中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 2018年12月，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“加強(qiáng)人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”，“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”（以下簡(jiǎn)稱“新基建”）這一概念首次出現(xiàn)在中央層面的會(huì)議中。隨后“加強(qiáng)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”被列入2019年政府工作報(bào)告。“新基建”迅速成為從中央到地方廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

何為“新基建”，以及“新基建”到底“新”在哪里？也是專家學(xué)者探討的焦點(diǎn)。2020年4月20日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在4月份新聞發(fā)布會(huì)中明確指出新型基礎(chǔ)設(shè)施主要包含3個(gè)方面的內(nèi)容：信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。信息基礎(chǔ)設(shè)施首當(dāng)其沖成為新基建的重要基石之一。2021年5月24日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、中共中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局四部門聯(lián)合印發(fā)的《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》明確指出，在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝，以及貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)，這為信息基礎(chǔ)設(shè)施中算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做了進(jìn)一步規(guī)劃。

新基建是國(guó)家在面對(duì)國(guó)內(nèi)外政治、經(jīng)濟(jì)及科技新形勢(shì)下，面向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)部署的一項(xiàng)國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略，肩負(fù)著拉動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)大循環(huán)、建成世界科技強(qiáng)國(guó)的雙重任務(wù)。新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更是引領(lǐng)了“新基建”的戰(zhàn)略規(guī)劃。無(wú)獨(dú)有偶，20世紀(jì)90年代，美國(guó)也是通過(guò)“信息高速公路”這一信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃，拉動(dòng)美國(guó)經(jīng)濟(jì)迎來(lái)一波罕見(jiàn)的超長(zhǎng)期繁榮發(fā)展，一舉奠定了美國(guó)在信息領(lǐng)域的絕對(duì)引領(lǐng)地位。

“信息高速公路”計(jì)劃奠定了美國(guó)信息技術(shù)方向的引領(lǐng)地位

20世紀(jì)90年代，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)克林頓提出一個(gè)影響后來(lái)20年的國(guó)家戰(zhàn)略——“信息高速公路”（Information Superhighway）計(jì)劃。該計(jì)劃對(duì)美國(guó)的信息基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的騰飛、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)性繁榮起到了關(guān)鍵支撐作用。在20世紀(jì)80年代末，整個(gè)美國(guó)網(wǎng)絡(luò)還不到1萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，信息基礎(chǔ)設(shè)施相當(dāng)陳舊。1991年美國(guó)政府頒布了《高性能計(jì)算法案》（High Performance Computing Act of 1991），啟動(dòng)“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（National Information Infrastructure）計(jì)劃。1992年，戈?duì)柧腿蚊绹?guó)副總統(tǒng)，開(kāi)始以“信息高速公路”計(jì)劃的名義推動(dòng)和實(shí)施“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計(jì)劃。1994年1月11日，戈?duì)栐诩又荽髮W(xué)洛杉磯分校召開(kāi)了第一次“信息高速公路”計(jì)劃峰會(huì)。此次峰會(huì)吸引了1800多名參會(huì)者，并向全美國(guó)進(jìn)行直播——第一次將網(wǎng)絡(luò)制造商、計(jì)算機(jī)制造商、學(xué)術(shù)界融合在一起，進(jìn)而引起全美范圍討論“信息高速公路”。盡管“信息高速公路”計(jì)劃提出之前的20年里，網(wǎng)絡(luò)TCP/IP、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)、RISC處理器等技術(shù)都已發(fā)明，但尚未得到大規(guī)模應(yīng)用。“信息高速公路”計(jì)劃不僅將這些20世紀(jì)70—80年代發(fā)明的信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，而且還催生了一批滿足互聯(lián)網(wǎng)新興應(yīng)用的新技術(shù)。例如，20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了Cluster集群技術(shù)、RAID存儲(chǔ)技術(shù)等；其中，Cluster集群技術(shù)為構(gòu)建大規(guī)模數(shù)據(jù)中心與計(jì)算中心提供了性價(jià)比更優(yōu)的技術(shù)方案，而RAID存儲(chǔ)技術(shù)則為網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等新興應(yīng)用提供技術(shù)支持。

“信息高速公路”計(jì)劃的成功一舉奠定了美國(guó)在全球信息領(lǐng)域的絕對(duì)引領(lǐng)地位，孵化驗(yàn)證了一批影響之后20年全球信息基礎(chǔ)設(shè)施基本格局的關(guān)鍵支撐技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)方面，美國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的增長(zhǎng)率也從1991年的負(fù)增長(zhǎng)（-0.07%）不斷攀升至1999年的4.69%。從1994年戈?duì)柕谝淮伟l(fā)表“信息高速公路”計(jì)劃到他2000年卸任的7年間，美國(guó)GDP年均增長(zhǎng)率高達(dá)4.04%，遠(yuǎn)超其他發(fā)達(dá)國(guó)家。

不僅如此，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）自2000年開(kāi)始對(duì)美國(guó)高校和科研機(jī)構(gòu)，持續(xù)性地資助建設(shè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的科研試驗(yàn)平臺(tái)，建設(shè)了多種信息基礎(chǔ)設(shè)施科研試驗(yàn)平臺(tái)，支持科研人員自由探索包括網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)、云計(jì)算等方向的前沿顛覆性技術(shù)。例如，2002年建設(shè)的PlanetLab項(xiàng)目，支持科研人員自由地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等方向的學(xué)術(shù)創(chuàng)新工作，一躍成為美國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域早期最重要的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，孕育出了云計(jì)算等領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐技術(shù)。PlanetLab之后，美國(guó)NSF、學(xué)術(shù)界及民間機(jī)構(gòu)持續(xù)搭建了多個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)（圖1），支持包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式系統(tǒng)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等在內(nèi)多領(lǐng)域的科學(xué)研究與探索。Cloudlab項(xiàng)目是由美國(guó)猶他大學(xué)等于2014年聯(lián)合發(fā)起的云計(jì)算技術(shù)試驗(yàn)設(shè)施，它為研究者提供了對(duì)大量計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的裸機(jī)訪問(wèn)和控制——僅需幾分鐘就可配置整個(gè)云環(huán)境。Chameleon項(xiàng)目是一個(gè)大規(guī)模開(kāi)放云計(jì)算研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以支持計(jì)算機(jī)科學(xué)系統(tǒng)研究。其已支持了3000多個(gè)用戶參與的500多個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目范圍從新操作系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)、虛擬化策略研究、性能可變性研究、電源管理研究到軟件定義網(wǎng)絡(luò)、人工智能。EdgeNet是2018年發(fā)起的聯(lián)合項(xiàng)目，是一個(gè)跨域分布式邊緣云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；該平臺(tái)允許用戶將應(yīng)用程序部署分散到互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)上，目前其在美國(guó)和歐洲分布有50多個(gè)站點(diǎn)。2019年，美國(guó)肯塔基大學(xué)等聯(lián)合提出FABRIC項(xiàng)目——可編程式網(wǎng)絡(luò)測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施，目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)開(kāi)放的、分布式、全球性、融合通信、計(jì)算、存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域的綜合試驗(yàn)設(shè)施，以提供高質(zhì)量的、協(xié)同創(chuàng)新的試驗(yàn)平臺(tái)。

與美國(guó)相比，中國(guó)信息領(lǐng)域的科研試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)起步較晚。距筆者所知，目前國(guó)內(nèi)信息通信領(lǐng)域知名的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，只有由江蘇省未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院牽頭建設(shè)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施（CENI），其建設(shè)目標(biāo)是面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)前沿科學(xué)問(wèn)題，建設(shè)一個(gè)開(kāi)放、易使用、可持續(xù)發(fā)展的大規(guī)模通用未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施。該設(shè)施主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)方向前沿研究需求，而中國(guó)在異構(gòu)算力、分布式系統(tǒng)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域的前沿開(kāi)放科研試驗(yàn)平臺(tái)方面依舊處于相對(duì)空白的狀態(tài)，并且與美國(guó)長(zhǎng)期在基礎(chǔ)設(shè)施試驗(yàn)平臺(tái)方面的投入有不小的差距。筆者認(rèn)為，這也是國(guó)家將信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為新基建的三大方向之一重點(diǎn)推進(jìn)的一個(gè)重要因素：通過(guò)建設(shè)一批新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，孵化出能夠引領(lǐng)下一代信息技術(shù)浪潮的顛覆性技術(shù)，助力我國(guó)在新中國(guó)成立100周年時(shí)躋身世界科技強(qiáng)國(guó)之列。

人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代使信息基礎(chǔ)設(shè)施面臨諸多新挑戰(zhàn)

從信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，全球正在從早期的機(jī)-機(jī)一元互聯(lián)的信息技術(shù)（IT）1.0時(shí)代，走過(guò)人-機(jī)二元互聯(lián)的IT 2.0時(shí)代，并正在逐漸邁入人-機(jī)-物三元融合的IT 3.0時(shí)代（即智能時(shí)代）。萬(wàn)物互聯(lián)的智能時(shí)代下，物端^④數(shù)量將會(huì)迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，包括智能無(wú)人車、“工業(yè)4.0”裝備、智能農(nóng)機(jī)、智能硬件等領(lǐng)域在區(qū)域內(nèi)將出現(xiàn)百億級(jí)別的物端設(shè)備，全球范圍內(nèi)預(yù)計(jì)更會(huì)出現(xiàn)萬(wàn)億量級(jí)的物端設(shè)備。萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的物端新設(shè)備帶來(lái)了洪流般信息流，對(duì)當(dāng)前的信息基礎(chǔ)設(shè)施提出了諸多新的挑戰(zhàn)。

（1）高通量：信息通量可達(dá)到億級(jí)并行，可連接萬(wàn)億級(jí)互聯(lián)物端。當(dāng)前“信息高速公路”基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)載荷到了一個(gè)拐點(diǎn)，信息發(fā)生堵塞會(huì)使其出現(xiàn)性能大幅下降的現(xiàn)象。IT 3.0時(shí)代，信息基礎(chǔ)設(shè)施將面臨萬(wàn)億級(jí)物端設(shè)備連接下所帶來(lái)的“重載荷”信息流，信息通量需要依舊能保持穩(wěn)定。

（2）端到端延遲確保：端到端延遲可調(diào)、可測(cè)、可控，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)延遲確保。當(dāng)前“信息高速公路”基礎(chǔ)設(shè)施遵守“盡力而為”的基本原則，對(duì)于用戶端到端的服務(wù)質(zhì)量沒(méi)有保障。而IT 3.0時(shí)代的諸多場(chǎng)景，如無(wú)人智能車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療等，必須提供端到端毫秒級(jí)延遲保障，用戶才放心敢用。而且，不僅要在整體低負(fù)載時(shí)能夠做到，還需要在重載荷下依舊提供毫秒級(jí)延遲保障。

（3）智能算力無(wú)處不在：在云網(wǎng)邊端，智能算力無(wú)處不在。IT 3.0時(shí)代，一方面，智能將作為廣泛存在的能力被賦予云網(wǎng)邊端各類設(shè)備上，為萬(wàn)億級(jí)物端所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)洪流隨時(shí)隨地提供智能算力服務(wù)，進(jìn)而催動(dòng)智能算法的大爆發(fā)；另一方面，信息基礎(chǔ)設(shè)施所提供的算力本身也應(yīng)是智能的，可實(shí)現(xiàn)“算力-算法-數(shù)據(jù)”三元智能融合，從而實(shí)現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施中算力資源的高效利用，最大化降低資源浪費(fèi)。

在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，物端設(shè)備將是物理世界與信息空間的關(guān)鍵入口，承載著與物理世界完美對(duì)應(yīng)交互的數(shù)字世界的大量信息輸入；同時(shí)，萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的物端設(shè)備攜帶著洪流般的信息流，也對(duì)現(xiàn)有的信息基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)及關(guān)鍵支撐技術(shù)形成巨大挑戰(zhàn)。因此，下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施亟待核心技術(shù)的根本性突破，以滿足高通量、端到端延遲確保和無(wú)縫智能等人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代的新需求。

“信息高鐵”計(jì)劃

為面向萬(wàn)物互聯(lián)的IT 3.0時(shí)代，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱“計(jì)算所”）提出了“信息高鐵”科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃，致力于打造基于新技術(shù)體系的、自主開(kāi)放的信息基礎(chǔ)設(shè)施，從而為“新基建”這一國(guó)家戰(zhàn)略打造技術(shù)底座，讓IT 3.0時(shí)代真正成為由中國(guó)主導(dǎo)的信息時(shí)代。

“信息高鐵”的目標(biāo)是要打造一套覆蓋云網(wǎng)邊端的一體化新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。IT 1.0時(shí)代，信息基礎(chǔ)設(shè)施的目標(biāo)是通過(guò)網(wǎng)格中間件實(shí)現(xiàn)超算資源互聯(lián)共享，為特定應(yīng)用提供算力服務(wù)，即網(wǎng)格計(jì)算。因此，IT 1.0時(shí)代也可以看作算力網(wǎng)1.0（圖2）。到人-機(jī)互聯(lián)的IT 2.0時(shí)代，隨著人類社會(huì)的活動(dòng)與數(shù)字世界之間交互不斷深度耦合，算力資源逐漸像水、電一樣成為日常必需資源，為每個(gè)人的日常活動(dòng)提供服務(wù)；信息基礎(chǔ)設(shè)施支撐了人的日常生活與信息世界交互所產(chǎn)生全部信息傳輸和計(jì)算需求，即當(dāng)前的算力網(wǎng)2.0。以云計(jì)算為代表，通過(guò)虛擬化等技術(shù)，以集中共享的方式，降低算力成本，實(shí)現(xiàn)普惠算力供給。

然而，集中式的算力網(wǎng)2.0，在面臨日益爆發(fā)式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)與算力需求，也逐漸呈現(xiàn)出捉襟見(jiàn)肘的疲態(tài)。通過(guò)對(duì)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的觀察可以發(fā)現(xiàn)，每年“春運(yùn)”“雙十一”等大規(guī)模集中式人類活動(dòng)所產(chǎn)生的極限信息洪流，都會(huì)對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊和影響。盡管各大公司通過(guò)多年的技術(shù)積累和錘煉，在近2年已經(jīng)能夠基本應(yīng)對(duì)這一短時(shí)的極限壓力，但這一技術(shù)突破的背后卻是多年來(lái)不計(jì)成本的大量資源和人力投入。即便如此，也僅僅能夠應(yīng)對(duì)偶發(fā)式、確定性的短時(shí)信息洪流。當(dāng)進(jìn)入人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代，萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的物端設(shè)備接入信息基礎(chǔ)設(shè)施，信息基礎(chǔ)設(shè)施中將會(huì)隨時(shí)隨地出現(xiàn)此起彼伏的信息洪流沖擊。因此，僅靠任何單一服務(wù)提供商都無(wú)法完全解決數(shù)據(jù)傳輸和算力需求，算力網(wǎng)亟待通過(guò)全新的頂層設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

因此，計(jì)算所提出了“信息高鐵”，即算力網(wǎng)3.0。按照“一橫一縱”的思路，我們重新定義下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的邊界：“一橫”是通過(guò)聯(lián)邦制的方式橫向聯(lián)通，最大化組織起所有愿意共享的大/小數(shù)據(jù)中心的各類異構(gòu)算力資源，向上突破信息基礎(chǔ)設(shè)施所能提供的理論算力峰值，并為用戶提供統(tǒng)一封裝、抽象易用的算力資源；“一縱”是縱向打通云網(wǎng)邊端全鏈路基礎(chǔ)設(shè)施資源，通過(guò)全鏈路多級(jí)多維度測(cè)調(diào)、控域隔離等方式真正實(shí)現(xiàn)海量物端應(yīng)用的端到端服務(wù)質(zhì)量確保。

通過(guò)“一橫一縱”的延展，“信息高鐵”可成為一臺(tái)跨域的分布式大電腦。萬(wàn)億級(jí)物端設(shè)備與端邊云各節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)，按照一定的結(jié)構(gòu)和規(guī)則組成一臺(tái)協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)，通過(guò)一套分布式系統(tǒng)軟件使得云網(wǎng)邊端資源像一臺(tái)計(jì)算機(jī)中的CPU、總線、外設(shè)等部件一樣協(xié)調(diào)緊密地配合，從而解決當(dāng)前技術(shù)體系中由于各個(gè)環(huán)節(jié)間缺少有效協(xié)同而導(dǎo)致的低效、服務(wù)質(zhì)量保障能力弱等突出問(wèn)題。“信息高鐵”通過(guò)提供高通量、高品質(zhì)和高安全的信息基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，應(yīng)對(duì)人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代中無(wú)處不在的信息洪流和智能算力需求，形成“共建、共享、共受益”的算力命運(yùn)共同體，從而讓信息技術(shù)創(chuàng)新的各個(gè)要素能夠更易獲取，人人都可以成為平等的創(chuàng)新主體。

“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)實(shí)踐與思考

“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)初步建設(shè)情況

目前，計(jì)算所已初步在中科南京信息高鐵研究院建設(shè)了一個(gè)微型“信息高鐵”；其由端、邊、云開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室組成，是信息高鐵研發(fā)團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部開(kāi)發(fā)試驗(yàn)平臺(tái)，用于將關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)在該試驗(yàn)平臺(tái)上集成、測(cè)試、驗(yàn)證和演示。同時(shí)，北京（計(jì)算所本部）、南京（中科南京信息高鐵研究院）、鹽城（中科高通量計(jì)算研究院）、鄭州（中科大數(shù)據(jù)研究院）等4地算力站已具備接入“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)的條件，已初步形成一個(gè)“信息高鐵”內(nèi)場(chǎng)綜合試驗(yàn)場(chǎng)。

“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)從邏輯上分為5層：物端層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、算力層和系統(tǒng)軟件層（圖3）。其中，物端層作為“信息高鐵”的神經(jīng)末梢，是物理世界與數(shù)字世界的數(shù)據(jù)出入口；接入層為萬(wàn)億級(jí)物端提供無(wú)縫的、天地一體化全域覆蓋的邊緣網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)層能夠支撐“信息高鐵”廣域互聯(lián)與數(shù)據(jù)可控傳輸；算力層是“信息高鐵”的處理中樞，為各類應(yīng)用提供數(shù)據(jù)洪流下云端算力保障和服務(wù)能力；系統(tǒng)軟件層（英文名：OneStack；中文名：一棧）是實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)邊端資源管理和一體化協(xié)同、面向用戶提供高品質(zhì)高安全服務(wù)的核心系統(tǒng)。

“信息高鐵”建設(shè)的目標(biāo)

近期目標(biāo)。為我國(guó)科研院所提供服務(wù)支撐，為人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代的關(guān)鍵顛覆性科研成果提供基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)的研究、開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證和演示平臺(tái)。

中期目標(biāo)。打造面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的分布式算力基礎(chǔ)設(shè)施科技創(chuàng)新平臺(tái)，服務(wù)傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用，助力我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化社會(huì)轉(zhuǎn)型。

終極目標(biāo)。建成覆蓋我國(guó)乃至“一帶一路”沿線國(guó)家的高通量、低熵、無(wú)縫智能的算力聯(lián)邦服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“共建、共享、共受益”的算力命運(yùn)共同體。

實(shí)踐過(guò)程中的若干思考

在“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè)實(shí)踐過(guò)程中，形成了如下3點(diǎn)思考。

（1）突出應(yīng)用需求導(dǎo)向。信息技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)是應(yīng)用與技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)，新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展離不開(kāi)應(yīng)用需求的牽引。因此，“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)采用“邊建設(shè)、邊應(yīng)用，快速迭代、滾動(dòng)升級(jí)”的策略，在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)充分吸收行業(yè)智能化發(fā)展需求，并同步開(kāi)展面向科技創(chuàng)新和行業(yè)應(yīng)用的服務(wù)。為此，我們深入調(diào)研了氣象、巨災(zāi)保險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療、教育等國(guó)家重大行業(yè)部門智能化發(fā)展對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用需求，規(guī)劃了2類行業(yè)應(yīng)用服務(wù)：① 建“專列”。根據(jù)用戶需求在“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)上構(gòu)建“專列”——提供云網(wǎng)邊端軟硬件資源，為用戶提供隔離的、可靠的應(yīng)用開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和運(yùn)行環(huán)境。② 建專網(wǎng)。為用戶提供信息基礎(chǔ)設(shè)施軟硬件整體技術(shù)方案與核心系統(tǒng)，基于聯(lián)邦制滾動(dòng)接入全國(guó)各地參建單位資源，逐漸擴(kuò)大規(guī)模。

（2）積極承接國(guó)家戰(zhàn)略。在頂層設(shè)計(jì)方面，“信息高鐵”的核心技術(shù)思想——“云網(wǎng)邊端一體化融合”與國(guó)家“新基建”、“全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心”等發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的技術(shù)構(gòu)想十分契合。在實(shí)踐基礎(chǔ)方面，計(jì)算所在“信息高鐵”的核心技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā)方面有多年的積累和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具備承接國(guó)家戰(zhàn)略的能力。因此，應(yīng)牢牢抓住戰(zhàn)略機(jī)遇，積極對(duì)接國(guó)家有關(guān)部門，針對(duì)行業(yè)需求“痛點(diǎn)”“堵點(diǎn)”，提供基于新技術(shù)體系的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施解決方案；并在政策的支持下，加快推進(jìn)“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)，為國(guó)家發(fā)展積極貢獻(xiàn)力量。目前，“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)已經(jīng)正式列入江蘇省“十四五”規(guī)劃，這標(biāo)志著其在參與和承接政府發(fā)展規(guī)劃方面已邁出了重要一步。

（3）著力建設(shè)生態(tài)體系。“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)未來(lái)要依靠多方的力量、以聯(lián)邦制商業(yè)模式推動(dòng)建設(shè)。為此，“信息高鐵”技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的搭建至關(guān)重要，而開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)是前提。應(yīng)加快推動(dòng)建立“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，梳理定義、標(biāo)準(zhǔn)、體系框架。在參考、引用現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合“信息高鐵”的技術(shù)特色進(jìn)行必要的創(chuàng)新。探索設(shè)立“信息高鐵”開(kāi)放課題、產(chǎn)業(yè)基金等創(chuàng)新扶持計(jì)劃，鼓勵(lì)引導(dǎo)廣大科研人員和創(chuàng)新群體在“信息高鐵”綜合試驗(yàn)場(chǎng)上開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新，加速培育技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

展望：“新基建”國(guó)家戰(zhàn)略下“信息高鐵”生逢其時(shí)

新中國(guó)成立初期，處在內(nèi)憂外患的國(guó)際形勢(shì)下，中央以舉國(guó)之力提供算力支撐保障，最終實(shí)現(xiàn)了“兩彈一星”的偉大突破，使中國(guó)人民在世界舞臺(tái)上成功站了起來(lái)；十一屆三中全會(huì)之后我國(guó)全面開(kāi)啟改革開(kāi)放的新征程，算力服務(wù)我國(guó)全面建設(shè)鐵路、公路、電路、網(wǎng)路等基礎(chǔ)設(shè)施，助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)加速騰飛40余載，使中國(guó)人民真正富了起來(lái)；如今我國(guó)正在向人-機(jī)-物三元融合的智能時(shí)代邁進(jìn)，人類社會(huì)、物理世界將通過(guò)萬(wàn)億級(jí)物端入口全面進(jìn)入數(shù)字世界，算力將會(huì)像石油資源一般，成為全面支撐數(shù)字時(shí)代的源動(dòng)力。恰逢其時(shí)，我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人極具前瞻性地提出了“新基建”這一國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略，新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為其中的重要一環(huán)，肩負(fù)著建設(shè)數(shù)字時(shí)代“油田”的重要使命，必將為我國(guó)屹立于世界科技強(qiáng)國(guó)之列提供源源不斷的動(dòng)力。

在如此背景之下，“信息高鐵”計(jì)劃正當(dāng)其時(shí)，將肩負(fù)著構(gòu)建“新基建”國(guó)家戰(zhàn)略的技術(shù)“底座”這一使命，為新中國(guó)在“站起來(lái)”“富起來(lái)”之后，真正實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)起來(lái)”的歷史性飛躍提供強(qiáng)有力的支撐；并且，有望最終覆蓋我國(guó)并進(jìn)一步輻射“一帶一路”沿線國(guó)家，實(shí)現(xiàn)“共建、共享、共受益”的算力命運(yùn)共同體。

（作者：王曉虹，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所；王卅，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所；唐宏偉，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所；彭曉暉，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）

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