中国移动构筑先进边缘计算推动算力网络创新发展2022年

构筑先进边缘计算推动算力网络创新发展 中国移动研究院刘景磊2022.11 目录 •边缘计算发展的新趋势 •中国移动边缘泛在算力新发展 •泛在算力激发算力网络新模式新业态 面向数字经济的信息基础设施新布局 四部委：《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出国家枢纽集群和城市内部边缘DC的协同体系 工信部：发布《新型数据中心发展三年行动计划 》，优化布局，算力赋能，加强边缘DC互联，提升调度能力，推动算力泛在应用 四部委：同意在京津冀、长三角等8地启动建设国家算力枢纽节点 ，并规划了10个国家数据中心集群，正式启动“东数西算”项目 2020.12 2021.5 2021.72022.2 国家信息中心：发布《全光智慧城市白皮书》，首次提出构建城市“1ms”时延圈，实现确定性的网络联接，赋能智慧城市 边缘应用场景激增，泛在算力需求大量释放 算力结构持续演进，智能算力占比持续增加 计算需求呈差异化，异构算力发展不断繁荣 •边缘侧应用场景层出不穷，市场增速持续加快，市场规模持续扩大 •算随人动、算随需流促使应用向边缘迁移成为产业新趋势 •计算模式正向云-边-端多级、高度协同的泛在架构方向发展 •预计2023年我国智能计算占总算力规模将达到70%，2030年人工智能算力需求增长500倍以上 •AI训练计算复杂度年增速达10倍，且逐渐从云端训练扩展到边缘端推理 •工业互联网、人工智能、大数据等应用对算力的专用化、差异化需求凸显GPU、FPGA、AI芯片、DSA等异构算力需求增长迅猛 •异构算力发展进入繁荣期，与通用计算一起构成坚实的算力底座 边缘计算行业发展新洞察 数字经济对网络和算力提出了更高要求，边缘计算将向连接和算力深度融合的立体泛在的算力方向发展 边缘计算行业发展的新趋势 数字经济的发展，对网络连接提出更高要求 行业发展的新变化，要求算力向多样性、泛在性变化 •要求优化网络架构，推进省域/区域内3ms以及城市内1ms低时延 •产业数字化转型升级对网络确定性提出更高要求 •网络与算力进一步融合演进，催生网络应用感知能力 •算力内核包括通用算力和异构算力，呈现多样化特征 •算力形态随着数据处理向边端扩散呈现云、边、端分布，呈现泛在化 •算力结构趋向智能化 数字经济时代，网络与算力关系更加紧密，深度融合发展 中国移动大力推动“5G+”发展计划，推进网、边、云一体的协同服务，助力行业数字化转型 中国移动边缘计算的发展实践 网 边 云 加快建设“信息高速”，打通经济社会发 展信息大动脉 边缘广域、局域场景充分协同 点面结合，各有侧重 优化资源，加快推进“东数西算” 工程建设 80+万基站 9大行业平台 4000+个 行业项目 覆盖全部地市重点县城 广域边缘云局域边缘云 智慧交通智慧城市智能制造云游戏 ………… 哈尔 呼京滨 和津 浩冀 成特区长 渝贵域三 区阳角 域粤港区 澳大域湾区 域 •80+万基站，全球5G基站占比约30%，实现全国100%市县城及重点乡镇覆盖 •4.67亿+5G套餐用户； •支撑4000+行业示范项目； •400+个边缘节点，覆盖200+地市； •支持CPU、GPU等异构算力部署； •具备通用平台能力、5G网络能力及IoT、工业识别、区块链等行业能力 •“4+4+X”数据中心布局，落实“东数西算”工程部署； •合作伙伴1500+，聚合2500+优质应用； •移动云2021年营收242亿元，公有云市场份额国内增速Top1 构建以“5G、算力网络、智慧中台”为重点的新型信息基础设施，发展“连接+算力+能力”的新型信息服务体系，促进资源、要素的高效汇聚、流动、共享，支撑数字经济做强、做优、做大 5G 算力网络 智慧中台 连接 算力 能力 新型信息基础设施 新型信息服务体系 “连接+算力+能力”的新发展计划 边缘计算作为重要的泛算节点，协同云边端泛在的算力资源，满足新型业务需求 中国移动算力网络的定义及体系架构 算力网络是以算为中心、网为根基，网、云、数、智、安、边、端、链（ABCDNETS）等深度融合、提供一体化服务的新型信息基础设施。算力网络的目标是实现“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务”，逐步推动算力成为与水电一样，可“一点接入、即取即用”的社会级服务，达成“网络无所不达，算力无所不在，智能无所不及”的愿景 运营服务层 算力交易 算网运营 统一运营 能力开放 算力并网 意图感知 算力封装 编排管理层 算网大脑 算网统一编排 一体编排 数据湖 泛在调度 算力解构 算网智能化 数字孪生意图网络 算网自智 基础算网管理 人工智能引擎 安全 绿色 算网基础设施层 算网底座 分布式算力（边） 分布式算力（边） 分布式算力（中心） 分布式算力（中心） 分布式算力（端） 分布式算力（网） 分布式算力（端） OTN/OXC 统一IP算网底座 OTN/OXC 全光底座 分布式算力（网） OTN/OXC 融合统一的运营服务 融数注智的算网大脑算网一体的基础设施 连接：锻造连接硬核实力，满足高隔离和确定性要求 推动5G网络切片和确定性网络技术落地，实现商业化实质进展，有效支持高等级边缘计算的高隔离、低时延和确定性网络保障 冗余链路+NW-TT 5G核心网 传输成环+FlexE 5G传输 冗余传输+确定调度 5G基站 冗余链路+DS-TT 5G终端/CPE 成功研发终端切片中间件解决方案，攻克5G网络切片卡脖子难点，支持边缘侧高隔离、高安全能力 设计实现5G嵌入/内生TSN、双发选收等方案提供支持确定性和高可靠业务要求的边缘网络 合营云/行业云 算力：构建精细化的资源要素管理实力，促进泛在算力协同 构建“云边端能”统一编排调度能力，实现泛在算力、节点设施和能源等多资源要素的精细化管理 演进方向 1云 4 5 移中网 3rd 社 动云 心络 云云 公会 有 算 能 耗 控 制 器 PC 云力 家庭网关 其它泛终端 社会PC终端 IDC机房 各类合营云 移网 动络 边边 缘缘 云云 3端 算网大脑 （算网编排管理） 算网统一运营平台 中心多云管理 （MCMP） 二级端侧算力管理平台(TCMP) 一级端侧算力管理平台(STCMP) 统一边缘云管理 （ECMP） 数据中心管理 DCIM 算网统一运营入口 边缘计算业务运营服务层 网络域 应用域 移动边缘云 边缘计算平台 网络边缘云 统一边缘云资源管理平台 移动云运营 专网运营平台 2边 边缘侧多样性异构算力将是常态，以AI需求为主的异构算力开发生态体系相对繁多，应用的跨架构开发和迁移困难，亟需结合应用需求，通过开放方式建立可屏蔽底层硬件差异的统一异构开发体系 算力：构建多样异构算力的良好开发生态，是边缘算力发展的关键 oneAPI Xeon ROCm EPYC CUDA+DOCA Ampere CANN 鲲鹏+昇腾 NeuWare 思元 CPU+IPU/FPGA CPU+APU/FPGA GPU/DPU+CPU CPU+NPU AI加速芯片 APP1 APP2 APP3 APP1 APP2 APP3 APP4 服务运营自助 平台开通 服务能力任务开放模板拆解 统一API网关 OpenSigmaOne ECP Point OneOneHealthPower 边缘计算PaaS平台 虚拟化基础设施（虚机/容器） 分流策略 无线信息 带宽通用行 管理业API •工业互联网平台 •路车网体系化产品矩阵 •数据互联互通 •智慧园区平台 •数字化运维能力 •分析智能化 •用户数据、教学应用互联互通 •硬服务 •协同运营，算网一体化服务 •自助业务开通，便捷运维 •边缘能力对外服务开放 •安全服务能力 •软服务 •从“资源式”转向“任务式” •提供算法模型及能力模板 •提供智能无感极简的服务模式 能力：打造边缘计算多级开放能力，赋能产业数字化 基础（原子）API能力 平台产品级能力 服务使能能力 •网络能力API •分流规则，DNS规则 •小区级/应用级/用户级无线信息 •通用行业能力API •人脸识别、人体识别 •比对搜索、图形匹配 跨社会主体跨行业的算力并网时代已到来，发挥全社会算效同时促进低碳绿色发展，需推动促成多方共享的服务生态 过去：碎片化 现在：系统性收敛 未来：多方和谐生态 •业务场景、软硬件技术体系、行业生态均呈为碎片化状态，行业企业各自探索，在细分场景下寻求生存空间 •运营商、云商、内容运营商等行业生态逐步收敛，有竟有合，但社会总体算力资源利用率不高，也难继续收敛统一 •各方算力并网、双向赋能、相互引流；运营商向协调者转变，共同盘活社会资源，创建多方共建共享的和谐服务生态 生态：共同构建更和谐的多方服务生态 新型算网服务 服务新体验 超大型数据中心 中心算力 一体化机柜 边缘算力 中小数据中心 边缘算力 运营平台 算网大脑 个人泛终端算力 三方算力池C 中心云提供商A 边缘节点提供方B 边缘云 中心云 边缘云 可信算力交易平台 端到端质量一致性 服务新模式 “TaaS”任务式 服务新业态 算力并网算力交易 车联网、云游戏…图像渲染、AI训练推理…算力普惠、科学计算… 网随算动，算随网流，算网一体 共生，实现服务端到端质量一致 性保障 用户只需要提出任务的具体需求 （如输出60帧1080P视频），无需 关注底层复杂的算网环境 通过跨地域、跨运营主体算力资源 交易新型供给模式，盘活存量算力， 降低单位算力使用成本和门槛 17 一体化供给的算网服务 以需求为导向、以算力为核心，实现算网一体化供给、算网一体化运营、服务一体化提供，满足客户敏捷、定制、差异化需求 融合赋能：以算力为核心载体，从资源要素向服务融合演进，通过算网原子化能力抽象、封装和开放，构建与第三方开发者共赢的生态环境，全面服务产业数字化。 算力网络AIBDS TaaS FaaS SaaS SaaS SaaSSaaS SaaS入云 PaaS PaaS PaaSPaaS PaaS IaaS 虚拟机容器裸金属 云间 IaaS 通用化定制化 服务器 IDC 服务器服务器 云平台 云内 服务器 IDC 服务器 智简体验：应用无需感知算力和网络，实现快速部署、灵活调度、无感的极致体验。通过网络内生智能，提供便捷的智能体验；通过网络内生算力，提供“转发即计算”的实时体验；通过空天地算力和网络全面共生，提供全域泛在的算网一致体验。 一体服务：算力网络可提供网络、算力、智能等多类型融合算力服务的一体化服务供给体系。算网一体可提供多量纲、多层次、多要素融合的一体化服务。 18 应用场景——科学计算 科学计算任务 算力共享平台 子任务1 子任务3 提供商A 个人泛终端算力 提供方B 子任务2 子任务4 在科学计算场景下，如引力波验证、粒子加速器、蛋白质内部结构研究等尖端科研项目，需要大量的CPU、GPU、内存和网络资源，但对实时性要求不高。使用公有云算力或自建高性能计算集群计算成本高昂。算力网络可将高算力消耗的科学计算任务拆解并分布调度到广泛存在的社会存量算力上运行，极大降低算力使用成本 引力波验证蛋白质结构预测 场景业务要求 •超大规模算力需求，高性能计算 •异构算力可应对多种计算任务类型 •算力使用成本低 算力网络服务 •算力拆解，将应用拆解成不同大小的功能模块 •泛算调度，将不同的模块调度至各级算力节点 19 气象预测粒子加速预测 供 需 应用场景——算力并网 算力交易及运营平台 超大规模中心算力 大规模中心算力 超算、智算中心 泛终端算力 三方算力池 边缘泛在算力 我国算力呈现东部和中西部算力发展不均衡、社会算力使用率不高的现象。存在各个企事业单位自行建立的算力资源，导致利用率不高，可盘活使用，提升社会整体算力供给。通过引入区块链等去中心化技术的算力并网能力，实现闲