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算力网络调研笔记

剩下的盛夏~ 2024-02-03 原文

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FPGAASIC

​ 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。

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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。

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