文 | 高尚

上海金融与发展实验室，研究员

数字经济时代，算力是新质生产力。然而当前国内算力资源呈现分散不均、重建设轻运营等特点，将各种类型算力资源进行统一汇聚与调用存在较多困难。算力网是我国在国际上率先提出的一种原创性技术理念，其基于传统互联网技术构建统一、互联的算力网络并能够对外提供标准化算力服务，实现算力泛在互联，推动算力成为像水、电一样“一点接入、即取即用”的社会级服务。可以预见，未来算力网将成为促进国内各类算力调度运营的关键性信息基础设施，也是衡量我国数字经济发展水平高低的重要标志之一。

一、算力网定义与特征

（一）算力的定义与类型

算力（Computing Power）指的是计算能力，即数据处理的速度和效率，度量单位是FLOPS（floatingpoint operations per second，每秒执行的浮点运算次数），数值越大代表综合计算能力越强。通常由于算力具体数值巨大，因此更常用EFLOPS（每秒执行的百亿亿次浮点运算次数）来标识算力。

当前算力可以细分为通用算力、智能算力、超算算力和边缘算力四种类型。通用算力又称为基础算力，主要面向基础通用计算，是以CPU芯片输出的计算能力为主，是目前最常见的算力类型。

过去二十年来，随着我国云计算产业的快速发展，提供通用算力的数据中心和云计算服务在社会各行业实现了广泛落地。智能算力主要面向人工智能领域的计算，以通用型GPU、半定制型FPGA、定制型ASIC等专门为人工智能算法设计的芯片所输出的计算能力来支撑人工智能技术应用与相关产业发展需求。

超算算力以超级计算机输出的计算能力为主，主要用于需要高精度数值计算的科学研究与复杂工程计算领域。边缘算力是指在用户终端、数据源附近位置等网络边缘侧部署的计算能力，具有低服务延迟和高处理效率，主要面向对数据计算实时性要求较高的行业场景。

（二）算力网定义

算力网的概念最早由我国相关企业提出。2019年6月，在北京举行的网络5.0峰会上，中国联通首次提出算力网的概念，指出运营商在提供连接带宽的基础上构建计算与网络深度融合、算网一体的基础设施。

在算力网概念演进过程中，与算力网概念类似的算力感知网络、计算优先网络等术语曾被先后提出。2021年7月，在国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）报告人会议上，由中国电信研究院牵头制定的算力网络框架与架构标准（Y.2501）获得审议通过，并于同年9月正式发布。该标准是首个获得国际标准化组织通过的算力网标准，在该份标准中，对算力网（Computing  Power Network，CPN）的定义目前获得了业界的基本共识，即算力网是一种新型网络，通过网络控制平台（如集中式控制器、分布式路由协议等）分发计算、存储、网络等服务节点的资源信息，实现资源优化分配。算力网络中计算资源（如CPU、GPU、FPGA等处理能力）与通信网络深度融合，通过“算力大脑”实现对网络中算力的统一感知、编排与调度。

从国际标准化组织对算力网的定义中可以看出，算力网旨在打造算力即服务（Computing Power as a  Service，CPaaS ），依托高速、泛在的网络连接，整合云端、边缘侧、端侧等多层次算力资源实现网络和计算间的高度协同，网络中任意位置接入的用户无需关注算力资源的实际物理位置和部署状态，算力网能够基于用户的具体需求，综合考量算力资源与网络资源的实时状态，通过算法将业务流量动态调度至最优网络节点。

（三）算力网特征

算力网以算为中心、网为根基，通过无处不在的互联网连通大小不等、类型不同的算力资源，打破计算资源孤岛，实现在云、边、端等多维度逻辑空间上算力资源统一纳管。

从网络视角来看，算力网是一种新型网络形态；从算力视角来看，算力网以计算为中心，一点接入、即取即用、按需调度，是一整套多样化算力资源调度与服务体系；从技术视角来看，算力网融合了多种新兴软、硬件技术。

从整体层面看，算力网是以信息网络与相关技术为载体，促进各类算力资源一体化调度运营的信息基础设施，具有以下四个方面的典型特征：

一是算力资源泛在化。在算力网中，存在着大量通过云、边、端等多种方式接入进来的大小不一、类型不同、硬件平台可能相异的各种算力资源，从这个意义上来说，算力网中的算力是泛在的。

二是算网共生化。算力网作为一种新型网络形态，需要依托现有互联网的网络基础设施来实现算力的感知与调度，让网中的算力资源可以随时调度、随处调度。互联网为算力网提供了基础的通信连接，算力网在互联网的基础上进一步实现了计算资源与网络资源的深度融合。

三是算力服务一体化。算力网能够对通用算力、智能算力、超算算力和边缘算力资源的并网、智能编排与一体化调度，从整体层面实现了对算力资源的集约化、一体化使用，最大化算力资源在场景服务中的应用。

四是双层价值化。通过算力网建设，一方面能够整合各类算力资源实现对算力资源的高效利用与场景赋能；另一方面能够通过加速数据要素的流通与加工利用来进一步激活数据要素的内生价值。

二、算力网体系结构

将分散在各个物理地点的算力资源通过网络连接起来形成网络化的统一算力服务体系，是算力网形成最主要的初衷之一。进一步的，推动算力像水、电一样成为“一点接入、即取即用、按需服务”的社会普及性服务，是算力网发展主要的远景目标之一。算力网形成的初衷以及发展的远景目标从一定程度上也勾勒出算力网自身体系结构形成的内在逻辑。

在2021年国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）报告人会议上审议通过的算力网络框架与架构标准（Y.2501）中，明确了算力网的4层标准化架构，如图1所示。

图1 ITU-T Y.2501 Computing Power Network Framework and Architecture（算力网络框架与架构标准（Y.2501））

算力网的4层国际标准体系结构自下而上分为算力网资源层（CPN resource layer）、算力网控制层（CPN  control layer）、算力网服务层（CPN service layer）和算力网编排与管理层（CPN orchestration and management  layer），各功能层的功能具体如下：

资源层由计算资源、网络资源、存储资源和服务资源所构成，该层通过主动上报或网络端主动探测的方式实现对算力资源的统一感知，提供异构算力统一度量模型并为控制层的服务提供确定性的计算、网络、存储和服务等基础性资源保障。

控制层主要承担进行资源信息收集、资源分配以及网络连接调度的职能。该层通过算力路由的方式收集算力网资源层各节点的算力资源信息，并将其发送到服务层进行进一步处理。

服务层是连接算力网与用户服务间的桥梁，主要进行资源信息处理、计费以及交易流程执行。该层接收来自控制层传递的算力资源信息并进行处理，根据对用户需求的感知结果进一步将其反馈给编排与管理层，实现算力资源预占并建立起有效连接。

编排与管理层贯穿上述三个基础层级，其主要职能是为算力网提供编排（ orchestration） 、安全（security）、建模（modelling）以及运营管理与维护（OAM,Operation Administration and Maintenance）的能力。

三、算力网关键技术

（一）算力感知

算力感知是对算力网中算力资源、算力服务的部署位置、网络负载信息、节点实时状态、业务需求的全面监测与收集，它既包括对算力提供方计算、存储、通信、服务等不同类型资源与服务的感知，也包括对算力需求方业务需求信息的全面感知。算力感知是实现算力调度的基础，通过感知全网的算力资源信息，确保按需、实时调度不同网络节点位置的算力资源。

算力感知的具体实现方式主要包括对算力资源和服务的感知以及对业务算力需求的感知。在算力资源和服务感知的具体实现方面，算力网中的各算力节点通过对自身的位置、状态、负载等算力信息进行统一建模与度量，并将结果信息发布到算力网中，算力网对各节点上报的算力信息进行聚合，形成全网统一的算网状态视图。在业务算力需求感知具体实现方面，算力网通过网络对业务进行全面感知，通过分析业务的算力需求与规模等对业务进行精准化调度。

（二）算力度量

算力度量是对算力资源进行统一抽象的描述，为后续算力路由提供标准统一的度量规则，是实现算力资源高效管理的基础。传统的算力度量方法主要包括基于时长的度量、基于flops或ops的度量、基于bops的度量。基于时长的度量是指按用户使用算力的时长进行度量，但该度量方式忽略了用户对算力使用的具体信息，会引起度量标准不统一等问题。基于flops或ops的度量是指通过flops（每秒执行的浮点运算次数）或ops（每秒操作次数，operations per second）对应的运算量来反映用户的算力使用情况，但在算力度量上没有考虑到其他计算类型与算力消耗，缺乏普适性。

bo（基本操作数，basic operations）由体现计算操作的浮点/整形计算操作和体现数据移动操作的地址操作所构成，基于bops(basic operations per second)的度量可以全面反映不同类型的应用对算力的具体使用，具有普适性、可测量性等特点。但综合来看，基于flops度量方式目前较为常见。

目前传统的算力度量方法通常是基于静态的硬件特性和指标进行评估，对算力节点动态性、异构性的考虑不足，由于算力网是融合了算力设施与网络基础设施的复合型网络结构，算力的发展也越来越呈现出泛在化、多元化、异构化的特征，因此传统的算力度量标准难以满足对算力的统一度量需求。

统一的算力度量标准是实现灵活调度算力资源的前提，但算力与水力、电力等不同，算力资源自身构成的复杂性决定了可能需要将算力资源统一表达为包含计算、网络、存储、内存等多维度资源在内的综合模型来进行细致的度量。目前国内外的研究机构、产业联盟等正致力于对算力的精准度量进行深入研究用以满足多样化的实际业务场景需求，但尚未形成统一的算力度量标准规范。

（三）算力路由

算力路由侧重于确定数据传输的路径。根据算力网络框架与架构标准（Y.2501）中定义的4层标准化架构，算力路由主要作用于控制层（CPN control layer），为数据传输提供路径选择与转发服务，是算力网中进行数据传输的基础性环节。

算力路由将算力节点收集的算力资源信息进行整合并综合考虑即时网络资源与状态，生成包含网络和计算参数信息在内的综合路由表，按需进行算力任务的动态匹配和联接调度，将业务流量精确路由至目标计算节点，最大程度实现调度路径最优、计算资源利用率最优、网络效率最优。

算力路由的核心是“找路”，即协助数据流量在算力网中找到最优的目标传输路径，实现用户请求在控制层的灵活调度，确保数据流能够快速、准确、高效传送到目标算力节点进行后续处理。但与传统上基于主机位置的互联网IP路由不同，算力网中的用户对算力服务的请求仅需表达意图即可，无需关注服务的提供方和其实际的部署位置，即面向用户的算力服务其本质上是与位置无关的。

（四）算力编排与调度

算力编排侧重于对整个算力资源体系的规划、设计、组织与管理。根据算力网络框架与架构标准（Y.2501）中定义的4层标准化架构，算力编排主要作用于算力网编排与管理层，其目标是构建一个灵活、高效、可扩展的算力资源体系，为业务提供稳定、可靠的算力支持。

算力编排是算力网的核心控制部分，在算力网编排与管理层中处于较高的层次，其涉及资源的选型、部署、配置以及集成等多个方面，为业务的高效运行和资源的优化配置与协同利用提供一个基础的框架与平台。  

算力调度侧重于对算力资源的分配与管理，也主要作用于算力网编排与管理层，但相较于算力编排，在编排与管理层中处于较低的层次。算力调度是在算力编排的基础上，对具体的任务进行算力资源的合理分配与调度，它主要关注的是任务与算力资源之间的匹配问题，确保可以将任务分配到最合适的算力资源上并能够让任务及时、高效地执行。算力调度能够有效整合全网的各类算力资源，实时、动态地实现跨地域、跨服务商、跨架构、跨平台的高效调度与配置。

算力调度主要通过各类算力调度算法来进行。目前常见的算力调度算法有：先进先出算法、短作业优先算法、优先级调度算法、基于预测的调度算法、动态调度算法、资源分级调度算法、并发调度算法、节能调度算法、基于容器的调度算法以及混合调度算法等。

与电网、水网的调度机制不同，算力并非物理上可移动的资源，算力无法在算力网中流动。所谓算力的流动性，并非指算力在物理空间上的迁移，而是指计算任务的灵活流动。算力本身是固定在算力中心的机房硬件服务器中，物理上不可移动，只能通过网络把计算数据与计算任务汇聚到算力中心本地进行计算，因此算力调度本质上执行的是对计算任务与数据的调度。

四、算力网可持续发展关键要素

（一）算力网一体化

我国目前的算力基础设施建设已达到世界领先水平，然而普惠化、一体化、标准化的算力服务统一大市场尚未形成，存在算力资源分散不均、重建设轻运营、服务模式较为单一、部分算力未能得到有效利用的结构性矛盾，同时也在算力调度方面面临跨地域、跨部门、跨服务商、跨技术架构、跨软硬件平台、跨协议标准等挑战。

为了更好地服务国家“数字经济”和“东数西算”重大战略，应加快推动全国算力互联“一张网”建设，以“东数西算”“东数西存”“东数西训”为牵引，构建算力资源便捷接入、统一任务编排与调度的国家算力基础设施，实现算力、算法、算料（数据）以及相关生态的汇聚，成为支撑我国数字经济蓬勃发展的坚实算力底座。

算力网全国一体化，其本质是算力资源的公共基础设施化，是我国“东数西算”战略的进一步深化与发展。通过建设全国算力“一张网”，可以促进全国范围内各类算力资源高比例、大规模一体化调度运营，降低算力资源的综合使用成本与使用门槛，赋能以人工智能等为代表的新兴产业与未来产业，推动我国新质生产力加快发展。

目前国内相关科研机构等也在积极推进算力网一体化研究与建设。深圳鹏城实验室目前在推进中国算力网（China Computing NET，C2NET）计划，该计划提出像建设电网一样建设国家算力网，像运营互联网一样运营算力网，让用户像用电一样使用算力服务的发展愿景。2022年6月，作为中国算力网计划一期工程的核心板块，“中国算力网—智算网络”正式上线，标志着中国算力网计划的全面展开。

2025年5月，中国信息通信研究院联合国家（上海）新型互联网交换中心共同推动的中国算力平台（上海）暨上海算力交易平台建设正式启动。中国算力平台集算力态势感知监测、算力供需匹配、算力动态调度、产业生态社区等于一体，致力于构建覆盖全国的算力资源“一本账”、打造算力匹配“一站式”服务体系、构建贯通全域的算力调度“一张网”、形成协同共进的算力生态“一盘棋”。

（二）算力交易一体化

算力交易是指算力需求方与算力提供方之间通过相关系统平台所进行的算力资源买卖。算力交易的核心是构建可信、中立、公平、统一、开放、可追溯、高效的交易与结算体系。由于算力资源种类繁多且具有多维异构、多级泛在等特点[4]，在算力网没有实现一体化的情况下，想要实现高效的算力交易需要至少解决算力并网、算力产品感知与度量标准、计费模式相异、多方交易可信等难题。

为了更好地推进算力网建设与运营，在当前算力网一体化建设趋势的背景下，应考虑成立全国性的算力运营机构，制定统一度量、统一竞价、统一撮合、统一计费、统一交易、统一结算的算力交易全国性标准体系与机制，提供全国统一的算力交易基础设施及平台，打造一体化算力服务创新生态。

五、算力网发展展望

目前全国一体化算力网的建设模式是由当前重点建设的八大国家级算力枢纽节点为核心逐步扩展到全国各个省市，同时以城市算力网建设带动省域和区域性算力网的横向延伸，目标是分步骤、分阶段形成省市、区域、国家多级联动的全国算力一张网。但在算力网一体化建设的过程中，应坚持统一技术架构、统一协议与标准、统一软硬件平台、统一各地建设规划等，在最大程度上避免算力网一体化推进的中后期可能出现由于各地方技术标准不同、规划建设路径相异而造成的诸多问题。

算力网一体化不仅能够对我国算力产业未来发展发挥重要作用，而且还能够进一步激活数据要素价值，对数据要素可信流通应用起到很大促进作用。算力网中流动的不是算力，是待计算的数据，通过构建一体化的算力网体系，将能够在很大程度上推动不同行业、不同地域、不同主体之间数据要素资源的互联互通、高效配置与场景应用。

责任编辑 | 余健仪

文献来源：高尚.算力网：概念、技术框架与发展展望[J].科技与金融,2025(12):40-44.