倪光南

中国工程院院士

数字经济时代，算力成为新的生产力，是各国科技竞争的新焦点。习近平总书记2023年9月在黑龙江调研时指出：整合科技创新资源，引领发展战略性新兴产业和未来产业，加快形成新质生产力。算力产业体系具有面向新领域、创新技术含量高、知识密集型、新兴产业、未来产业的特征，构建现代化算力产业体系是推动先进计算技术、数据存储技术和网络通信技术三大关键核心技术协同创新的动力；是融合繁荣三大产业生态，提升国际竞争力的引擎；是加快形成新质生产力，建设科技强国的保障。广义算力包括基于计算技术的“算力”，基于数据存储技术的“存力”和基于网络通信技术的“运力”，现代化算力产业体系应该涵盖计算、数据存储和网络通信三大产业，三者之间应该高效协同，避免出现技术偏废的现象，才能从根本上保证算力产业体系的高质量发展。

首先，要加快计算产业的发展，构筑自主可控的算力底座。最近生成式AI的兴起带来算力需求的快速增长，预计到2030年通用算力将增长10倍左右，人工智能的算力将增长500倍，计算市场将面临新一轮的激烈竞争，我国也会面临相应的技术封锁和专利等方面的挑战，发展计算产业涉及芯片、硬件工程、内存介质、编译器、加速库、操作系统、数据库与互联标准等一系列核心技术，是一个全栈的系统工程，任何一个核心技术环节的缺失都将成为产业发展的障碍。只有突破卡脖子的核心技术，实现全方位基础创新，才能实现计算产业的独立自主和可持续发展。这些年来，国内计算产业在技术和生态上逐步成熟，具备了替代国外同等产品的能力，支撑了数字经济高质量发展。由ChatGPT引发的新一波大模型浪潮中，计算产业支撑起了国内的“百模竞秀”。今后，要进一步建立支持规模扩展的人工智能芯片的新架构，攻克芯片高速的片间互联、大规模内存共享以及人工智能框架软硬协同优化等重大关键技术。

其次，要加快发展基于网络通信产业的运力，以支撑算力的充分释放。例如在AI智算中心的内部，AI大模型训练的各种运行模式会带来巨大的通信量需求，分布式高性能应用的“多打一”流量模型可能造成瞬时的突发拥塞甚至丢包现象，会极大影响算力的效率。当前，我国网络运营技术不断创新突破，已经建成世界上规模最大的信息通信网络。针对数据中心网络，国内产业界基于具有开放生态和成熟供应链的RoCE技术路径展开自主技术创新和商业实践，采用智能无损、网络负载均衡、算网协同等先进技术提供高质量的运力，对算力的提升幅度可以达到20%左右，推动智算中心网络从封闭走向开放；另一方面，数据中心互连网络需要满足大模型产品的数据传输、东数西算、算力并网等算力协同场景的需求。采用400G超宽网络、安全可信网络数字地图等创新技术，为用户用算、取算提供极致的网络体系。

另一重要方面是网络设备自主根技术的突破。当前国产交换机、路由器、防火墙等整体设备在功能的全面性、性能支撑能力、安全性等方面，已经达到全球先进水平。但同时，以转发/交换芯片为代表的网络设备关键器件仍部分依赖进口，存在着一定的供应链风险。为此，产业上下游都需要携手并进，从设计、制造、封装、测试、装备、材料、设计工具等各环节全面突破技术瓶颈，实现覆盖全产业链的自主创新。

第三要加快推进基于国产数据存储产业的存力发展。当前数据已经成为数字经济时代的核心要素，预计到2025年中国将会成为全球第一数据大国，数据存储产业也将成为国家的战略性、基础性产业，成为新的国际竞争高地。在多年自主创新的基础上，我国新型半导体数据存储产业取得了重大发展，我国自主研发的闪存颗粒、DRAM芯片、闪存主控芯片等等，都达到了国际先进水平，且装备也不受制约。我国数据存储整机的核心竞争力构筑在自主的核心芯片、系统架构和软件之上，采用创新的编码算法、芯片卸载和大容量/高密度盘等闪存介质应用技术，受到市场的广泛认可。

当前，正是以SSD固态硬盘等半导体存储替代HDD硬盘等机械存储的大好时机，应可适时的启动这一数据存储技术革命，针对现在最热的AI大模型新兴场景，我国数据存储厂商能够整合数据编织、近存计算、算存运高效协同、知识语义感知等关键技术，可有效提升AI智算中心30%左右的算力效应，我国的数据存储产业在国产化条件下已经具备了突出的国际竞争力，有可能成为中国IT进入世界市场的又一张新名片。

综上所述，鉴于安全的算力产业体系在加快建设数字经济中的重大作用，我们应当以全球视野谋划和部署算力产业体系的建设，通过政策引导，突出体系化发展，制定标准体系，重视人才培养，繁荣产业生态，实现计算、数据存储、网络通信的前沿创新技术高效协同，尽快形成“新质生产力”，为现代化算力产业体系的建设提供坚实支撑。

本文选自《国家创新发展战略》（季刊）2024年第1期

内容选自中国工程院院士倪光南在2023年“读懂中国”国际会议（广州）——“数字经济发展与网络安全治理”平行研讨会上发表的演讲。