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新基建中的基建 “超级网+智能云”构筑数字孪生世界的基石

作者:亚信科技战略与市场中心 杨苗

摘要:

以5G、数据中心、云、AI、物联网等ICT技术为代表的新型信息及通信基础设施既是推动产业数字化转型的需要,也是国家经济战略发展的需要。未来十年是中国数字经济发展的黄金十年,“新基建”即是为我国数字经济发展铺设全新的数字化设施,作为“超级网”的5G和“智能云”的数据中心+云+AI两者是打造新基建核心能力的根本,它们是新基建中的基建,是构筑数字孪生世界的基石。

“基建”是一个国家最重要的战略投资领域之一,具有投资规模大、持续周期长,对社会、民生及垂直产业带有积极且深远影响等特点,被许多国家作为应对经济下行,以投资稳定并驱动国民经济上行的有效手段。今天,以5G数据中心AI物联网等ICT技术为代表的新型信息及通信基础设施的社会价值已经不亚于以“铁公机”为代表的传统基建。随着产业数字化浪潮的席卷以及数字经济在国家GDP占比的不断攀升,数字化经济活动变得越来越重要,正是在这样的趋势下,“新基建”乘势而起, 并将成为构筑数字孪生世界的基石。

01  新基建的来龙去脉及对未来数字孪生世界的影响

“新基建”这一概念源自于2018年中央经济工作会议,此后在多次国家级会议中提及并被社会及产业各方广泛接受。2020年3月4日,中央政治局常委会会议再次提出要加快新型基础设施建设,明确了新基建的七大范畴,包括5G、工业互联网、数据中心、人工智能、特高压、城际高铁和城际轨交、新能源汽车及充电桩。一时间“新基建”再次刷屏,成为当之无愧的热搜词。2020年4月20日,国家发改委对“新基建”做了系统化的定义,将之划分为以信息和通信技术为依托的信息基础设施,数字技术与垂直产业相结合的融合基础设施,以及支撑科学研究及技术发展的创新基础设施。2020年5月22日,李克强总理在第十三届全国人民代表大会第三次会议的政府工作报告中,正式提出“两新一重”,这一提法可以视为“新基建”正式成为中国国民经济发展战略的一部分。

从技术角度来理解“新基建”,可以把它比作是中国产业数字化的“底盘”,我们的农业、工业、服务业在数字化转型过程中都离不开底层数字基础设施的支持。联接、计算和数据是未来构筑数字孪生世界过程中最为核心的三项能力,而“新基建”的本质则是为数字世界提供联接和计算两大基础能力。5G作为“超级网” 将提供无所不在的联接能力,数据中心+云+AI作为“智能云”将提供无处不在的计算能力,两者的重要程度可以视为“新基建”中的基建,将成为数字孪生世界的基石。基石之上,会生长出千行百业的“上层建筑”,并且逐步累积海量的数据资源,基于这些数据资源的再利用,未来的数字世界也将变得更加的精彩。

02  “超级网”5G赋予数字孪生世界全新的联接能力并深刻影响数字世界的计算架构

2019年6月6日,工信部向中国移动、中国电信、中国联通、中国广电四家运营商颁发了5G牌照,仅仅一年的时间,中国的5G建设已经取得耀眼成绩,网络和用户规模均已实现全球领先。2020年三大电信运营商5G CAPEX投资规模将超过1800亿,标志着新一轮的网络投资周期正式开启,未来5年里5G网络累计投资将超过12000亿。截至6月底,中国三大电信运营商的5G套餐用户数已经超过1亿,预计今年底将突破2亿。截至6月底,三大运营商已经完成建设的5G基站数也达到30万,预计全年将完成超过60万的基站建设。此外我们也看到,随着3GPP R16版本的正式发布,以5G为联接纽带的产业创新型应用也越来越成熟,5G+智慧矿山、5G+智慧电厂、5G+智慧工厂、5G+智慧港口、5G+城市交通、5G+智慧园区等产业数字化应用也已经从“样板间”变成了“商品房”。

不论是从经济还是技术价值角度出发,5G作为“超级网”在这一轮新基建大潮下,毫无悬念地站到了C位。5G的eMBB、mMTC、 uRLLC三大技术特性分别提升了无线网络带宽、连接规模以及连接时延能力。eMBB让用户拥有了1GB的下行速率;mMTC允许在一平方公里范围内连接100万个物联网终端;uRLLC让网络的时延控制在1毫秒以内,这些联接能力的提升,可以极大的延展企业数字化的场景边界,让很多原来不可能被数字化的场景变得可能。

网络切片是5G提升网络联接能力的体现,它是5G区别于4G的标志性技术之一,通过逻辑“专网”服务垂直行业,是网络运营商服务行业客户、催生新型业务、提高网络价值的有力抓手。基于网络切片的不同等级,可以为特定行业客户提供逻辑甚至物理专属的无线网、传输网和核心网,以确保网络QoS能满足特定环境下极其苛刻的性能要求 [1]。目前,电力、媒体、银行、工厂和交通等很多行业客户已经对网络切片技术表现出极大热情,希望借此培育创新业务、实现产业升级。5G网络切片在这些行业的应用,将有助于把实体世界的更多物件联接到数字世界中,加速传统产业的数字化进程。

5G不仅提升了网络联接能力,它同样在深刻地影响着数字世界对于“实时数据”的计算及存储架构。“云端计算”在过去10年中已经成为企业数字化转型的首选,大量企业已经将很多的企业应用搬迁到云端,并获得了成功。但需要注意的是“云端计算”并不能解决企业所有的数字化场景需求,传统企业在客户运营、市场营销、客户服务、管理决策等经营性场景之外,还有大量的生产性场景并不适合采用“云端计算”。这些场景往往具有数据规模大、算力要求密集、网络时延要求超低等特点,因此5G针对这类场景需求,提供了另外一种选择,即“边缘计算”服务。边缘计算在靠近数据源或用户的地方提供计算、存储等基础设施,并为边缘应用提供云服务和IT环境服务。相比于集中部署的云计算服务,边缘计算解决了时延过长、汇聚流量过大等问题,为实时性和带宽密集型业务提供更好的支持[2]。目前,我们已经看到这种架构在厂区、矿区、交通、港口、监控、安防等场景领域开始崭露头角,并取得非常好的业务效果。总而言之,5G既对网络能力进行了增强,同时也带来了计算架构的增强,它将赋予数字孪生世界全新的联接能力,并深刻影响着数字世界的计算架构

03  “智能云”数据中心+云+AI三位一体,打造数字孪生世界的智能计算能力

根据IDC预测,全球数据量将爆炸式增长,2025年将达到175ZB,中国将是最大数据圈,占比达到27.8%。数据流量快速增长必然使得企业的计算需求大幅增加,进而驱动着数据中心和云厂商的Capex投资上升。4月20日,阿里宣布未来3年将投入2000亿元,用于云操作系统、服务器、芯片、网络等重大核心技术研发和面向未来的数据中心建设。5月26日,腾讯宣布未来五年将投入5000亿,用于“新基建”的进一步布局,涉及领域包括云计算、人工智能、服务器、大型数据中心、超算中心等。6月19日,百度宣布,未来十年将继续加大在人工智能、芯片、云计算、数据中心等新基建领域的投入,预计到2030年,百度智能云服务器台数超过500万台。

数据中心是计算能力的载体,而云是计算能力对外输出的一种最佳方式,我们一般可以把数据中心和云组合起来视为数字世界中的计算能力。计算能力将无处不在,云端、边端、终端计算也将趋于一体化,不同的场景会选择不同位置的计算能力。比如大中型数据中心的云,处理“热数据”,处理时效性较高的业务;超大型数据中心的云支持远端部署,降低成本,处理“冷数据“;边缘计算数据中心的云部署,解决超低时延、高实时性、高安全性、本地化等需求 [3]。以智慧城市中常见的应用为例,智慧政务等管理和服务类应用,其对业务时效性虽有一定要求,但对网络时延并不苛刻,针对这类数据的处理可以交给省会城市的数据中心计算处理;而城市中的自动驾驶、交通信号控制这类应用,其对实时性及网络时延要求超高,这类数据的处理需要在边缘数据中心甚至在终端内部完成计算和处理;对于智慧医疗、安防监控等应用中的海量影像、视频及档案等历史数据,由于其使用频率极低,因此可以放置到远端的超大型数据中心进行处理。

AI可以看作建立在计算能力基础之上的一种智能算力,现代AI已经具备“能听会说、能看会读”的能力,并在部分场景中可以达到“能理解、会思考”的水平,这些能力可以极大的解放人力,并提升生产力。目前AI在智慧城市中正在发挥积极作用,作为未来智慧城市建设的重要技术,通过把包括芯片、终端、算法和机器学习平台、智能应用等多重技术进行整合,将AI从单点式的技术形态完整地渗透到城市云平台、物联网终端、协同平台等多个部署场景之下,使得AI的能力能够被政府部门快速调用,并能真正解决实际业务问题[4]。例如,面对城市中的交通违章现象(违停、逆行、倒车)、城市管理乱象(店外经营、暴露垃圾)等,通过AI的手段,可大幅提升治理效能并为执勤人员减负。

然而,现代AI技术的本质就像我们非常熟悉的一句谚语“熟读唐诗三百首,不会吟诗也会吟”,它是建立在海量的数据和强大的算力基础之上的。离开了数据和计算能力,AI的价值无法发挥,算据可以从上层应用中采集,而算力则来自于数据中心和云。因此,我们看到主要的云巨头,无一例外都在布局AI芯片、AI一体化设备以及大规模投资智能超算中心,以应对未来数字世界对于智能化算力的需求。比如腾讯公司在上海投资建设的长三角人工智能超算中心及产业基地项目,其预估投资将超过450亿元,将成为长三角最大、全国前三的人工智能超算枢纽,并计划2021年底陆续投入使用,未来它将承担各种大规模AI算法计算、机器学习、图像处理、科学计算和工程计算任务。总的来看,数据中心、云、AI 都不是孤立的存在,可视为三位一体,三者结合即构建出“智能云”,而智能云将是整个数字世界的算力基础

总  结

以5G、数据中心、云、AI、物联网等ICT技术为代表的新型信息及通信基础设施既是推动产业数字化转型及构建数字孪生世界的需要,也是国家经济发展战略的需要。未来十年是中国数字经济发展的黄金十年,“新基建”即是要为中国数字经济的发展铺设全新的数字化设施,作为“超级网”的5G和“智能云”的数据中心+云+AI 两者是打造新基建核心能力的根本,它们是新基建中的基建,是构筑数字孪生世界的基石。

亚信科技作为一家大型软件公司,致力于成为5G时代企业数字化转型的使能者,我们希望与中国四大运营商、大型云厂商、ICT设备制造商以及更多的行业伙伴结成合作联盟,共同投入到“新基建”大潮中,为中国数字经济发展做出贡献。

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