占比稳步提高。2022年10月，“东数西算”八大枢纽节点间的算力网络及调度平台建设战略合作签约仪式在浦东举行。.南海诸岛92022.12 iResearch Inc 2022.12 iResearch Inc 算力网络发展阶段及建设现状处于泛在连接阶段，推进标准与资源共建，向无感调用发展算力网络的建设和发展过程可以分为三个阶段：（1）泛在连接：强化算网连接属性，形成具有包容性、互联互通的算力和网络基础资源池；（2）融合感知：基于对业务场景和资源池的感知体系，形成算与网融合调度的新型运营模式；（3）无感调用：算力网络突破固有的物理空间限制，在端与端间建立确定性算力连接，让用户无感、无限使用算力。目前算力网络的建设正处于“泛在连接”阶段，由运营商牵头各研究院和相关组织共同立项开展研究，同时推进大型数据中心和异构算力层面的算网资源补齐。放眼未来，算力网络的成熟应用还任重道远。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。来源：信通院，国信证券研究所，公开资料，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。从互联到共生的算力网络发展路径异构兼容不同而和阶段1泛在连接阶段2融合感知阶段3无感调用融合运营和而不同算网共生数智普惠当前建设阶段标准组织时间进展ITU2021.7通过了由中国电信牵头的算力网络框架与架构标准(Y.2501)；中国电信立项Y.NGNe-O-CPN-regts标准；中国联通、中国电信立项Y.ASA-CPN标准。CCSA2022.2通过了行业标准算力网络总体技术要求送审稿。网络5.0联盟2019.9ECC联盟与网络5.0联盟联合成立ECNI。2020.12第8次网络5.0全会上，信通院联合三大运营商、中兴通讯等，成立了网络5.0创新联盟算力网络特设组。IMT-2030（6G）2020.9IMT-2030(6G)网络工作组成立算力网络研究组。基础资源层算网调度层理论与实践并进的算力网络建设2022年上半年运营商算力网络等相关业务资本开支46101200中国联通算力网络中国电信产业数字化中国移动算力网络运营商算力网络等相关业务资本开支（亿元）102022.12 iResearch Inc 资源能力调度能力运营能力安全可信运维效率商业表现生态能力算力网络建设成熟度评价体系根据不同建设阶段，对基础性能、稳定性和发展潜力进行评估来源：公开资