春秋戰國時期的算籌，如今演變成了覆蓋全國的算力網絡，這場跨越千年的算力革命正重塑我們的生產和生活方式。

從史前的結繩記事，到古代的算籌算盤，再到現代的超級計算機以及數據中心，人類對算力的追 求從未停歇。

如今，一場更深刻的變革正在發生：我們不再僅僅追求單臺計算機的更快速度，而是開始編織一張名為 “算力網絡” 的智能巨網，讓算力像電力一樣流動起來。

算力已成為衡量國家經濟活力的新標尺。國際數據公司的報告指出，算力指數平均每提高1點，國家的數字經濟和GDP將分別增長3.5‰和1.8‰。而算力網絡，正是將這種生產力變為普惠資源的關鍵。

算力發展脈絡：從結繩記事到算力網絡

算力，即計算能力，是設備或系統處理數據、執行計算任務的能力度量。

從歷史維度看，算力發展經歷了從原始工具到現代網絡的漫長演進：人類早期通過結繩記事、算籌、算盤等外部工具拓展計算能力；電子計算機的誕生標志著算力進入的全新階段；而當前，算力網絡正推動算力形態向協同化、社會化方向發展。

在現代信息技術中，算力通常以FLOPS（浮點運算次數/秒）為單位，衡量計算機系統在單位時間內完成的浮點運算次數。隨著數字經濟的發展，算力已與數據、算法共同構成數字時代的三大核心要素。

根 據計算任務特性與硬件架構差異，現代算力主要分為三大類： 基礎算力、超算算力和智能算力 。

基礎算力主要基于CPU處理器，支撐傳統信息化應用和政務、金融等核心業務系統；超算算力則通過高性能計算集群，解決尖端科學領域的復雜計算問題，如氣候模擬、天體物理等；智能算力則基于GPU、FPGA、ASIC等AI加速芯片，為機器學習和深度學習提供強大并行計算能力。

值得關注的是，中國信息通信研究院數據顯示，2023年我國智能算力規模占比已超過50%，成為算力增長的主要驅動力。

隨著摩爾定律遭遇物理極限 ，單點算力增長面臨物理瓶頸，以5G為代表的通信基礎設施與云計算技術的成熟，為算力與網絡的深度融合創造了必要條件。在此背景下，算力網絡應運而生，它通過整合網絡、云計算、大數據、人工智能等關鍵技術，構建起新型一體化服務體系。

算力網絡的核心價值在于突破單點算力的局限，通過網絡化方式實現對全國算力資源的 智能編排與按需調度，從而滿足社會各領域對算力日益增長的需求。這種“以網強算”的新型基礎設施，正在重塑數字時代的算力供給模式。

算力網絡：讓計算像用電一樣智能便捷

想象一下：你在家中用手機發號施令，數據的處理卻在千里之外；企業無需自建昂貴的計算中心，就能隨時獲得所需的強大算力。這就是算力網絡要實現的愿景——讓計算能力像電力一樣隨處可得、按需使用。

算力網絡的內涵體現在“以網調算、以網融算、以網強算”三個層面。通過通信網絡對算力的感知、觸達、編排和調度，在算力網絡拓撲的任何接入點，為用戶的計算任務靈活、實時、智能匹配最優算力資源。

第一層：“以網調算”讓算力活起來。

就像現代物流系統能夠實時追蹤全國各地的車輛位置和貨物狀態，算力網絡通過智能感知技術，時刻掌握著全國各地計算中心的“忙閑情況”。當東部地區計算需求激增時，系統會自動將部分任務調配到西部的計算中心，實現全國范圍的“算力流轉”。這不僅能避免某些計算中心“忙得冒煙”而其他中心“閑得發慌”，還能有效節約能源，降低計算成本。

第二層：“以網融算”讓使用更簡單。

現在的云計算服務，用戶需要分別購買計算資源和網絡帶寬，就像要去超市分別購買面粉和水才能和面。而算力網絡實現了“算網一體化”，用戶只需提出計算需求，系統就會自動配好所需的計算和網絡資源。以后甚至可以實現“算力隨選”——你的計算需求直接通過網絡發送，系統自動為你匹配最優的計算資源。

第三層：“以網強算”讓體驗更卓越。

通過網絡技術的創新，算力網絡還能顯著提升計算體驗。比如遠程手術、自動駕駛等場景需要極高的實時性，算力網絡能夠像設置“VIP通道”一樣，為這些關鍵任務提供專屬保障。又如虛擬現實、在線設計等應用需要大帶寬支撐，算力網絡可以智能調配資源，確保畫面流暢不卡頓。

那么問題來了，在算力網絡的背后，有哪些技術支撐呢？

智能無損網絡：打造“零擁堵”的信息高速公路。傳統網絡就像普通道路，車多了會堵車，數據包可能會丟失。而智能無損網絡通過創新技術，實現了數據傳輸的“零丟包”，特別適合AI大腦訓練等需要海量數據交換的場景。

算力感知技術：給計算資源裝上“狀態顯示器”。這項技術讓網絡能夠實時“看到”每個計算中心的負載情況、能耗狀態等信息，就像為每個計算資源安裝了智能手環，隨時監測其“健康狀況”。

異構計算技術：讓不同的計算芯片協同工作。就像一支交響樂團，不同的樂器各司其職卻又完美配合。算力網絡能夠智能調度CPU、GPU等不同類型的計算芯片，讓它們發揮各自特長，共同完成復雜任務。

確定性網絡技術：打造“準時必達”的快遞系統。對于工業控制、遠程手術等對時延極其敏感的應用，確定性網絡技術能夠確保數據傳輸的極致準時性，就像特快專遞一樣，保證關鍵數據在規定時間內準確送達。

在智慧醫療領域，算力網絡讓偏遠地區的醫院也能實時調用頂級醫療中心的AI診斷系統，為患者提供專家級的診療服務。在科研領域，研究人員可以輕松調用全國各地的超級計算機，加速新藥研發、天氣預報等復雜計算任務。

這些技術創新正在讓“算力如水電網一樣便捷”的愿景逐步成為現實。隨著5G-A和未來6G技術的發展，算力網絡將深入千行百業，為數字化轉型提供堅實支撐。

算網融合：從協同到一體的演進 計算和網絡的關系，就像兩個原本陌生的人如何一步步成為默契十足的黃金搭檔。這個過程我們稱之為"算網融合"，它正在經歷從初步協同到深度融合，最終走向一體共生的三個階段。 第一階段：算網協同——如同"合租的室友"。

這一階段的計算和網絡，就像兩個合租的室友。他們住在同一個房子里，各自做著自己的事情，但需要互相配合。具體來說，計算和網絡有各自獨立的管理系統，需要人為設定規則來協調彼此，比如先購買網絡帶寬，再配置計算資源。配合效率完全取決于事先規劃的精細程度。

這個階段就像你在家辦公時需要先辦理寬帶，然后購買電腦，再手動設置連接。如果網絡卡頓了，你得自己檢查是寬帶問題還是電腦問題。目前的云計算服務大多處于這個階段，計算和網絡可以協同工作，但需要用戶自己充當"協調員"。

第二階段：算網融合——升級為"親密搭檔"。

進入這個階段，計算和網絡的關系升級為親密的工作搭檔。他們共享一個"大腦"，能夠實時溝通，自動配合。這個智能系統就是我們所說的"算網大腦"，它如同一位出色的項目經理，能夠同時掌握計算資源和網絡狀態的全面信息。

當你提交一個計算任務時，這個系統會自動為你選擇最優組合：根據任務緊急程度決定使用哪個地域的計算中心，根據數據量大小智能分配網絡帶寬，還會根據成本要求選擇最經濟的資源組合。這就像使用智能導航系統，你只需輸入目的地，系統就會綜合考慮實時路況、收費標準、預計時間，為你推薦最佳路線。

第三階段：算網一體——最終"融為一體"。

這是算網融合的終極形態，計算和網絡將不再區分彼此，真正融為一體。最具革命性的特點是"算力路由"，未來的網絡報文會自帶"計算需求說明書"，網絡設備在傳輸數據的同時，就能理解數據需要什么樣的計算處理。

這就好比寄送一個"智能包裹"。現在的數據包裹就像普通快遞，只寫著收件地址。而未來的數據包裹會自帶詳細的"加工要求"，明確說明需要什么樣的計算資源、時間要求和預算限制。網絡會自動尋找滿足條件的計算節點，實現真正的"即插即用"。

這場演進的核心目的是打破"算力孤島"。目前很多計算中心就像孤立的小島，無法有效共享資源。算網融合將把這些島嶼連接成"算力大陸"，大幅提升資源利用率。同時，自動駕駛、遠程手術、元宇宙等新興應用對計算和網絡的協同提出了極高要求，只有算網一體才能為這些應用提供穩定可靠的支撐。

最終目標是讓算力使用變得像用電一樣簡單。你只需"插上插頭"接入網絡，就能獲得所需的計算能力，完全不用關心資源從哪里來、如何調度。

目前，我們走到哪一步了？

答案是，我們正處在從算網協同向算網融合過渡的關鍵時期。國內運營商已經在一些區域實現了初步的算網融合服務，比如中國電信在長三角地區推出的"算力隨選"服務，中國移動構建的全國一體化算力調度體系等。各大云服務商也開始提供算網融合套餐，讓用戶體驗更智能的資源分配方式。

這場從"手拉手"到"心連心"的進化，正在讓算力服務變得越來越智能、便捷。就像電力網絡從孤立電廠發展到全國電網一樣，算力網絡正在經歷著類似的變革，最終將為每個人帶來觸手可及的強大算力。

多元應用：從“東數西算”到賦能東盟

算力網絡正悄然打通地域界限，讓東部數據在西部計算，中國技術為東盟賦能。從中國的“東數西算”工程到中國—東盟人工智能合作，算力網絡正在重塑區域乃至全球的數字經濟格局。

全國算力標識系統已實現31個省區市全線貫通，相當于給散落各地的算力資源上了統一的“身份證”，真正實現了“一池共享、一網互聯”。這解決了長期以來困擾行業的資源標準化難題，讓找算力的門檻和成本顯著降低。

“東數西算”可以被理解為國家級的“算力調度”工程。東部地區數據產生量大，但土地、能源成本高；西部地區可再生能源豐富，能夠提供更經濟、綠色的算力支持。

這一工程通過構建全國一體化算力網，實現東西部算力協同調度，提升算力資源使用率。它賦能的新型工業化、農業現代化、旅游產業化乃至低空經濟等領域，通過網絡運載、算網融合能力，立足本地，服務全國。

中國算力互聯網消費級用戶規模已近千萬，人工智能領域用算量位居首位，工業計算、視頻渲染、科學計算等場景用算量均呈持續攀升態勢。

今年9月，科技部發布《面向東盟人工智能賦能發展科技能力提升行動三年工作方案（2025-2027）》，提出建設中國—東盟人工智能合作網絡，成立中國—東盟人工智能算力聯盟，為東盟各國提供普惠便捷的算力服務。這種合作模式創新性地采用了協同研發與集成應用的路徑，通過構建“算力支撐—技術輸出—生態共建”的良性循環，推動合作從單純的技術輸出，向生態共建、普惠共享的新模式升級。

中國—東盟算力合作只是第一步，未來可能擴展到“一帶一路”更多國家，為更廣闊區域的數字化發展注入新動能。

未來展望：10萬倍算力增長與AGI變革

隨著算力與網絡技術融合持續走向縱深，算力網絡正從愿景走向現實。到2030年，將形成一體化的新型信息基礎設施，以網絡整合和組織全國算力并按需調用。

算力網絡的未來發展空間廣闊。到2035年，全球社會整體算力規模有望實現高達10萬倍的增長。通用人工智能（AGI）將成為未來十年最具顛覆性的技術引擎，成為具備自主感知、推理和決策能力的“智能協作者”。

數字經濟的未來正在被算力網絡重新定義。就像電力網絡徹底改變了人類社會能源使用方式一樣，算力網絡正在重塑我們的生產和生活方式，讓智能計算能力成為觸手可及的社會基礎資源。

— End

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目 錄

第1章　算力網絡的由來 1

1.1　算力發展 2

1.1.1　通用算力 4

1.1.2　高性能算力 8

1.1.3　智能算力 9

1.1.4　量子算力 14

1.1.5　算力云化 16

1.2　網絡發展 18

1.2.1　移動網絡發展 19

1.2.2　傳輸網絡發展 22

1.2.3　IP網絡發展 26

1.2.4　數據中心網絡發展 27

1.3　國家或地區政策新要求 29

1.3.1　加快建設新型基礎設施 30

1.3.2　數字中國整體布局規劃 31

1.3.3　算力基礎設施高質量發展行動計劃 32

1.3.4　全國一體化算力網 33

1.4　產業環境需求 34

1.5　算力網絡應運而生 37

第2章　算力網絡的概念 39

2.1　什么是算力網絡 40

2.1.1　算力網絡的定義和內涵 40

2.1.2　算力網絡與云計算、云網融合的關系 42

2.2　算力網絡的發展目標 42

2.2.1　算力泛在 42

2.2.2　算網共生 43

2.2.3　智能編排 43

2.2.4　一體服務 43

2.3　算力網絡體系架構 44

2.3.1　基礎設施層 44

2.3.2　編排管理層 45

2.3.3　運營服務層 45

2.4　算力網絡的演進 45

2.4.1　階段一：泛在協同 45

2.4.2　階段二：融合統一 47

2.4.3　階段三：一體內生 48

第3章　分布式云 51

3.1　算力泛在 52

3.1.1　分布式云的概念與特點 52

3.1.2　技術架構 53

3.1.3　服務能力 55

3.1.4　關鍵技術 57

3.2　算力多樣 60

3.2.1　云主機 61

3.2.2　裸金屬服務器 68

3.2.3　容器 70

3.2.4　塊存儲 75

3.2.5　對象存儲 78

3.2.6　文件存儲 82

第4章　高性能計算 88

4.1　概念與特點 89

4.2　技術架構 90

4.2.1　HPC集群系統 90

4.2.2　HPC軟件架構 92

4.3　應用場景 94

4.3.1　氣候與環境預測領域 94

4.3.2　核電工程領域 95

4.3.3　工業和工程領域 95

4.4　發展趨勢 96

第5章　智算中心 98

5.1　概念、特點及意義 99

5.2　智算中心的核心組成 100

5.2.1　總體框架 100

5.2.2　基礎設施 101

5.2.3　智算平臺 110

5.2.4　模型服務平臺 116

5.2.5　安全與隱私保護 119

5.3　智算中心典型案例 125

5.3.1　中國移動智算中心（呼和浩特） 125

5.3.2　阿里云張北超級智算中心 127

5.3.3　鵬城云腦Ⅱ 128

5.3.4　Meta AI集群 129

5.4　智算中心在各行各業的成功應用 131

5.4.1　AIGC 131

5.4.2　自動駕駛 132

5.4.3　天氣預報 133

第6章　量子計算 135

6.1　量子計算概述 136

6.1.1　量子計算概念與特點 136

6.1.2　量子計算機基礎架構 137

6.1.3　量子計算政策布局 138

6.2　量子計算發展現狀 139

6.2.1　量子計算硬件發展現狀 139

6.2.2　量子計算軟件發展現狀 141

6.2.3　量子計算云平臺發展現狀 142

6.3　量子計算應用場景 143

第7章　無所不達的網絡 145

7.1　6G網絡 146

7.1.1　更廣泛的覆蓋 149

7.1.2　感知融合 150

7.1.3　AI賦能 151

7.1.4　可持續性 152

7.1.5　互操作性 153

7.1.6　高精度定位 153

7.2　400G傳輸網絡 154

7.2.1　單載波 154

7.2.2　雙載波 155

7.2.3　四載波 155

7.3　SRv6 IP網絡 156

7.3.1　簡化控制協議 156

7.3.2　高擴展性 157

7.3.3　良好的網絡編程性 157

7.3.4　更高的網絡可靠性 158

第8章　從算網協同到算網融合 159

8.1　現階段：算網協同 160

8.1.1　業務需求 160

8.1.2　發展現狀 163

8.1.3　典型應用場景 167

8.2　算網融合 170

8.2.1　演進總體思路 170

8.2.2　算網大腦定位 170

8.2.3　算網大腦功能架構 171

8.3　算網大腦支撐任務式服務創新 175

8.3.1　任務式服務模式 175

8.3.2　任務式服務舉例：中訓邊推 176

8.3.3　任務式服務舉例：數據快遞 178

第9章　綠色與安全 180

9.1　低碳節能構筑綠色算網 181

9.1.1　綠色算網面臨的挑戰與達成目標 181

9.1.2　綠色算網的關鍵技術舉措 182

9.2　一體化端到端防護打造安全算網 188

9.2.1　算力網絡面臨的安全挑戰 188

9.2.2　算力網絡安全目標 190

9.2.3　算力網絡安全技術體系 191

9.2.4　算網安全展望 195

第10章　算力網絡賦能千行百業 197

10.1　算力網絡支撐“東數西算”國家布局 198

10.1.1　算力網絡支撐“東數西存”場景需求 198

10.1.2　算力網絡支撐“東數西訓”場景需求 199

10.1.3　算力網絡支撐“東視西渲”場景需求 200

10.2　算力網絡提供數字新體驗 201

10.2.1　算力網絡深刻改變大眾數字生活方式 201

10.2.2　算力網絡提供多場景數字體驗 203

10.3　算力網絡構筑行業數智能力新基石 208

10.3.1　智慧交通，邁上交通強國新征程 208

10.3.2　智慧安防，開啟城市治安新風尚 210

10.3.3　智慧天文，構建太空研究新范式 212

第11章　算力網絡開創社會算力并網新模式與助力數據要素流通 214

11.1　算力網絡開創社會算力并網新模式 215

11.1.1　背景與政策 215

11.1.2　算力并網理念 216

11.1.3　算力并網技術對接模式 217

11.1.4　業界算力并網實踐 221

11.2　算力網絡助力數據要素流通 225

11.2.1　背景與政策 225

11.2.2　數據要素流通的含義 227

11.2.3　數據要素流通典型案例 229

11.2.4　數據要素流通的難點與業界研究方向 235

11.2.5　算力網絡助力數據要素高效、安全流通 238

第12章　算力網絡現狀及未來 243

12.1　產業現狀 244

12.1.1　電信運營商牽頭算力網絡發展，算網服務轉型升級 244

12.1.2　設備提供商延展新業態，設備形態一體融合 247

12.1.3　算力供給側關注新聯接，算力服務彈性高效 247

12.1.4　安全服務商把握新機遇，安全理念全面升級 248

12.2　標準現狀 248

12.3　挑戰與未來發展 250

12.3.1　挑戰 250

12.3.2　未來發展 252

參考文獻 253