“东数西算”工程解读
发布时间:2022-08-10 作者: admin
近年来,我国数字经济蓬勃发展,数字化转型升级逐步深入各行各业,人工智能、区块链、物联网等各类数字技术得到广泛应用,全社会数据总量爆发式增长,对数据存储、计算、传输和应用的需求大幅提升,因此在数字经济时代,算力成为新的生产力,而数据中心逐步成为支撑各行业“上云用数赋智”的重要新型基础设施。
我国高度重视数据中心布局建设,以及算力这一新兴生产力的快速发展,在“十四五”规划中明确提出要“加快构建全国一体化大数据中心体系,强化算力统筹智能调度,建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群,建设 E 级和 10E 级超级计算中心”。近年来国家密集出台《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等一系列重要政策,系统布局构建我国一体化大数据中心协同创新体系和一体化大数据中心算力枢纽体系,“东数西算”工程随之启动。
一“东数西算”工程释义
《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》政策中,明确提出要:“国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道,加快实施‘东数西算’工程,提升跨区域算力调度水平;支持开展‘东数西算’示范工程,深化东西部算力协同。”针对“东数西算”工程的具体含义,中国信通院提出:“东数西算”工程是指通过构建数据中心和网络协同、融合的新型算力网络,将东部算力需求有序引导到西部地区,优化数据中心布局,促进东西联动,实现算力的高效调度和使用,全面赋能经济发展。“东数西算”工程是全国一体化大数据中心建设目标在算力领域的进一步延伸,“东数西算”工程的实施需依托于八大枢纽节点,同时还需结合算力网络相关技术。[1] “东数西算”工程类似“南水北调”、“西电东送”等工程,是从全国视角下进行的一体化布局。同样,类似我国水资源和电力资源的不均衡,我国算力的布局,尤其是数据中心近几年的爆发式发展,存在一定程度的区域供需失衡、发展失序等的问题:一些东部地区对算力的需求逐步扩大和多样化,但新建数据中心少,电力成本和土地成本升高,大规模发展数据中心难度和局限性逐步加大;一些西部地区可再生能源丰富,气候条件适宜,但存在通信网络基础设施发展不够、运营管理人才不足等瓶颈,无法有效承接东部需求。 宏观上,通过国家枢纽节点布局,引导数据中心向西部资源丰富地区或一线城市群的周边地区集聚,最终实现数据中心集群有序发展,推动算力供需匹配平衡。
二“东数西算”工程架构
01八大国家枢纽节点
《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确提出:在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点(以下简称“国家算力枢纽节点”)。规划布局的八大算力网络国家枢纽节点,整体上分为两类,一类为京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等用户规模较大、应用需求强烈的节点,一类为贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等可再生能源丰富、气候适宜、数据中心绿色发展潜力较大的节点。国家发改委表示,国家算力枢纽节点是我国算力网络的骨干节点,也是国家“东数西算”工程的战略支点,推动算力资源有序向西转移,促进解决东西部算力供需失衡问题。
02十大国家数据中心集群
《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》将我国数据中心布局分为两类,即数据中心集群和城市内部数据中心。数据中心集群,要求推进大规模数据的“云端”分析处理,重点支持对海量规模数据的集中处理,支撑抵近一线、高频实时交互型的业务需求,数据中心端到端单向网络时延原则上在 20 毫秒范围内。贵州、内蒙古、甘肃、宁夏节点内的数据中心集群,优先承接后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。城市内部数据中心则是针对现有数据中心的改造升级,提升效能,鼓励城区内的数据中心成为算力“边缘”端。
2022 年 2 月份,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了 10 个国家数据中心集群。国家发展改革委高技术司表示,8 个国家算力枢纽节点和 10 个国家数据中心集群完成批复,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。表 1 是根据国家发展改革委官方网站相关复函文件相关信息整理制作。
表 1 国家算力枢纽节点与数据中心集群相关信息整理
图 1 国家算力枢纽节点与数据中心集群位置图示
图 1 清晰表示了我国当前的八大国家算力枢纽节点和数据中心集群位置。我国东部地区存在着较大的算力需求,其中实时性算力需求多被临近数据中心集群覆盖,而非实时性算力需求通过国家统一布局,引导到西部,充分发挥西部的地区气候、能源等优势,有利于缓解东部地区算力紧张问题,减少能源消耗,同时也为西部借力发展数字经济提供了重要契机。
三“东数西算”工程展望
01数据中心上架率的要求
随着“东数西算”工程的逐步推进,全国多地掀起了新建数据中心的热潮。中国信通院《数据中心白皮书(2022)》中提出:我国数据中心机架规模持续稳步增长,大型以上数据中心规模增长迅速,截至到 2021 年底,我国在用数据中心机架规模达 520 万架(按照标准机架 2.5kW 统计),近五年年均复合增速超过 30%。[2] 但高速增长的同时,我国数据中心也面临着上架率不高的困境。《2021年中国数据中心市场报告》提出目前全国数据中心整体上架率为 50.1%,华东、华北、华南约在 60%-70%,其他地区约在 30%-40%,还存在数据中心的供需不对等、需求不匹配、信息不通畅的矛盾。[3] 在表 1 中,国家对 10 个数据中心集群的数据中心平均上架率均做了不低于 65% 的要求,这是对数据中心行业发展做了硬性要求。目前,在部分新数据中心落地协议中,类似的上架率严格要求已经有所体现。这一要求是对地方政府和数据中心运营方的双向要求,一方面,地方政府需要严格掌握已有数据中心的利用情况,在审批新数据中心的过程中不能追求一味大干快上,避免一窝蜂式发展;另一方面,对数据中心运营方来说,需要更深入思考数据中心的定位和业务方向,敏锐捕捉市场信息,满足多样化算力需求,提升上架率。
02算力网络的未来发展
多样化的算力的需求,对算力服务提出了诸如计算速度、计算规模、时延等的多样化要求。数字经济的发展催生了云边端协同的强大且多样化的计算需求和网络连接,“云网一体”、“算网一体”、“云边端一体化”等算力服务解决方案先后出现,各大运营商和华为等企业先后提出“算力网络”技术概念,为未来算力服务提出方向。例如:中国移动提出算力网络是以算为中心、网为根基,网、云、数、智、安、边、端、链等深度融合、提供一体化服务的新型基础设施。算力网络未来将实现“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务”,逐步推动算力成为与水电一样,可以“一点接入、即取即用”的社会及服务,达成“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”的愿景。[4]
宏观上看,“东数西算”工程就是算力在全国网络的统筹和调度过程。微观上,算力网络需要确认各个用户的算力需求,灵活整合云 边 端等各处算力资源,实现全网算力实时调度匹配。如何实现高效调度、按需匹配,最终达到算力泛在的终极目的,目前仍然是一个重要技术难题。
03数据中心与碳交易发展
国家发改委在发布会中提及,我国数据中心年用电量已占全社会用电的 2% 左右。因此,数据中心建设应用领域的节能减排成为数据中心发展不可避免的问题。国家鼓励通过建设运维模式、技术升级、可再生能源利用等方面进一步提升节能减排能力。在表 1 中,国家相关政策针对数据中心集群的数据中心电能利用效率指标进行了分别规定,在加强数据中心能源保障的过程中,鼓励推动数据中心充分利用可再生能源,推动数据中心绿色发展。
在我国提出了“双碳”目标的大背景下,数据中心也可以考虑加入碳交易中。我国政策支持数据中心集群配套可再生能源电站,鼓励数据中心企业参与可再生能源市场交易,支持数据中心采用大用户直供、拉专线、建设分布式光伏等方式提升可再生能源电力消费。政策也提出,加强数据中心能耗指标统筹,从省区市层面对数据中心集群进行统一能耗指标调配,鼓励通过用能权交易配置能耗指标。未来碳市场和碳交易体系成熟后,碳排放指标的统筹、调配和交易也将成为数据中心的重要抓手。从根源上说,使用数据中心的组织、人员,比如互联网企业,才是真正的算力使用者和电力消耗者,尽管互联网企业在能源消耗方面堪称“节能典范”,但在背后,是数据中心在承担巨大的碳排放负担。因此引入碳交易,提升互联网企业的绿色发展意识,规范行业绿色化发展,将成为未来数据中心建设运营的重点。建议国家在 “东数西算”发展过程中引入碳资产和碳循环管理系统,建设配套数据中心各方发展的碳资产和碳交易管理机制,出台算力基础设施及产业的“碳达峰、碳中和”路线图。
如有侵权,请联系删除。