2021年5月24日，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，明確提出布局建設全國一體化算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點，加快實施“東數(shù)西算”工程。其后，四部委又分別于2021年12月20日和2022年2月7日正式復函同意京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等地啟動建設國家算力網(wǎng)絡樞紐節(jié)點。至此，“東數(shù)西算”工程全面進入建設期。

　　顧名思義，“東數(shù)西算”工程就是把東部地區(qū)的非實時算力需求以及大量生產(chǎn)生活數(shù)據(jù)輸送到西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心進行存儲、計算并反饋。在其上則是希望構(gòu)建更綠色、更平衡和更高效的國家算力網(wǎng)絡體系，以滿足新時代各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字技術與生活場景加速融合所帶來的海量計算、傳輸、存儲需求，最大化實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)綠色集約發(fā)展，推動資源統(tǒng)籌利用和西部數(shù)字經(jīng)濟建設?？梢灶A見，“東數(shù)西算”工程未來將發(fā)揮與眾所周知的“南水北調(diào)”工程（建設國家高品質(zhì)水網(wǎng)）和“西電東送”工程（建設國家高品質(zhì)電網(wǎng)）相似重要作用和價值，并與西部發(fā)展、生態(tài)文明建設和雙碳戰(zhàn)略等當前重大國策休戚相關，同步發(fā)展。

　　從整體上，“東數(shù)西算”工程將圍繞“五個一體化”的工程目標建設：

　　網(wǎng)絡一體化。圍繞集群建設數(shù)據(jù)中心直連網(wǎng)，建立合理網(wǎng)絡結(jié)算機制，增大網(wǎng)絡帶寬，提高傳輸速度，降低傳輸費用。圍繞集群穩(wěn)妥有序推進新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心、互聯(lián)網(wǎng)骨干直連點建設。

　　能源一體化。從國家雙碳戰(zhàn)略整體規(guī)劃出發(fā)，充分發(fā)掘西部豐富的風光等可再生資源，應對好可再生能源波動性問題，擴大清潔能源市場化交易范圍，促進建立清潔能源消納的市場化機制。從整體規(guī)劃層面對數(shù)據(jù)中心集群進行統(tǒng)一能耗指標調(diào)配。

　　算力一體化。在集群和城區(qū)內(nèi)部的兩級算力布局下，推動各行業(yè)數(shù)據(jù)中心加強一體化聯(lián)通調(diào)度，促進多云之間、云和數(shù)據(jù)中心之間、云和網(wǎng)絡之間的資源聯(lián)動，構(gòu)建算力服務資源池。

　　數(shù)據(jù)一體化。建設數(shù)據(jù)共享開放、政企數(shù)據(jù)融合應用等數(shù)據(jù)流通共性設施平臺。試驗多方安全計算、區(qū)塊鏈、隱私計算、數(shù)據(jù)沙箱等技術模式，構(gòu)建數(shù)據(jù)可信流通環(huán)境。

　　應用一體化。開展一體化城市數(shù)據(jù)大腦建設，選擇公共衛(wèi)生、自然災害、市場監(jiān)管等突發(fā)應急場景，試驗開展“數(shù)據(jù)靶場”建設，探索不同應急狀態(tài)下的數(shù)據(jù)利用規(guī)則和協(xié)同機制。

　　回顧以往，建設國家級超級計算中心與基礎服務環(huán)境，我國已經(jīng)有了超過十年的積累，取得了令世界矚目的成就；在超大型數(shù)據(jù)中心和云計算平臺的建設上，一些基礎電信運營商、云服務商也積累了大量經(jīng)驗，在該領域已進入國際先進行列。但對照“東數(shù)西算”的預設目標，面對更廣域、更多方參與和更高品質(zhì)要求下的數(shù)據(jù)和應用流動場景，現(xiàn)有的技術儲備、工程建設水平、市場化等方面仍舊面臨著大量挑戰(zhàn)。

　　從筆者視角，“東數(shù)西算”能夠從以下三個方面發(fā)力，解決遇到的問題和挑戰(zhàn)。

　　一、通過“東數(shù)西算”解決算力分布式使用面臨的挑戰(zhàn)。

　　“東數(shù)西算”工程最為顯著特點就是提出了算力聯(lián)接網(wǎng)絡，異地算力與網(wǎng)絡協(xié)同工作的實現(xiàn)思路。這種思路希望突破傳統(tǒng)計算與數(shù)據(jù)中心算力提供服務的限制，在目前已經(jīng)取得廣泛成功的大數(shù)據(jù)中心和云計算平臺上實現(xiàn)廣域擴展和頂層優(yōu)化。然而，算力資源傳統(tǒng)上來自計算與數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部資源且集中部署和管理，要滿足算力一體化需求，需要算力的無縫分布式使用，業(yè)界目前還沒有成熟可靠的解決方案。計算的實施是建立在數(shù)據(jù)之上的，算力的流動首先應完成高效的數(shù)據(jù)流動，需要更加完善和先進的數(shù)據(jù)平臺、服務與相關制度。技術層面，可以借鑒和發(fā)展數(shù)據(jù)網(wǎng)格、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、廣域與分布式文件系統(tǒng)的技術經(jīng)驗，融合新型存儲介質(zhì)與體系架構(gòu)，推動新一代分布式數(shù)據(jù)訪問協(xié)議、存儲系統(tǒng)和基礎軟件（分布式數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)）的演進。政策層面，則應進一步加快推動數(shù)據(jù)要素市場制度建設，推動數(shù)據(jù)市場化交易模式的落地。

　　二、通過“東數(shù)西算”解決算力交付方式面臨的困境。

　　在云服務中，算力是作為一種IaaS資源被使用與管理。但是單一的云平臺調(diào)度范圍（區(qū)域）有限，過大的管理調(diào)度范圍將導致云業(yè)務交付無法確保的服務質(zhì)量。無論是采用資源交付還是云服務交付都面臨困難。前者需要一體化的資源管理平臺，實現(xiàn)起來相對簡單，對用戶要求高；后者需要統(tǒng)一的云服務平臺，實現(xiàn)起來將引入更多的服務因素，難度更大。在這方面的探索上，超算互聯(lián)網(wǎng)正開展一些初步工作。“十四五”初期就啟動了“國家高性能計算環(huán)境的領域應用平臺及服務體系”項目，構(gòu)建高速網(wǎng)絡連接無錫、廣州、北京、天津、深圳、長沙、青島等地的多個國家級超算中心，集成與研發(fā)跨超算資源管理環(huán)境、共性應用函數(shù)庫與工具軟件，建立復雜力學體系與量子物理體系、生物與材料、環(huán)境治理與災害防治三個重點領域的應用資源集成與服務集成，探索跨中心的超算社區(qū)運行機制與快速響應與協(xié)同機制?？绮煌嬎慵軜?gòu)之間的應用有效部署仍是該項目面臨的挑戰(zhàn)和亟需完成的技術突破。同時，算力本身存在著位置分散、能力各異和動態(tài)變化的特征，導致算力存在度量困難，從而影響構(gòu)建算力使用的結(jié)算體系，進一步損害產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn)。因此，做好算力感知、算力建模及算力評估首當其沖，面向全網(wǎng)的算力資源（計算、存儲和網(wǎng)絡），開展對各類算力資源的狀態(tài)、動態(tài)性及分布進行分析、度量以及建模，實現(xiàn)基于干擾分析的算力資源評估，作為算力資源發(fā)現(xiàn)、交易、調(diào)度的依據(jù)。

　　三、通過“東數(shù)西算”解決算力使用面臨的安全問題。

　　數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，物理設施、網(wǎng)絡安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全和信息安全等方面可能會面臨多重風險。而“東數(shù)西算”工程實現(xiàn)的算力資源開放使用則面臨著更多的信息安全問題，算力資源在從申請、使用再到結(jié)算清退，過程中至少跨越使用方和供給方的邊界，一旦有風險，不僅導致算力使用方出現(xiàn)漏洞，也會引發(fā)算力供給方的隱患，從而給整個算網(wǎng)資源體系帶來風險。因此，如何在數(shù)據(jù)開放共享、大范圍多方融合應用的需求和場景下實現(xiàn)端到端的安全，需要技術突破和政策制定等多方面努力，例如：采用和部署內(nèi)生安全的基礎設施，合理規(guī)劃網(wǎng)絡的安全區(qū)域以及不同區(qū)域之間的訪問權(quán)限，試驗多方安全計算、區(qū)塊鏈、隱私計算、數(shù)據(jù)沙箱等技術模式，做好網(wǎng)絡安全態(tài)勢監(jiān)測。

　　算力設施是數(shù)字經(jīng)濟健康發(fā)展的底座，對推動數(shù)字經(jīng)濟健康發(fā)展作用巨大。有數(shù)據(jù)顯示，算力指數(shù)平均每提高1個百分點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長0.33%和0.18%。算力網(wǎng)絡的技術理念已逐步在行業(yè)形成共識?？梢灶A見，“東數(shù)西算”工程將為我國以數(shù)據(jù)為中心的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的契機，并持續(xù)提升數(shù)據(jù)資產(chǎn)對于經(jīng)濟發(fā)展的貢獻度，帶動廣大西部地區(qū)參與到智能化引導的數(shù)字經(jīng)濟浪潮當中。盡管面臨上述的一系列挑戰(zhàn)，隨著“東數(shù)西算”工程的逐步建設，大數(shù)據(jù)、云計算、高性能計算技術、新一代網(wǎng)絡技術、端到端安全技術，以及其相關產(chǎn)業(yè)和政策法規(guī)的快速進步與完善，創(chuàng)新開放的業(yè)態(tài)和場景不斷涌現(xiàn)，未來將逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡與計算的一體融合，有效賦能數(shù)字經(jīng)濟。（作者：鄭緯民 中國工程院院士、清華大學計算機科學與技術系教授）