CCNIS：2022年面向泛在计算场景的算力原生技术白皮书（22页）.pdf

1、面向泛在计算场景的算力原生技术白皮书（2022 年）版权声明本白皮书版权属于算网融合产业及标准推进委员会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：算网融合产业及标准推进委员会”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。参与编写单位中国移动通信有限公司研究院、浪潮通信有限公司主要撰稿人王羽琪、解子岩、罗馨玥、赵奇慧、黄蕾、王升、王紫程前言随着智能社会的不断进化，人工智能、物联网、区块链、AR/VR等 核心技术成为改善生产水平、民生福祉、政务效率的重要手段，也是算力发展的核心驱动力，带动了云计算中心、边缘计算设备、高算力终端的巨大算力需求，算力也正在从集中

2、云部署往多极化方向发展，边缘算力与端算力的出现与规模化的算力形成互补形成算力，形成“云、边、端”泛在协同发展趋势。算力日益呈现泛在互联的特征，为打破生态竖井，提高算力利用率，中国移动提出算力原生技术，目标是能够屏蔽底层多样算力资源，使能应用在底层多样计算架构间平滑迁移。为凝聚产业共识，进一步推动算力原生技术成熟，本文分析了当前算力发展的趋势，系统性介绍了算力原生的概念和当前产业现状、阐述了算力原生总体技术架构、演进路线和关键技术，对算力原生的技术挑战进行了分析并提出推进建议，最后呼吁业界在关键技术、加快构建算力原生标准和繁荣开源生态三方面展开紧密合作。目录一、面向泛在计算场景的算力原生.1（一

3、）算力原生的背景与概念.1（二）算力原生产业现状.3二、算力原生技术架构.5（一）算力原生总体架构.5（二）算力原生演进路线.7（三）核心技术.8三、算力原生技术挑战和推进建议.11（一）技术挑战.11（二）推进建议.12四、展望和产业诉求.13参考文献.14缩略语.15图 目 录图 1算力形态呈现泛在互联特征.1图 2当前算力存在生态竖井.2图 3算力原生总体架构.6图 4算力原生三阶段演路线.8面向泛在计算场景的算力原生技术白皮书1一、面向泛在计算场景的算力原生（一）算力原生的背景与概念算力作为信息社会的基础，已成为数字经济基础性、核心的发展动力，直接影响数字经济发展的速度，决定数智社会的

4、发展高度。受到网络技术发展和网络带宽成本限制，算力资源从集中的部署方式，正在往多级化的方向发展，增设边缘侧设备成为必然趋势，未来将形成云端侧负责大体量复杂计算、边缘侧负责简单计算执行、终端侧负责感知交互的泛在部署形式。未来算力形态将不仅限于人脑，同时将在以大型数据中心、数据中心为代表的云端，以智慧路桩、边缘计算单元为代表的边缘端，以人脑、无人驾驶汽车、IoT 设备、个人电脑、AR/VR 一体机为代表的终端，形成算力“云、边、端”泛在算力部署架构。图 1 算力形态呈现泛在互联特征面向泛在计算场景的算力原生技术白皮书2当前算力泛在化部署，节点间高效互联，算力的形态呈现泛在互联的特征，与此同时，随着

5、人工智能、大数据等产业的迅猛发展，算力芯片厂商和种类日益丰富，算力内核呈现异构化的特征。算力发展当下面临最大的问题是生态竖井问题，各个厂商芯片架构与软件栈碎片化发展，生态相互隔离，导致应用跨架构迁移困难，对于应用开发者，同一应用需要针对不同的软硬件多次开发，带来开发成本挑战；对于算力服务商，应用适配复杂，跨架构迁移难，带来资源利用率挑战；对于芯片制造商，生态壁垒问题日益加剧，带来生态构建挑战。图 2 当前算力存在生态竖井面对泛在算力发展目前的困境和挑战，本文提出了算力原生技术，算力原生技术是解决大规模、多样泛在的异构计算资源生态隔离，实面向泛在计算场景的算力原生技术白皮书3现应用跨架构无感迁移

6、执行的重要技术。算力原生技术能为用户提供一个统一的软件平台抽象，使其在编程时既可以充分利用丰富的异构资源、又不必考虑复杂的系统拓扑细节，形成全系统的编程及迁移执行环境。算力原生是以统一的算力资源抽象模型和标准的编程范式接口为基础，以跨架构编译优化技术和原生运行时技术为依托，使能多样泛在算力环境下屏蔽复杂软硬件差异的技术，实现同一应用一套代码、动态重构一体部署、灵活迁移高效执行的技术。算力原生通过构建标准统一的算力抽象模型及编程范式接口，打造开放灵活的开发及适配平台，实现各类异构硬件资源与计算任务有效对接、异构算力与业务应用按需适配、灵活迁移，充分释放各类异构算力协同处理效力、加速智算应用业务创