2023在网计算_NACA_技术白皮书-中移智库_32页_1mb

在网计算（NACA）技术白皮书（2023年）聚焦算力网络发展需求，提出以“连接+算力+能力”为核心的新一代信息基础设施体系。随着人工智能、大数据等技术推动各行业数字化转型，算力需求呈现爆发式增长，传统算力供给模式面临效率瓶颈。中国移动联合华为、清华大学等机构发布的NACA架构，旨在通过网络设备与计算任务的深度融合，提升算网协同效能。

NACA作为算网一体技术体系的重要组成部分，通过将计算任务卸载至网络设备实现近数据处理，有效缩短数据传输路径，解决分布式应用通信瓶颈问题。其技术架构包含异构网元、高性能互联、在网计算通信库、分布式应用和编排管理五层核心结构，具备“四个统一”特征：逻辑物理统一（优化拓扑映射）、通信原语统一（构建标准化计算库）、编程范式统一（兼容异构设备开发）、网内资源统一（实现跨节点资源协同）。典型应用场景涵盖高性能计算、边缘万物智联及大数据流式处理等领域。

在高性能计算场景中，NACA通过将参数聚合等计算任务迁移至交换机，将AllReduce通信复杂度由O(logN)降至常量O(C)，显著降低网络时延。针对分布式存储一致性问题，通过在交换机实现分布式锁机制，替代传统服务器端锁管理，提升事务处理效率。在大数据领域，NACA支持过滤、聚合等算子的网络侧处理，减少端侧数据搬运开销，实现流式计算效率优化。

技术实现需解决四大挑战：计算语义映射需将应用消息与网络数据包进行匹配；计算正确性保障依赖网络可靠机制与状态维护；程序编排需兼顾多任务资源隔离与动态调度；资源池化需构建跨设备内存管理机制。文档提出通过统一的优化目标算法实现程序放置优化，并借助一致性更新协议保障资源动态调整过程的可靠性。同时，强调需发展开放协议栈与自定义算子，提升异构设备兼容性。

推进倡议聚焦技术攻关、标准制定与生态构建。建议深化语义映射、故障恢复、资源调度等关键技术研究，推动NACA技术在IETF、ITU等国际标准组织的标准化进程，布局OCP、Apache等开源平台项目。通过“1+9+9”算力网络试验网（CFITI）平台，联合产学研力量进行技术验证与行业应用探索，助力数字中国与“东数西算”工程实施。白皮书明确NACA技术需实现网络内生的普适性能力，支撑多场景下的高性能、高可靠算力供给。