算力网络调研笔记

算力网络调研笔记

基础知识

算力

​ 算力是通过对信息数据进行处理，实现目标结果输出的计算能力。

算力的分类

​ 我们将算力分为两大类，分别是通用算力和专用算力。

• 像x86这样的CPU处理器芯片，就是通用芯片。它们能完成的算力任务是多样化的，灵活的，但是功耗更高。

• 而专用芯片，主要是指FPGA和ASIC。

​ FPGA，是可编程集成电路。它可以通过硬件编程来改变内部芯片的逻辑结构，但软件是深度定制的，执行专门任务。

​ ASIC，是专用集成电路。顾名思义，它是为专业用途而定制的芯片，其绝大部分软件算法都固化于硅片。

算力任务的分类

​ 分为基础通用计算，以及HPC高性能计算（High-performance computing），HPC计算，又继续细分为三类：

• 科学计算类：物理化学、气象环保、生命科学、石油勘探、天文探测等。

• 工程计算类：计算机辅助工程、计算机辅助制造、电子设计自动化、电磁仿真等。

• 智能计算类：即人工智能（AI，Artificial Intelligence）计算，包括：机器学习、深度学习、数据分析等。

算力卸载

​ 算力卸载是把很多计算任务（例如虚拟化、数据转发、压缩存储、加密解密等），从CPU转移到NPU、DPU等芯片上，减轻CPU的算力负担。

算力的衡量

​ 比较常见的单位有FLOPS、TFLOPS等。

算力网络

• 从宏观来看，它是一种思想，一种理念。

• 从微观来看，它仍然是一种网络，一种架构与性质完全不同的网络。

第一阶段：云网协同

• SDN（软件定义网络）

​ SDN主要针对承载网，把承载网路由器的管理功能和转发功能剥离，将管理功能集中。相当于把网络给软件化了，可以随时下达指令。

• NFV（网元功能虚拟化）

​ NFV主要针对核心网。它将云的技术引入网络，把通信网络单元从专业设备变成通用x86设备，网络功能由虚拟机实现，从而变得更加开放和灵活。

第二阶段：云网融合

​ 算和网完全合为一体:算力网络

​ 算力网络的存在意义，就是为了给用户提供最适合的算力资源服务。这里适合，指的是算力类型匹配，算力规模合适，算力性价比最优。

​ 目前，摩尔定律逐渐进入瓶颈，单芯片的算力提升空间越来越窄，成本越来越高。在单点算力无法持续倍增的情况下，盘活现有的算力资源，是解决算力不足问题的唯一办法。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6w208GCE-1664114969720)(C:\Users\lizhisheng\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220925204122814.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KCahpGQB-1664114969720)(C:\Users\lizhisheng\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220925204513176.png)]## 算力网络工作原理

算力网络的架构

算网基础设施

• 在算力网络中，基础设施不再仅仅是算力资源（CPU、存储、GPU等），还包括了网络资源。
  • 算力基础设施，依旧是以云技术为核心，包括云原生、虚拟化、容器等。
  • 网络基础设施，变化比较大，就是把封闭的网，变得更开放（解耦），让它变成像计算机一样，可以通过软件的方式（软件定义），去给它下“命令”。

算网一体（算力资源管理、网络资源管理）

• 算力路由
  • 算力网络和传统网络的最大区别，在于它所拥有三大特性。第一大特性，就是算力路由。
  • 算力路由层是算力感知网络的核心功能层，支持对网络、计算、存储等多维资源、服务的感知与通告，实现“网络+计算”的联合调度。
  • 算力路由层，包括算力路由控制技术和算力路由转发技术，实现业务请求在路由层的按需调度。
• 算力感知
  • 算力感知是网络对算力资源和算力服务的部署位置、实时状态、负载信息、业务需求的全面感知。
  • 算力感知的目的，就是摸清手上到底有多少资源，用户到底有怎样的需求。
  • 感知的对象，需要进行度量和标识。于是，就有了算力度量和算力标识。
• 算力度量
  • 算力这个东西存在多样性，也存在异构硬件芯片，所以，目前还没有形成统一的度量体系和标准。这会对建立统一的算力模型造成麻烦。很简单，度量单位都不一样，如何进行算力评估和计费？
• 算力标识
  • 算力标识的话，就相当于算力的身份证。用户通过算力标识指示所需服务，网络通过解析算力标识获取目标算力服务、算力需求等信息，为算力调度等提供基础。这个算力标识，必须是全局统一且可验证的。

编排管理

​ 算力网络的第二大特性，就是算力调度。就是基于算网大脑，进行全网算力资源的智能编排、弹性调度。调度和编排算力网络的核心控制部分，有的运营商把它叫做“算网大脑”。

• 算网大脑
  • 获取全域实时的算、网、数资源，以及云、边、端分布情况，构建全域态势感知地图。
  • 跨域协同调度，将多域协同的调度任务智能、自动地分解给各个使能平台，实现算、网、数的资源调度。
  • 多域融合编排，针对多域融合业务需求，基于算、网、数的原子能力按需灵活组合编排。
  • 智能辅助决策，基于不同业务的SLA要求、网络整体负载、可用算力资源池分布等因素，智能、动态地计算出算、网、数的最优协同策略。

服务运营

​ 服务运营层，说白了，就是给上层应用提供管控算力网络的接口。算网大脑不是真正的老板，只是一个“大管家”。真正管控网络的，是上层用户和应用。算力网络的第三大特性，就是算力交易。