算力网络作为新型信息基础设施，具有能够在云、边、端之间按需分配和灵活调度计算、存储以及网络资源的特点，加快布局算力网络建设成为打通数字基础设施大动脉，夯实数字中国建设基础的必然选择。
今年2月，中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》提出，“要夯实数字中国建设基础”“打通数字基础设施大动脉”“系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局”，为新时期布局算力网络指明了方向。
我国算力网络建设效果初步显现
算力是指计算机系统或设备能够执行计算任务、实现特定结果的输出能力。近年来，随着人工智能、数字孪生、元宇宙等新兴技术的迅速发展，全球算力需求规模呈爆发式增长，而原有分散式布局的数据中心难以满足新兴领域海量高性能计算需求。算力网络作为新型信息基础设施，具有能够在云、边、端之间按需分配和灵活调度计算、存储以及网络资源的特点，加快布局算力网络建设成为打通数字基础设施大动脉，夯实数字中国建设基础的必然选择。
事实上，近年来我国不断加强算力网络建设布局并取得初步成效。主要表现在以下几个方面：
一是国家“东数西算”建设持续推进。截至2022年9月，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等枢纽节点的建设工程积极推进。“东数西算”工程起步区新开工数据中心项目高达60多项，新建数据中心规模超过110万标准机架，总投资超过4000亿元。各地方政府相继出台相应政策，部署落实国家“东数西算”的整体战略。
二是我国智能计算中心加快布局。截至2023年3月，国内有超过30个城市正在建设或提出建设智能计算中心。各地方依托智能计算中心，为企业提供普惠算力，支撑当地科研创新和人才培养。同时，各地加快人工智能应用创新，聚合培育人工智能产业生态。例如，2022年8月阿里云在河北张北、内蒙古乌兰察布启用了两座智能计算中心，为企业提供智能计算服务。2023年5月，百度在山西阳泉、江苏盐城、湖北宜昌建立智能计算中心，用于自动驾驶训练并服务区域政府“数字大脑”、制造企业智能化。
三是算力网络应用领域持续拓展。我国算力网络应用正从互联网、电子政务等领域，逐步向电信、金融、制造、教育等传统行业扩张。政府行业对数字政府、平安城市等领域的投入力度不断加强。随着工业互联网发展的不断成熟，制造业复杂的应用场景对于算力网络的性能要求持续提升。由通用计算、智能计算、高性能计算和边缘计算等构成的多元算力支撑了跨领域行业应用。
制约算力网络发展的主要因素
近年来，我国算力网络规模发展迅速，然而仍然面临技术标准体系不完善、市场竞争格局亟待优化、软件生态不成熟等多方面制约，主要表现在以下几个方面：
一是我国算力网络结构和标准亟待优化。我国算力布局仍存在结构性失衡问题。例如，我国已经建立的国家超级计算中心商业化应用门槛较高，而大量中小型数据中心在运算能力、算法工具、软件支持等方面无法完全满足企业需求。在“东数西算”建设过程中，算法架构、软硬件与接口标准缺乏，目前不同厂商建设的数据中心包含不同类型指令集、不同体系架构的异构硬件，算力网络支持多样化算力需要适配不同厂商的基础设施硬件架构，导致算力网络对于数据与计算资源的协同与统筹能力不足。
二是我国算力市场低价竞争不利于可持续的科技创新投入。我国算力市场阿里云、华为云、腾讯云、百度云、天翼云、移动云、联通云等主体竞争激烈。国内相关厂商为争夺市场份额，不断降低价格及收益，致使在竞争中出现企业利润水平普遍较低，甚至出现亏损的情况。全球算力网络尚处于技术研发与产业布局初期，盈利不足可能进一步影响企业对研发投入的能力和意愿。而在一些算力市场，主体相对集中的国家则在市场竞争中形成了规模效应，最大程度降低了算力成本。
三是我国算力网络生态亟待培育。以基础软件为例， “微软+英特尔”联盟在我国算力网络操作系统市场上占据主导优势。Linux具备开源、稳定性高、安全自由等特点，在我国服务器操作系统市场份额达79.2%。在科研算力方面，由于不同学科、不同应用场景的计算需求存在较大差异，相关软件相对缺乏。很多专用领域的软件还依靠科研人员自主开发，亟待推进开源的社区建设，建立算法、软件的开发与共享生态。
多举措建立我国算力网络发展优势
为有效应对我国算力网络建设面临的挑战，我国亟须进一步加强顶层设计，推动算力网络建设运营主体形成合力，建立我国算力网络发展优势。
一是应构建我国算力网络软硬件标准与安全体系。构建自主开放的算力网络国际化技术与互联标准体系。推动全国算力网络一体化标准建立，形成包括算力网络架构、节点互联标准、应用接口标准、人工智能数据集接口标准等在内的标准体系，兼容多样化算力和开发框架等软硬件平台。系统识别算力产业新兴核心技术环节，确定重点核心标准突破口，联合政府、行业协会和企业力量，构建开放完善的计算技术、架构类标准体系。发展高性能计算软件，加强开源社区建设，加强高性能计算应用中间件和算法库的开发。以需求为导向，以芯片与架构为牵引，以数据库、操作系统、基础软件、中间件等生态系统关键环节为支撑，以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力，破解产业发展瓶颈，推动算力产业体系重点突破和整体提升，实现跨越发展。
二是国家应统筹支持建立算力体系良性竞争格局。加快推动国家牵头制定和发布算力产业发展国家战略规划，实现对算力产业发展战略的顶层设计和重大研究项目的统筹布局。建立健全算力网络产业主体的竞争机制和规则，鼓励企业加大对研发和创新的投入，推动企业之间形成良性竞争格局。持续优化政策环境，加强对算力网络的政策支持和投入，引导企业加强创新合作，形成我国算力体系发展合力。
三是应有序推进国家算力网络生态培育。建立“算力网络操作系统”，构建多级的算力调度体系以实现全网算力与网络的调度、匹配。有序推动各地人工智能计算中心融入现有算力网络体系，探索推动算力跨网络结算机制，降低算力网络的使用费用。例如，在京津冀、长三角、长江经济带、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈等创新资源聚集、产业联系紧密的重点区域，探索算力网络建设运营新模式，实现资源互换和共享。
（中国科学院科技战略咨询研究院 张 越 王晓明）
