紫金山实验室2024智算网络技术与产业白皮书85页_5mb

本白皮书由紫金山实验室等单位联合编写，聚焦智算网络技术与产业发展。智算算力互联需实现超大带宽、超低时延、零丢包和稳定传输，支撑AI技术发展。当前全球智能算力增速超80%，2030年或达16ZFLOPS，国内30+城市已建设超100个智算中心，超100亿元投资。

智算网络面临四大核心要求：带宽需求持续增长（支持TB/PB级数据传输）；时延控制至关重要（尤其在自动驾驶等场景需毫秒级响应）；抖动控制需通过流控技术实现40%任务完成时间增益；丢包问题需构建无损网络体系，确保数据传输连续性。

关键技术包含：集群内采用Clos、Dragonfly+、Torus等新型架构，通过分布式设计实现万卡级互联；超宽可编程转发技术基于RoCE协议，实现512Tb/s转发能力，支持P4语言数据面编程；无损网络需解决PFC死锁问题，采用AIECN动态调整门限，配合端网协同的C-AQM算法，可将排队时延降低至50%-ile015μs；负载均衡技术正在由基于流五元组哈希向智能全局调度演进，包括基于Flowlet切分、容器模式的负载平衡方案。

集群间关键技术推动光电融合组网，通过IPoWDM架构实现业务驱动的定制化网络，采用Annulus、GTCP、IDCC等混合拥塞控制策略，结合G654E低损光纤和空芯光纤提升传输性能。广域RDMA技术通过RoCEv2/iWARP协议实现跨中心数据传输，采用多路径流量调度和ECN/PFC协同控制。

案例部分展示天翼云昇腾智算项目采用RoCEv2/Y型组网，配置华为交换机和昇腾芯片，实现万卡集群建设；紫金山新型无损数据中心构建Fat-Tree架构，支持开放标准、智能网卡硬件卸载和网络可视化平台，已服务多家科研机构和企业。技术建议强调硬件创新（如开发可编程交换机和超低损光纤）、软件智能化（智能编译器、AI算法）、标准化推进（制定光电融合与无损网络标准）、政府支持（专项资金与生态协同）等方向，旨在构建高效开放的智算网络体系。