2022年2月,國家發展改革委等4部委聯合印發通知,同意在8地啟動建設國家算力樞紐節點,并規劃了10個國家數據中心集群,“東數西算”工程正式全面啟動。

“東數西算”工程構建全國一體化大數據中心體系,有利于提升國家整體算力水平,擴大有效投資,推動區域協調發展。這不僅是推進我國數字經濟高質量發展的關鍵舉措、完成“雙碳”目標的有效助力,也是我國在新型基礎設施領域建設全國統一大市場的率先探索。

規模居全球第二

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在位于貴州省貴安新區的全國一體化算力網絡國家(貴州)主樞紐中心的機房,服務器安裝工作已經完成,現場工作人員正忙著調試設備。據悉,該項目總投資約10億元,主算力基地包括通算、智算、超算3種算力類型,計劃于2026年年底竣工,其中今年第一季度完成第一階段上電運營。

“經過多年建設,我國算力規模快速增長。梯次優化的算力供給體系初步構建,算力規模排名全球第二,近5年年增長率近30%。”工業和信息化部總工程師趙志國說,體系較完整、規模體量龐大、創新活躍的產業格局正加快構建。當前,我國計算產業規模約占電子信息制造業的20%,規模以上企業有2300余家。

一方面,整機市場份額不斷攀升。在通用計算領域,IDC數據顯示,浪潮、新華三、戴爾、聯想、華為排名我國服務器市場前五名,國產品牌市場份額合計接近75%。在智能計算領域,浪潮、安警、華為排名我國人工智能服務器市場前三名,國產品牌市場份額達85%。在高性能計算領域,我國超算系統占有量與制造商總裝機量均保持全球領先。另一方面,產業生態不斷完善。國產芯片已初具規模,X86、ARM、自主架構CPU持續深化規模應用,百度、寒武紀等AI芯片加速迭代優化,國產操作系統逐步向金融、電信、醫療等行業應用滲透,鯤鵬生態等計算產業生態日漸完善,覆蓋底層軟硬件、整機系統及應用等關鍵環節。

前不久發布的《數字中國發展報告(2022年)》顯示,截至2022年年底,我國數據中心機架總規模超過650萬標準機架,在用數據中心算力總規模超180EFLOPS。“東數西算”工程從系統布局進入全面建設階段。2022年,京津冀等8個國家算力樞紐建設進入深化實施階段,新開工數據中心項目超60個,新建數據中心規模超130萬標準機架。

賽迪研究院電子信息研究所所長溫曉君表示,我國“東數西算”工程正式啟動以來,行業主管部門大力推進打造數網協同、數云協同、云邊協同、綠色智能的多層次算力設施體系建設,三大運營商加快建設算力網絡、數據中心等算力基礎設施。在此背景下,數據中心以數據存儲備份為主的業務結構被打破,向支撐行業應用場景算力需求轉變。

智能計算成主要驅動力

隨著我國算力支撐能力持續增強,應用的新模式、新業態加速涌現。其中,智能計算作為算力產業快速發展最重要的驅動力,規模已達到104EFLOPS,增速為85%,算力占比超過50%。《中國算力發展指數白皮書(2022年)》顯示,截至2022年3月,全國已投用和在建的人工智能計算中心均超20個,為當地提供普惠算力,并有效支撐科研創新和人才培養。

今年3月,位于浙江省杭州市的之江實驗室傳來喜訊:其參與的“FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴”成功入選2022年度中國科學十大進展。研究快速射電暴,離不開對大量數據的分析與計算,FAST夜以繼日地巡視著浩瀚宇宙,每天能產生高達300TB的數據。“如此龐大規模的數據量,僅靠科學家人工分析,很難在短時間內取得突破。”之江實驗室主任、智能計算數字反應堆總設計師朱世強介紹,依托之江實驗室智能計算數字反應堆大科學裝置,科研人員能夠深度挖掘FAST觀測數據,規模化探測快速射電暴等天體輻射現象。

據悉,數字反應堆還應用于材料、育種、制藥等領域,加速賦能科研創新與產業發展。“我們走出了一條通過智能計算助力國家重大科學研究實現創新成果快速產出的道路。”朱世強說。

數字反應堆之所以能在不同領域發揮作用,離不開對異構算力的調度能力。“數字反應堆的底層為芯片、機柜等硬件設備,中間層是我們自主研發的‘之江瑤光’智能計算操作系統,上層對應具體應用。”之江實驗室智能計算軟件研究中心主任潘愛民告訴記者,運行在不同廠商芯片上的算力,出自不同的系統架構或指令集,用戶在切換平臺執行計算任務時,往往需要重新編寫程序。而“之江瑤光”操作系統就像調和劑一般,將異構的算力資源聚集在一個平臺上,可有效解決重復開發與不兼容問題,降低用戶的使用門檻。

當前,市場有效算力供給與行業數字化轉型定制需求尚不匹配,算力效率處于中等水平,算力碎片化問題值得關注。“未來,‘之江瑤光’系統如果能夠被進一步普及應用,或許能為上述問題的解決提供思路。”潘愛民說。

推進綠色低碳發展

各行各業在享受算力帶來高價值的同時,也不能忽視算力背后的高能耗問題。這不僅是能耗、環境和氣候的挑戰,更是算力產業高質量發展繞不開的話題。

日前發布的《2023中國綠色算力發展研究報告》提出,推進綠色算力發展,將進一步降低算力成本,通過構建公共算力服務平臺,加強數據、算力和經濟之間的協同聯動,從而有效賦能千行百業綠色化轉型升級。

近年來,綠色算力在政策頂層規劃、技術產品創新和賦能傳統產業低碳轉型方面取得積極成效。截至2022年年底,我國已累計建成153家國家綠色數據中心,全國規劃在建的大型以上數據中心平均設計電能利用效率(PUE)降至1.3。

2022年3月,國內首個大型綠色零碳數據中心——三峽東岳廟數據中心在湖北省宜昌市三峽壩區右岸建成使用。在該項目中,華為采用業界最先進的智能冷卻方案,將PUE控制在1.25以內。智能鋰電備電方案不僅保障了數據中心長期可靠運行,而且節省供配電面積40%。另外,整體系統解決方案結合端到端預制化交付模式,幫助客戶實現快速部署,相比傳統數據中心建設模式,交付周期縮短50%。

中興通訊根據不同的應用場景提供基于不同液冷技術的解決方案以及CPU液冷、CPU+內存條液冷、CPU+內存條+GPU液冷等多種局部定制化方案,以便客戶能夠根據需求及成本進行選擇,助力打造綠色數據中心。其中,中興通訊G5系列服務器新品支持液冷散熱技術,采用冷板式液冷散熱,可將數據中心PUE降至1.15,全管路智能監控,漏液秒級報警,在實現綠色低碳的同時確保產品的可靠性。

當前我國綠色算力發展處于起步期,雖然各地紛紛發起綠色算力發展倡議,但仍缺乏統一的綠色算力評價方法。專家建議,應深化體制機制優勢,多部委應聯合完善綠色算力發展機制,統籌設計綠色算力一體化發展路徑,研究制定綠色算力發展指數。

此外,綠色算力標準體系仍不完善,應注重貫穿算力全生命周期的綠色標準,從生產、供給、管理及賦能層面同步實現綠色算力的新技術研發。要加快制定各環節安全可靠、國際先進的算力通用技術標準,以標準為引領,以用促建,助力綠色算力產品迭代升級。同時,引導算力基礎設施積極應用先進適用綠色數據中心技術,對采購國產算力產品的企業提供適當補貼,形成內循環良好生態。

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