前 言目 錄算力碳效可信評價的政策環(huán)境和背景 2算力基礎設施發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 2國家“雙碳”背景下算力基礎設施高質量展需求 3算力碳效可信評價的定義和意義 4現(xiàn)有能效指標和評價手段及其局限性 4現(xiàn)有主要能效指標評價手段 4現(xiàn)有主要能效指標評價手的局限性 6算力碳效可信評價的定義 7算力碳效可信評價的優(yōu)勢和意義 8算力碳效可信評價優(yōu)勢 8算力碳效可信評價意義 10算力碳效可信評價技術方案和評價要素 11算力碳效可信評價技術方案 11算力碳效可信評價要素 14算力碳效評價對象 14算力碳效核算邊界 14算力碳效核算方法 15算力碳效評價流程 19算力碳效分級方法 21算力碳效可信評價的應用實踐和實用前景 21數(shù)據(jù)中心試點應用實踐成效 22促進算網(wǎng)運營中算網(wǎng)協(xié)同與融合技術的綠發(fā)展 25構建算力基礎設施建設階段的綠色供應鏈系 26算力碳效可信評價的趨勢和展望 28縮略語列表 32參考文獻 34算力碳效可信評價的政策環(huán)境和背景濟與實體經濟快速融合。202221781020232基于頂層設計資建設規(guī)模均呈爆發(fā)式增長2023230EFLOPS（230位居全球第二530%70EFLOPS（70），70%。的愿景，計劃通過泛在協(xié)同、融合統(tǒng)一、一體內生三步走實現(xiàn)。2023111210.1EFLOPS（FP16，16）；建設全400GOTN“1-5-20ms”三級算力時延圈。2.020302060（簡稱“雙碳”）“雙碳”目標所要面臨的重要任務之一。2021年10月國家發(fā)布碳達峰碳中和“1+N”政策體系的頂層設計，明確了1211（制定本地區(qū)碳達峰實施方案，“雙碳”政策體系完成構建并持續(xù)落實。圖1.國家碳達峰碳中和“1+N”政策示意（摘自《中國碳達峰碳中和政策與行動報告（2023）》）新型基礎設施屬于“1+N設施必須進行高質量發(fā)展?；A設施綠色發(fā)展，國家相關管理部門發(fā)布多項指導意見。具體如下：（1）20228（2022-20252025對重點設施（數(shù)據(jù)中心、通信基站、通信機房）的綠色低碳發(fā)展給出指導。（2）202310率和算力碳效水平，推動算力標準體系建設的相關要求。（3）202312IT綠色算力評價方面，業(yè)界更關注電源使用效率（PUE）乏統(tǒng)一標準和方法。算力碳效可信評價的定義和意義現(xiàn)有主要能效指標和評價手段當前國內外廣泛使用PUE作為衡量數(shù)據(jù)中心等算力基礎設施能效的關鍵指標。PUEITPUE1，表示數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高；PUEPUEPUE（pPUE）、碳利用效率（CUE）、水資源利用效率（WUE）、電能使用效率（EEUE）等。pPUEPUE可以評價數(shù)據(jù)中心更小區(qū)間內的能效；CUEITIT另外，還有綠色網(wǎng)格聯(lián)盟（TGG）IT（ITTC）、ITIT（ITEEsv）等指標，這里不再一一介紹。（如耗電量數(shù)據(jù)可以通過智能電表和動SPECPower、SERT、BenchSEE、MLPerf、Linpack、以及開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）、事務處理性能委員會（TPC）等組織發(fā)布的基準測試規(guī)范和測試集。這些基準測試套件可以測試多種領域、多種典型業(yè)務、多種負載水平下的服務器性能和能耗。不同套件的測試集不盡相同，測試的服務器組件對象和側重點也不盡相同。現(xiàn)有主要能效指標和評價手段的局限性PUEITPUEITITPUEPUEPUEITCUEITPUEEEUEPUEPUEPUE標及評價體系迫在眉睫。PUE過程中人為操縱PUEPUE1.2CPU、GPU、內存、硬盤等核心本白皮書提出的算力基礎設施算力碳效可信評價是指基于區(qū)塊鏈可信技術CEOC（CarbonEfficiencyOfComputing）的具體定義是算力基礎設施在評價周期內平均單位時間單位規(guī)格化有效算力產生的二氧化碳排CEOCCEOCCEOCCEOC括但不限于燃料燃燒、電能消耗、購入熱力等。ITITCPUGPUCEOC的。算力碳效可信評價的優(yōu)勢關鍵詞，本白皮書提出的算力碳效可信評價體系，具有以下優(yōu)勢：CEOC的真實可信，防止虛假數(shù)據(jù)并提升采集效率。CEOC有效算力的持續(xù)監(jiān)測及計算，契合國家對碳排放和算力的評價要求。通過監(jiān)測算力基礎設施內不同服務器算力組件（CPU、GPU、內存、硬盤及其他組件（例如網(wǎng)絡）等）的工作狀態(tài)和服務器能耗，可以CEOC指標可以體現(xiàn)算力基礎設施運行時的算力碳效水平實時變化情況。闊的適用范圍。PUE總用電量/IT設備用電量CEOC二氧化碳排放量/規(guī)格化有效算力評測標準能源消耗監(jiān)測??二氧化碳排放量監(jiān)測?碳排放強度監(jiān)測?數(shù)據(jù)中心算力監(jiān)測?CPU、GPU、內存、硬盤使用率監(jiān)測?機房實際運行狀態(tài)的變化?PUE總用電量/IT設備用電量CEOC二氧化碳排放量/規(guī)格化有效算力評測標準能源消耗監(jiān)測??二氧化碳排放量監(jiān)測?碳排放強度監(jiān)測?數(shù)據(jù)中心算力監(jiān)測?CPU、GPU、內存、硬盤使用率監(jiān)測?機房實際運行狀態(tài)的變化?評測體系CPU、GPU使用率?內存使用率?硬盤使用率?網(wǎng)絡資源利用率?服務器功率利用率?服務器規(guī)格算力?室外年均溫度?機柜資源利用率（上架率）?可再生能源利用率?機架數(shù)?算力碳效可信評價的意義積極推動通信行業(yè)科技創(chuàng)新和技術進步有益推動國家監(jiān)管和機構核查增加政府監(jiān)管部門和第三方核查機構的權威性。有益推動算力基礎設施建設有益推動我國在標準化領域搶占話語權2015印發(fā)國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案的通知》中指出：我國大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE2,與國際先進水平存在較大差距。近十年，盡管我國在數(shù)據(jù)PUE2016/2017ISO/IEC-#1ISO/IEC30134-XInformationtechnologyDatacentresKeyperformance2019ANSI/ASHRAEStandard發(fā)布90.4-2019EnergyStandardforDataCenters，202110ISO/IECTS22237-1-2021PUE算力碳效可信評價技術方案和評價要素CEOCCEOCPUE性能的問題，可有效推動算力基礎設施綠色低碳技術發(fā)展及應用。圖2.算力碳效可信評價技術方案架構圖ITITCPUITITCEOC內的總體二氧化碳排放量。ITCPUITITCEOCCEOC耗、清潔能源使用情況、二氧化碳排放量、有效算力輸出、CEOC的可信、不可篡改。的可信、不可篡改。CEOC算力碳效評價對象ITIT象的算力基礎設施當前主要聚焦為數(shù)據(jù)中心擁有自營控制權的自營機房。算力碳效核算邊界工作對象。IT涉及的時間范圍為算力基礎設施已投產使用并穩(wěn)定運行的階段。IT度從粗到細分為算力基礎設施、機房、機架排、機柜、ITCEOC二氧化碳排放量核算邊界自營機房機架服務器CPU/GPU內存表二氧化碳排放量核算邊界自營機房機架服務器CPU/GPU內存存儲其他網(wǎng)絡設備路由等通信設備交換機等雜項設備安全加密設備等機架設備傳感器、顯示面板等制冷IT設備制冷背板空調等機房制冷機房空調恒濕機房恒濕機其他機房設施照明供配電風扇安全消防系統(tǒng)規(guī)格化有效算力核算邊界IT設備規(guī)格化有效算力CPU/GPU算力內存算力存儲算力其他網(wǎng)絡設備等此評價周期至少為一年。算力基礎設施在維護與異常狀態(tài)下不應進行算力碳效評價。碳效的評價結果可體現(xiàn)業(yè)務變更、技術改造對算力碳效的影響。ITIT變化，因此需重新進行算力碳效評價。算力碳效核算方法CEOCCEOC評價模型如公式（1）所示：CEOC

E

（1）fECP有效算力，CP基準算力，e算能系數(shù)E碳排放量——算力基礎設施在評價周期內平均單位時間直接或間接產生的二氧化碳排放量（單位：tCO2/單位時間）；fECP ，CP

——算力基礎設施在評價周期內平均單有效算力

算能系數(shù)位時間提供的規(guī)格化有效算力（單位：NECP）；ECP有效算力——算力基礎設施IT設備各算力組件提供的有效算力；CP基準算力——基準IT設備各算力組件提供的標稱算力；e算能系數(shù)——各算力組件能力的權重系數(shù)。二氧化碳排放量評價模型E評價模型如公式（2）EEi

（2）E碳排因素i——算力基礎設施核算邊界范圍內第i種碳排因素在評價周期內平均單位時間直接或間接產生的二氧化碳排放量（單位：tCO2/單位時間）；E碳排放量是算力基礎設施核算邊界范圍內所有碳排放因素平均單位時間直接的二氧化碳排放量為各碳排放因素平均單位時間的活動量與相應的碳排放因子的乘積，碳排放因素包括但不限于燃料燃燒、電能消耗、購入熱力等。規(guī)格化有效算力評價模型fECP ，CP

評價模型如公式（3）所示：有效算力

算能系數(shù)f

ECnUe（ECn

（EC3

（ECnje

j （3）j )1in i 基準)1i

j jnXPU（單位：GFLOPSXPU）；EC內存n（GB·Gbps；EC硬盤n（GB·Gbps；組件jnj（位：根據(jù)算力組件相關屬性確定）；CP基準XPU——基準服務器的XPU標稱算力（單位：GFLOPS或根據(jù)XPU主要運算數(shù)據(jù)類型確定）；——基準服務器的內存標稱算力（單位：GB·Gbps）；——基準服務器的硬盤標稱算力（單位：GB·Gbps）；基準組件jj（件相關屬性確定）；e1——XPU處理器項算力組件的權重系數(shù)；e2——內存項算力組件的權重系數(shù)；——硬盤項算力組件的權重系數(shù)；ejji——對應XPU的算力倍增系數(shù)；1——調整項。fECP ，CP

為算力基礎設施核算邊界范圍內所有IT設有效算力

算能系數(shù)備平均單位時間提供的規(guī)格化有效算力總和。ITCPU、GPU、內存、硬盤等。XPUCPU、GPUCPUCPUCPU力、CPUGPUGPUGPUGPU內存的有效算力是內存條數(shù)量、內存條容量、內存工作頻率、內存通道數(shù)、內存通道位寬、每通道內存配置情況（DPC）、內存利用率等參數(shù)的函數(shù)。硬盤的有效算力是硬盤數(shù)量、硬盤容量、IOIT的函數(shù)。CPU、GPU、內存、硬盤和其他算力組件的算力單位不同，為了統(tǒng)一綜ITIT基礎設施的規(guī)格化有效算力。CPUCPUCPUCPU單周期浮點計算能力等參數(shù)的函數(shù)。GPUGPUGPUGPU單周期浮點計算能力等參數(shù)的函數(shù)。數(shù)。IO寫速度等參數(shù)的函數(shù)。IT數(shù)，比如基準網(wǎng)絡組件的標稱算力是基準網(wǎng)絡組件標稱帶寬等參數(shù)的函數(shù)。XPUe1e2e3jej1。αiXPUCPUXPUCPUXPUαCPUiβe1是算力倍增系數(shù)α整體標稱算力的倍數(shù)關系。i算力碳效評價流程明確評價目標時間跨度和評價的精度。明確目標有助于確保評價工作的針對性和有效性。建立評價模型以便于后續(xù)的計算和分析。采集數(shù)據(jù)算力相關數(shù)據(jù)包括被評價算力基礎設施的ITITIT設備利用率等。CEOCCEOC確保計算方法的準確性和一致性，以避免誤差的傳遞。CEOCCEOC核算結果等記錄進行全面驗證和審查，并出具核查報告。核定發(fā)證施發(fā)放算力碳效可信評價認證證書。分析和驗證結果CEOC結果以驗證改進措施實施效果。制定改進措施措施，可以提升算力生產效率，促進綠色低碳發(fā)展。效果，形成閉環(huán)。圖3.算力碳效可信評價流程圖算力碳效分級方法CEOCCEOC指標值進行相互比較。不同評價區(qū)域內的算力基礎設施的CEOC4CEOC4CEOCCEOC4基礎設施算力碳效評價方法等級越高，CEOC數(shù)據(jù)中心進行調查問卷調研，收集相關基礎數(shù)據(jù)，使用算力碳效評價方法進行CEOC算力碳效可信評價的應用實踐和實用前景算力碳效可信評價的應用對象主要是以數(shù)據(jù)中心等為代表的算力基礎設施。CPUGPUFPGAASICAICPUGPU陜西移動西咸數(shù)據(jù)中心基于區(qū)塊鏈技術的綠色數(shù)據(jù)中心智慧雙碳管理平臺，以區(qū)塊鏈、人工智能、圖4.陜西移動西咸數(shù)據(jù)中心614411.38驗數(shù)據(jù)而產生的人工成本。圖5.中國移動陜西西咸數(shù)據(jù)中心算力碳效可信評價示意圖上海移動臨港數(shù)據(jù)中心與成本。CEOCIT5.310.5703節(jié)省0.75元計算，預計一年可節(jié)約電費47.7萬元，減少碳排放363噸。圖6.PUE與CEOCCPU業(yè)務流程挖掘、有針對性的提升算力碳效提供數(shù)據(jù)基礎。通過算力碳效大數(shù)據(jù)模型，AI制定。采集、使用與流轉，提升碳排數(shù)據(jù)管理的安全性與強公信力。圖7.CEOC影響因子大模型評價圖大數(shù)據(jù)、智能應用場景中網(wǎng)絡顯著影響算力AR/VR50%進，網(wǎng)絡協(xié)議也需創(chuàng)新發(fā)展。算力碳效核算邊界擴展，網(wǎng)絡權重提升CEOC網(wǎng)絡組件規(guī)格化有效算力項的權重系數(shù)在所有算力組件權重系數(shù)中的比重將有明顯提升。另外，泛在的算力體系將包含更多樣化的異構算力，CEOC評價模型中XPUX86、ARM、RISC-V、GPU、FPGA、DPU、NPU、TPU算力碳效評價分析助力綠色算網(wǎng)協(xié)同與融合新技術應用確定性網(wǎng)絡、高速互聯(lián)全光網(wǎng)絡底座、SRv6/G-SRv6、在網(wǎng)計算、存算一體、意AI算力基礎設施建設需要進行算力碳效評價音識別、視頻處理等對各硬件廠商的設備進行算力碳效評價，構建供應鏈設備CEOCCEOC色及效能。服務器綠色信息維護ITCEOCPUEITCEOC整體綠色高效發(fā)展?！耙晃镆淮a”綠色供應鏈應用成效基于中移鏈（CMChain）（江蘇2022辦“雙化協(xié)同”典型案例、2022基礎設施碳核查、碳資產管理。圖8.基于中移鏈（CMChai）的“一物一碼”綠色供應鏈平臺技術架構圖算力碳效可信評價的趨勢和展望PUECEOC這也將對算力碳效可信評價提出更高的要求，具體表現(xiàn)為以下幾點：設施的碳足跡，從而制定更有效的減排策略。放。高等，從而有效降低算力基礎設施的能耗和碳排放。價未來的發(fā)展方向和趨勢包括以下方面：異構算力、跨域算力評價標準化，綜合性評價體系誕生異構/定制化算力通過專用加速芯片或加速卡的設計和應用，可以優(yōu)化算力GPU/定制化算力有助于提高算力基礎設施的能源利用效率，降低碳排放?？缬蛩懔貌煌赜虻臅r區(qū)差異或氣候條件差異進行計算任務調度和資（5G、邊緣計算的規(guī)模力碳效綜合性評價體系將會逐步建立。人工智能技術融入算力碳效評價體系，助力算力的綠色發(fā)展和算法設計的智能化程度還有待進一步提高。AIAI管理，推動算力的綠色發(fā)展。WEB3.0的數(shù)字孿生技術在算力碳效可信評價中應用落地WEB3.0數(shù)字孿生技術在算力碳效可信評價中的應用具有潛在的重要性。WEB3.0體世界數(shù)字化的技術，通過虛擬仿真實現(xiàn)對實體的模擬與管理。隨著算力網(wǎng)絡進程的推進，構建可信計算網(wǎng)絡環(huán)境同樣是重中之重，而WEB3.0縮略語列表縮略語英文全稱中文解釋AIArtificialIntelligence人工智能ANSIAmericanNationalStandardsInstitute美國國家標準學會ARMAdvancedRISCMachine高級精簡指令集計算機ASHRAEAmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers美國采暖、制冷與空調工程師學會ASICApplicationSpecificIntegratedCircuit應用專用集成電路BenchSEEBenchmarkofServerEnergyEfficiency服務器能效基準CEOCCarbonEfficiencyOfComputing算力碳效CPComputingPower算力CPUCentralProcessingUnit中央處理器CUECarbonUseEfficiency碳利用效率DIMMDualInlineMemoryModules雙列直插式存儲模塊DPCDIMMPerChannel每條內存通道配置內存數(shù)DPUDataProcessingUnit數(shù)據(jù)處理器ECPEffectiveComputingPower有效算力EEUEElectricEnergyUsageEffectiveness電能使用效率FaaSFunctionasaService函數(shù)即服務FLOPSFloating-pointOperationsPerSecond每秒浮點運算次數(shù)FPGAFieldProgrammableGateArray現(xiàn)場可編程門陣列GBDTGradientBoostingDecisionTree梯度提升決策樹GPUGraphicsProcessingUnit圖形處理器GSEGlobalScheduledEthernet全調度以太網(wǎng)IDCInternetDataCenter互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IECInternationalElectrotechnicalCommission國際電工委員會ISOInternationalOrganizationforStandardization國際標準化組織ITInformationTechnology信息技術ITEEsvITEquipmentEnergyEfficiencyforserv