A. 「東數西算」全面啟動 八樞紐激發數據新活力
近日,國家發展改革委、中央網信辦、工信部、國家能源局聯合印發通知,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點,並規劃了10個國家數據中心集群。至此,全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計,「東數西算」工程正式全面啟動。
算力類似於農業時代之水利
工業時代之電力
數字經濟正在成為重組要素資源、重塑經濟結構、提升市場競爭力的關鍵力量,數字產業化、產業數字化是我國經濟轉型升級的重要方向。近年來,隨著各行業數字化轉型升級進度加快,特別是5G、人工智慧、物聯網等新技術的快速普及應用,全 社會 數據總量爆發式增長,數據存儲、計算、傳輸、應用的需求大幅提升,迫切需要推動數據中心合理布局、優化供需、綠色集約和互聯互通,構建數據中心、雲計算、大數據一體化的新型算力網路體系。
相關研究報告顯示,計算力指數平均每提高1個百分點,數字經濟和GDP將分別增長3.3‰和1.8‰。目前,以數據中心、超級計算中心等為代表的算力基礎設施加快建設,正在成為支撐數字經濟發展的重要底座。據統計,我國數據增量年均增速超過30%。
1月12日,國務院發布《「十四五」數字經濟發展規劃》。作為首個數字經濟五年計劃,該規劃提出,「十四五」時期,我國數字經濟轉向深化應用、規范發展、普惠共享的新階段。建設數據中心集群,加快實施「東數西算」工程,持續推進綠色數字中心建設。
作為「東數西算」工程的關鍵節點,全國一體化算力網路國家樞紐節點,是我國算力網路的骨幹節點。在國家樞紐節點內部,逐步規劃和發展若干數據中心集群。
除了2022年1月發布的位於內蒙古樞紐的和林格爾集群、貴州樞紐的貴安集群、甘肅樞紐的慶陽集群、寧夏樞紐的中衛集群這4個國家數據中心集群,此次國家發展改革委等部門又發布了6個國家數據中心集群,分別是位於京津冀樞紐的張家口集群,位於長三角樞紐的長三角生態綠色一體化發展示範區集群、蕪湖集群,位於粵港澳樞紐的韶關集群,位於成渝樞紐的天府集群、重慶集群。這10個集群具有明確的地理范圍邊界,提供充分的政策保障和設施配套,支持各行業的大型、超大型數據中心在集群內建設。在集群和集群之間,建立高速數據中心直聯網路。
東部供「數」
西部算「數」
像「西氣東輸」等工程一樣,要實現「東數西算」,也需要建立高速寬頻這樣的傳輸設施,並且在樞紐節點方面進行合理的布局。2021年5月,國家發展改革委、中央網信辦、工信部、國家能源局發布《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》(以下簡稱《實施方案》),明確提出布局建設全國算力網路國家樞紐節點,加快實施「東數西算」工程,構建國家算力網路體系。
《實施方案》明確了布局建設全國一體化算力網路國家樞紐節點的地區,分別為京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝,以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等8個地區。
進入數據中心區域,站在長廊外,透過玻璃看機房,密密麻麻的伺服器高效運轉,機器人穿梭其中實時巡檢……位於貴州貴安新區建設完成的華為雲貴安數據中心在2021年年底正式商用,這也是華為雲史上最大的數據中心,未來將達到100萬台伺服器規模。近年來,貴州發揮氣候、能源、地質等方面的優勢,搶先布局數字新基建。如今,僅在貴安新區,就雲集了7個超大型數據中心。國家「東數西算」戰略為貴州帶來新機遇。
2021年12月,國家發展改革委等部門在《關於同意貴州省啟動設全國一體化算力網路國家樞紐節點的復函》中回復,圍繞貴安國家數據中心集群,抓緊優化存量,提升資源利用效率,以支持長三角、粵港澳大灣區等為主,積極承接東部地區算力需求。復函明確了貴安國家數據中心集群應抓緊完成起步區建設目標:數據中心平均上架率不低於65%。數據中心電能利用效率控制在1.2以下,可再生能源使用率顯著提升。
國家發展改革委高技術司有關負責人近日在回答國家算力樞紐節點建設布局等問題時表示,關於兩批8個節點的布局建設,定位不同,發揮的作用也有所不同。
具體來說,貴州、內蒙古、甘肅、寧夏這4個節點要打造面向全國的非實時性算力保障基地。定位於不斷提升算力服務品質和利用效率,充分發揮其資源優勢,夯實網路等基礎保障,積極承接全國范圍的後台加工、離線分析、存儲備份等非實時算力需求。京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝4個節點要服務於重大區域發展戰略實施需要。定位於進一步統籌好城市內部和周邊區域的數據中心布局,實現大規模算力部署與土地、用能、水、電等資源的協調可持續,優化數據中心供給結構,擴展算力增長空間。
「要像『南水北調』『西電東送』一樣,發揮我國體制機制優勢,從全國角度一體化統籌布局,優化資源配置,提升資源使用效率。」孫偉說。
持續優化數據中心
能源使用效率
「東數西算」工程的實施,與綠色集約的目標不可分割。值得注意的是,數據中心在支撐數字經濟快速發展的同時,不可忽略的是由於數據中心需要大量電力維持伺服器、儲存設備、備份裝置、冷卻系統等基礎設施的運行,能耗和碳排放增長迅速。
中國電子技術標准化研究院發布的《綠色數據中心白皮書2020》指出,近年來,我國數據中心能效水平不斷提高,超大型數據中心平均電能利用率(PUE)為1.46,部分優秀綠色數據中心已全球領先,PUE可達1.2-1.3。但目前我國數據中心能耗總量仍在高速增長,明顯高於世界平均水平。這一方面是因為我國的數據中心建設規模增速較快,另一方面,我國的數據中心節能存在較大的提升空間。在「雙碳」目標的引導和要求下,數據中心的節能減排,勢在必行。
2021年11月,國家發展改革委等部門印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》(以下簡稱《方案》),針對推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展提出了具體目標。
《方案》指出,到2025年,數據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。全國新建大型、超大型數據中心平均電能利用效率降到1.3以下,國家樞紐節點進一步降到1.25以下,綠色低碳等級達到4A級以上。西部數據中心利用率由30%提高到50%以上,東西部算力供需更為均衡。
對於實施「東數西算」工程的意義,孫偉給出了四個「有利於」。具體來說,一是有利於提升國家整體算力水平。通過全國一體化的數據中心布局建設,擴大算力設施規模,提高算力使用效率,實現全國算力的規模化和集約化。
二是有利於促進綠色發展。加大數據中心在西部布局,將大幅提升綠色能源在數據中心的使用比例,有助於就近消納西部綠色能源,同時通過技術創新、以大換小、低碳發展等措施,持續優化數據中心能源利用效率。
三是有利於擴大有效投資。數據中心產業鏈條長、投資規模大,帶動效應強。通過算力樞紐和數據中心集群建設,將有力帶動產業上下游投資。
四是有利於促進區域協調發展。孫偉指出,通過算力設施由東向西布局,將帶動相關產業有效轉移,促進東西部數據流通、價值傳遞,延展東部發展空間,助力形成西部大開發新格局。
B. 「東數西算」工程正式啟動,全國數據中心是如何布局的
「東數西算」工程中的「數」,指的是數據;「算」指的是算力,即對數據的處理能力。與「西氣東輸」「西電東送」「南水北調」等工程相似,作為一項國家級的算力資源跨域調配戰略工程,「東數西算」工程對於優化我國算力資源空間布局,加快打造全國算力「一張網」,構築我國數字經濟發展新優勢,都具有重要的意義。
在滿負荷運行的情況下,這家數據中心每年可節省電力10.1億千瓦時,減少碳排放81萬噸,相當於植樹3567萬棵。它所承載的大數據、雲渲染、容災備份等業務,則廣泛覆蓋重慶、廣西、廣東、雲南、四川等地。未來,這里有望達到100萬台伺服器規模。
在全球數據量持續爆發式增長、數據中心產業規模迅速擴大的當下,綠色低碳成為數據中心行業的發展趨勢,以保證在滿足數字經濟發展的同時,減少甚至「消除」數據中心建設對全球氣候的影響,已經成為行業共識。「東數西算」工程的正式啟動,對於推動算力建設,加速數字產業化和產業數字化進程,支撐經濟高質量發展將起到重要作用。
京東雲依託京東集團多年的基礎設施建設和運維管理經驗,已在全國范圍內完成了數據中心布局,總計超過70座數據中心為客戶提供強大的算力資源保障,並通過科學規劃打造了多元化配套園區,全面輻射京津冀、長三角、粵港澳大灣區及成渝地區等核心經濟帶。
C. 全球算力競爭日趨白熱化 智算中心成未來數據中心演進方向
數字技術與實體經濟的加速融合,正在為經濟 社會 的持續 健康 發展注入新動能。
國務院印發的《「十四五」數字經濟發展規劃》提到,數字經濟是繼農業經濟、工業經濟之後的主要經濟形態,是促進公平與效率更加統一的新經濟形態。
尤其是數字經濟發展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有,正推動生產方式、生活方式和治理方式深刻變革,成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。
統計顯示,2020年,我國數字經濟核心產業增加值占國內生產總值(GDP)比重達到7.8%。到2025年,這一比重預計將達到10%。
而在推進數實融合的過程中,算力作為數字經濟時代的關鍵生產要素,也成為挖掘數據要素價值、推動數字經濟發展的核心支撐力和驅動力。
浪潮信息、IDC和清華大學全球產業研究院3月17日聯合發布的《2021-2022全球計算力指數評估報告》(以下簡稱報告)指出,數字技術走向大規模應用的決定性因素是算力,因為每一項新技術的落地應用,背後都是龐大的算力資源做支撐。
報告研究表明,國家計算力指數與GDP的走勢呈現出顯著的正相關。當計算力指數平均每提高1點,國家的數字經濟和GDP將分別增長3.5‰和1.8‰,而且該趨勢預計在2021-2025年將繼續保持。
不僅如此,當一個國家的計算力指數達到40分以上時,計算力指數每提升1點,對GDP增長的推動力將增加1.5倍,而當計算力指數值達到60分以上時,計算力指數每提升1點,對於GDP增長的推動力將提高到3倍,對經濟的拉動作用變得更加顯著。
這里的計算力指數模型是由計算能力、計算效率、應用水平、基礎設施支持四個維度構成。以此進行的計算力指數國家排名結果顯示,2021年,美國和中國分別以77分和70分位列前兩位,處於領跑者位置。
而追趕者國家得分在40分到60分區間,包括日本、德國、英國、法國、加拿大、韓國、澳大利亞;得分低於40分的為起步者國家,包括印度、義大利、巴西、俄羅斯、南非和馬來西亞。
與2020年相比,上述國家除南非外,算力評分均有所提升,但各國家所屬陣營的劃分並未發生變化,這在一定程度上反映出,雖然各國間的算力競爭愈發白熱化,但是,全球各國算力競爭格局已初步形成。
在這些國家中,中國是過去一年算力指數增幅最大的國家,達到13.5%。其中在計算能力方面,中國的AI計算發展更是領跑全球,AI伺服器指數規模同比增長44.5%,也首次超過美國位列全球第一。
李東紅進一步指出,首先,算力資本作為一種新生產投入能夠與傳統物質資本形成互補效應。比如在對算力進行大量的產業化投資時,需要進行軟硬體方面的建設,而算力相關產業的快速發展,也會催生出新的產業、業態和發展模式。
同時,算力資本能夠以創新的知識和技術改造傳統物質資本,促進資源的利用效率或者勞動利用率進一步提升,進而提升傳統資本的邊際收益。
其次,算力資本增長會產生正網路外部性效應和溢出效應。從基礎設施的角度而言,加大對數據中心等算力基礎設施的投資,將進一步增強算力資本與傳統物質資本之間的互補效應和協同效應,提高一國生產物品和服務的能力,提升數字經濟在國民經濟中的比重,最終促進潛在GDP增長並提升整體經濟發展水平。
最後,研究數據顯示,一國增加對算力的投資比重,會進一步提高穩態經濟增長率,這也說明算力作為一種新技術進步因素,其對經濟發展的影響具有加速作用,所以加大算力的投資可能帶來一國經濟發展水平的躍升。
而在算力建設的過程中,加大對數據中心等算力基礎設施的投資,是一項重要舉措。
從供應方角度,計算更多是CPU主導,但智算偏向於特定的計算模式,這時候需要加入GPU以及一些專用處理器來實現。
張東提供了一個預估數據,未來對一個大模型訓練所需的算力,可能每三四個月就需要翻一番,這意味著一年就要增加10倍。
而從應用端,算力的供給也亟須提升。比如VR產業經過多年的發展,仍未進入成熟期,一個很重要的原因就是算力支撐還不夠。所以,接下來如何滿足日益多元化的智算需求,就需要大力發展智算中心。
張東表示,數據中心未來的演進形態是智算中心,而智算中心必須具備三個特點,即開放標准、集約高效、普適普惠。
其中,「開放標准」要求數據中心從硬體到軟體、從晶元到架構、從建設模式到應用服務都應該是開放的、標準的;「集約高效」要求數據中心的建設要有超大規模,要採用領先的技術,保證自身的先進性;「普適普惠」則要求數據中心發揮基礎設施的 社會 價值,服務大眾。
目前,在國家的統籌布局下,全國一體化大數據中心體系已完成總體布局設計,「東數西算」工程也已全面啟動。根據規劃,我國將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點,同時還規劃了10個國家數據中心集群。
對此,張東稱,智算中心不僅包含算力基礎設施,還有演算法基礎設施。算力基建化只是第一步,接下來,還需要加強演算法基礎設施建設。「只有實現演算法基建化,才能讓更多的企業享受普適普惠的智算服務。」
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D. 我國算力資源分布特徵
集中分布。
我國算力資源有8個算力樞紐,10大數字中心集群,主要分布在在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點,呈集中分布。
算力,也稱哈希率,是比特幣網路處理能力的度量單位。即為計算機計算哈希函數輸出的速度。比特幣網路必須為了安全目的而進行密集的數學和加密相關操作。
E. 新科技新基建:「東數西算」打造數字經濟新格局
前不久,國家發展改革委等四部委聯合印發通知,在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點,並規劃了10個國家數據中心集群,這一國家性戰略工程也被稱為“東數西算”。那什麼是“東數西算”?它能為我們的生活帶來什麼樣的變化?首先來了解兩個概念:數據和算力。
日常生活,我們每天的上下班早晚高峰時刻,全國數以萬計、十萬計、百萬計的人,可能同時使用打車軟體,有叫車的,有司機等待呼叫的。這么多數據信息要在短時間內集中處理還不出錯,這是怎麼做到的呢?
信息社會,數據可以是符號、文字、數字、語音、圖像、視頻等等。每天,我們打開手機,都會產生數據,社會上無論公共服務、經濟運行、科學研究等各個領域,每時每刻都在產生數據,海量的數據還要有算力來支撐。
中國工程院院士鄔賀銓說:“所謂算力,就是指每秒鍾能夠處理的信息數據量。曾經有一個公布的數據,為了做人的語音識別,要建立數學模型,優化出識別的人工智慧演算法,要調動1751個參數,耗掉45TB數據,而這背後一個是要大數據的供給,另外一個就是要有相應的算力來支撐。”
中國產生的數據量已經超過了美國,但是在算力方面。2020年,美國的算力佔全球36%,中國的算力佔全球31%,也就是說中國的算力還不能滿足中國產生的大規模數據。海量數據的處理,是在數據中心完成的。
中國移動呼和浩特數據中心總經理助理包健說:“數據中心整個的計算量可以支撐全國所有的用戶一個並發執行,經常用到的打車出行的應用,客戶分布在全國各地,他的需求會在10毫秒以內,通過互聯網傳送到數據中心進行計算,對他的需求計算完成之後,將最優的路徑、最合理的司機,以及所出行的計劃反饋到他的手機上,完成打車軟體的一個流程,同時通知最近的司機到什麼位置去接他。”
除了手機打車這樣的日常服務,每時每刻、各行各業都會產生大量的數據,像海水般湧入數據中心,而數據中心的作用之一,就是要在網路設施基礎上,通過強大算力,對數據信息進行計算。前不久,國家發展改革委等四部委聯合印發通知,在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點,並規劃了10個國家數據中心集群,這一國家性戰略工程,也被稱為“東數西算”。數據和算力轉變為新一代生產要素,全面推進算力基礎設施化,已經被提升到國家戰略資源規劃層面。
“東數”為什麼要“西算”?
鄔賀銓說:“中國區域發展是不平衡的,東部經濟強於西部,數字經濟也一樣。東部像深圳,它的信息產業的產值佔全球十分之一;上海、北京這些地區,隨著經濟的發達自然對數據計算能力的要求就更高。但是能源分布也是不平衡的,正好相反,能源中國是西部要富裕一些。”
算力越高,對能源的需求就越大。走進一座數據中心,最直觀的印象是一排排機櫃,裡面是一列列的伺服器。這些伺服器日夜不停地運轉,執行著數據交換、計算、存儲的任務。一個大型的數據中心集群,這樣的伺服器可能達到幾百萬、上千萬台,耗電量很大,僅電費就佔到數據中心運營維護成本的七成。
鄔賀銓說:“既然這樣,我們可以把耗電的數據中心放在西部,可以更好地利用西部的能源,甚至直接利用可再生能源,就減少了碳排放。”
我國有很多大工程都是為了讓資源更合理地配置,例如南水北調、西電東送、西氣東輸,東數西算也是如此。據有關部門測算統計,2020年我國數據中心耗電量已超過2000億千瓦時,約佔全社會用電量2%。龐大的電力需求,帶來算力“西遷”的原生動力。
貴州、內蒙古等西部地區,是電力能源富集區,在這里建設數據中心集群,不用遠距離傳輸電力,所以電價低,數據中心運營成本就低。內蒙古、貴州都是避暑的好地方,夏天的氣溫不高,這種獨特的氣候條件,更加適宜數據中心的節能降耗,減少碳排放。
“東數”如何去“西算”?
東數西算,把東部的大量數據跨越幾千公里傳輸到西部的數據中心集群,這要怎麼實現呢?截止到今年上半年,我國國家級互聯網骨幹直聯點開通數量已經達到19個。國家級互聯網骨幹直聯點,主要用於匯聚、疏通區域之間乃至全國的通信流量,降低數據傳輸時延,極大提升網間通信速度和質量,這就為工業互聯網、東數西算等“新基建”發展奠定堅實的網路基礎。
貴州省貴陽市大數據發展管理局局長張雪蓉說:“當時骨幹直聯點比較少的時候,貴陽的聯通用戶要訪問成都的電信用戶,需要從貴陽的聯通連接到廣州聯通的互通點,再到上海的電信互通點,從上海再到成都才能夠實現。現在可以實現直接連通,延時降到20毫秒以內,相當於你在深圳玩游戲和我在貴陽玩游戲是一樣的感覺。”
縮短網路時延對於推動數字經濟高質量創新發展,具有非常重要的意義。一秒等於1000毫秒,通常我們眨一下眼,大約要120—200毫秒。而建成國家級互聯網骨幹直聯點,貴州到上海的時延可以降低到25毫秒,到廣州的時延可以降低到12毫秒;內蒙古呼和浩特與北京互訪時延僅為10毫秒左右。形象說,也就是我們一眨眼的工夫,數據傳輸可以在兩地跑10多個來回。強大的算力,加上高速的數據傳輸,讓數字技術的應用更加寬廣,數字經濟的發展前景也更加廣闊。
“東數西算”為什麼列入新基建?
統籌我國數據中心基礎設施建設,勢必會牽引數字產業發展和布局。“東數西算”不僅僅是平衡東西部的資源,它是在算力基礎設施由東向西布局的大環境下,加速相關產業有序向西部轉移。“十四五”期間,預計大數據中心投資將以每年超過20%的速度增長,累計帶動各方面投資將超過3萬億元。新基建是實現經濟高質量發展的推進器,“東數西算”搭建了數字經濟“新底座”,形成了高質量發展“新支撐”,也將形成我國獨立自主的高水平“新優勢”。
“東數西算”會怎樣影響我們的社會生活?
與超級計算中心不同的是,超算更側重於計算,側重於服務科研領域,而大數據中心承擔了數據存儲、計算、傳輸等多項功能,10個國家數據中心集群的布局,打造的是我們未來經濟生活的雲生態,服務的是全社會。內蒙古就利用數據中心集群,搭建起高性能計算公共服務平台“青城之光”,服務於智慧城市的建設。
加快推動“東數西算”建設,直接受益的是各類市場主體,數據中心為各行各業、為有需求的企業提供算力,促進數字化經濟的發展。數據中心的建設,不僅促進了社會經濟的快速發展,也將服務於民生的方方面面。國家數據中心集群的布局,也將推動我國的國際化進程。中國銀行這家數據中心,建成後將日處理全球數億筆的交易量。
隨著數字經濟時代的新基建不斷完善,各類新技術、新產業、新業態、新模式會不斷涌現,對西部地區的區域發展,也是一個推動。
鄔賀銓說:“放在西部的數據中心,可以幫助西部更快利用算力的資源,並且通過數據中心把上下游產業帶起來,有利於促進西部經濟發展,所以這也是兼顧區域發展的一個重要舉措。”
數字經濟正在成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。算力已經和水、電、燃氣等等一樣,成為不可或缺的資源。“東數西算”就是在“新基建”的大背景下,我國啟動的一項至關重要的國家工程;既可以充分發揮西部區域氣候、能源、環境等方面的優勢,又能助力我國數據中心實現低碳、綠色、可持續發展,將為建設數字中國、推進經濟高質量發展注入新動能。