國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告1國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告目錄CONTENTSP04 “東數(shù)西算”定義和解讀P08 前言P09 第一章東數(shù)西算對算力新基建的影響P10 數(shù)據(jù)中心布局向供需協(xié)調(diào)有序、綜合能效優(yōu)化演進P13 東數(shù)西算向時延要求低、存算要求高類型應(yīng)用場景拓P15 算力結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多元算力協(xié)同、算網(wǎng)一體化發(fā)展態(tài)勢P16 產(chǎn)業(yè)鏈上下游集聚發(fā)展，生態(tài)體系逐步壯大完善P16 綠色低碳技術(shù)推廣應(yīng)用，清潔能源供給不斷加大P18 新老節(jié)點加快有序銜接，強化算力網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)P19 數(shù)字技能水平要求提升，技能人才需求不斷凸P21 第二章算力新基建呈現(xiàn)的10大挑戰(zhàn)和實踐P23 算力基礎(chǔ)設(shè)施化保障資源多元供P32 關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的安全性要求P36 信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)化：國產(chǎn)化、自主化P38 算力設(shè)施整體能耗偏高，綠色低碳應(yīng)用仍需持續(xù)推P43 高密度機柜功率密度提升P46 算力智能調(diào)度：跨區(qū)域、跨云、云邊調(diào)P50 多元算力多樣計算P52 算力服務(wù)成為新業(yè)態(tài)P54 原生應(yīng)用：云原生、AI原P57 規(guī)?；退憔W(wǎng)融合P63 第三章展望·面向2030年的算力基礎(chǔ)設(shè)施P64 數(shù)字文明時代加速到來，要求算力基礎(chǔ)設(shè)施資源充沛、泛在普P65 隱私計算為代表的技術(shù)為組織間數(shù)據(jù)流通提供解決方案P67 可信隱私計算是未來數(shù)據(jù)要素化的理想技術(shù)方案之P69 Web3.0驅(qū)動規(guī)?；?、泛在化的智能算力構(gòu)建P71 AIforScienceP73 大模型成為人工智能工程化重要方向，智能算力需求幾何級增P75 邊緣創(chuàng)新與新興應(yīng)用3P76 自動駕駛進入無人化新階段，云邊端高效協(xié)同3“東數(shù)西算”定義和解讀“東數(shù)西算”定義和解讀一、東數(shù)西算工程2810與“西氣東輸”“西電東送”“南水北調(diào)”等工程相似，“東數(shù)西算”是一個國家級算力資源跨域調(diào)配戰(zhàn)略工程，針對我國東西部算力資源分布總體呈現(xiàn)出“東部不足、西部過?！钡牟黄胶饩置?，引導(dǎo)中西部利用能源優(yōu)勢建設(shè)算力基礎(chǔ)設(shè)施，“數(shù)據(jù)向西，算力向東”，服務(wù)東部沿海等算力緊缺區(qū)域，解決我國東西部算力資源供需不均衡的現(xiàn)狀。圖片來源：https://www.ndrc.go/fzggw/jgsj/gjss/sjdt/202209/t20220923_1336061.html?code=&state=1234國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告二、東數(shù)西算內(nèi)涵“東數(shù)西算部門、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)協(xié)同管理和服務(wù)，其實現(xiàn)方式不是固定不變的。因此，不一定過度強調(diào)“東數(shù)西算”，面對不同應(yīng)用場景，還可能有東數(shù)東算、南數(shù)北算等模式，應(yīng)因地制宜。但無論哪種模式，都有著共同的目標(biāo)：一是促進數(shù)據(jù)中心資源最大化共享、流通和利用，二是通過數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)化布局，促進國家碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略實現(xiàn)。三、東數(shù)西算與算力基礎(chǔ)設(shè)施化活數(shù)字經(jīng)濟活力的重要手段。東數(shù)西算首次將算力資源提升到水、電、燃?xì)獾然A(chǔ)資源的高度，統(tǒng)籌布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點，助力我國全面推進算力基礎(chǔ)設(shè)施化。算力基礎(chǔ)設(shè)施化并不簡單等同于算力總量的拉升。算力的基礎(chǔ)設(shè)施化并不是簡單的算力堆砌，當(dāng)前各類機構(gòu)的算力總量測算方式都是將各行業(yè)、各公司的私有算力進行累加，甚至還會加上手機終端等移動端的算力，這些算力確實能夠服務(wù)一定的群體，但算力資源并不能面向全社會提供統(tǒng)一一致的服務(wù)。5“東數(shù)西算”定義和解讀“東數(shù)西算”定義和解讀四、東數(shù)西算與綠色節(jié)能目前東部算力需求旺盛，但東部地區(qū)在氣候、資源、環(huán)境等方面不利于低碳、綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。通過算力基礎(chǔ)設(shè)施的西部遷移，可以充分發(fā)揮西部區(qū)域氣候、能源、環(huán)境等方面的優(yōu)勢，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心向西部資源豐富地區(qū)聚集，擴大可再生能源的供給，促進可再生能源就近消納，加強數(shù)據(jù)、算力和能源之間的協(xié)同聯(lián)動，助力我國數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展，完成碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)?！皷|數(shù)西算”工程聚焦創(chuàng)新節(jié)能，在集約化、規(guī)模化、綠色化方面著重發(fā)力，支持高效供配電技術(shù)、制冷技術(shù)、節(jié)能協(xié)同技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，鼓勵自發(fā)自用、微網(wǎng)直供、本地儲能等手段提高可再生能源使用率，降低數(shù)據(jù)中心電能利用率（PUE），引導(dǎo)其向清潔低碳、循環(huán)利用方向發(fā)展，推動數(shù)據(jù)中心與綠色低碳產(chǎn)業(yè)深度融合，建設(shè)綠色制造體系和服務(wù)體系，力爭將綠色生產(chǎn)方式貫徹數(shù)據(jù)中心全行業(yè)全鏈條，助力我國在2060年前實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。五、“東數(shù)西算”工程“五個一體化”的目標(biāo)建設(shè)東數(shù)西算把東部地區(qū)的非實時算力需求以及大量生產(chǎn)生活數(shù)據(jù)輸送到西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心進行存儲、計算并反饋。在其上則是希望構(gòu)建更綠色、更平衡和更高效的國家算力網(wǎng)絡(luò)體系，以滿足新時代各行各業(yè)儲需求，最大化實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)綠色集約發(fā)展，推動資源統(tǒng)籌利用和西部數(shù)字經(jīng)濟建設(shè)。6國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告網(wǎng)絡(luò)一體化圍繞集群建設(shè)數(shù)據(jù)中心直連網(wǎng)，建立合理網(wǎng)絡(luò)結(jié)算機制，增大網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高傳輸速度，降低傳輸費用。圍繞集群穩(wěn)妥有序推進新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心、互聯(lián)網(wǎng)骨干直連點建設(shè)。能源一體化從國家雙碳戰(zhàn)略整體規(guī)劃出發(fā)，充分發(fā)掘西部豐富的風(fēng)光等可再生資源，應(yīng)對好可再生能源波動性問題，擴大清潔能源市場化交易范圍，促進建立清潔能源消納的市場化機制。從整體規(guī)劃層面對數(shù)據(jù)中心集群進行統(tǒng)一能耗指標(biāo)調(diào)配。算力一體化在集群和城區(qū)內(nèi)部的兩級算力布局下，推動各行業(yè)數(shù)據(jù)中心加強一體化聯(lián)通調(diào)度，促進多云之間、云和數(shù)據(jù)中心之間、云和網(wǎng)絡(luò)之間的資源聯(lián)動，構(gòu)建算力服務(wù)資源池。數(shù)據(jù)一體化建設(shè)數(shù)據(jù)共享開放、政企數(shù)據(jù)融合應(yīng)用等數(shù)據(jù)流通共性設(shè)施平臺。試驗多方安全計算、區(qū)塊鏈、隱私計算、數(shù)據(jù)沙箱等技術(shù)模式，構(gòu)建數(shù)據(jù)可信流通環(huán)境。應(yīng)用一體化開展一體化城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，選擇公共衛(wèi)生、自然災(zāi)害、市場監(jiān)管等突發(fā)應(yīng)急場景，試驗開展“數(shù)據(jù)靶場”建設(shè)，探索不同應(yīng)急狀態(tài)下的數(shù)據(jù)利用規(guī)則和協(xié)同機制。關(guān)于“東數(shù)西算”工程“五個一體化目標(biāo)”闡述來源：中國工程院院士、清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系教授鄭緯民https://www.ndrc.go/xwdt/ztzl/dsxs/zjjd1/202203/t20220321_1319866.html?code=&state=1237前言家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣810工程正式全面啟動。數(shù)據(jù)中心不僅是算力的聚集地，也是數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)祥地，更是企的延續(xù)。東數(shù)西算工程從國家戰(zhàn)略、技術(shù)發(fā)展、能源政策等多方面綜合考慮，將算力資源提升到水、電、燃?xì)獾然A(chǔ)資源的高度，統(tǒng)籌布化協(xié)同創(chuàng)新的要求方面，給出了高質(zhì)量的解決方案，助力我國全面推進算力基礎(chǔ)設(shè)施化，其戰(zhàn)略價值已經(jīng)被大家認(rèn)同。但在具體實施落地過程中，需要解決諸多問題，諸如實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心有效整合、優(yōu)化算力布局，降低算力成本、完成算力調(diào)度、實現(xiàn)算網(wǎng)融合、政府作用與市場力量有機結(jié)合等關(guān)鍵問題。及如何通過技術(shù)驅(qū)動提升算力新基建的競爭力。8國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告9國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告9東數(shù)西算對算力新基建的影響CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響數(shù)據(jù)中心布局向供需協(xié)調(diào)有序、綜合能效優(yōu)化演進數(shù)據(jù)中心按照規(guī)模，分為超大型數(shù)據(jù)中心、大型數(shù)據(jù)中心和中小型數(shù)據(jù)中心。按照主要處理的業(yè)務(wù)類型，又可分為邊緣計算類、低時延類、中時延類和高時延類。數(shù)據(jù)中心建設(shè)作為資本密集、技術(shù)密集型投資，數(shù)據(jù)中心地理位置的選擇與其投資規(guī)模、投資成本、數(shù)據(jù)中心類型、服務(wù)質(zhì)量、經(jīng)濟效益等因素緊密相關(guān)。隨著全國一體化大數(shù)8體化發(fā)展示范區(qū)集群、蕪湖集群、韶關(guān)集群、天府集群、重慶集群、貴安集群、和林1080集中在用戶規(guī)模較大、應(yīng)用需求強烈的互聯(lián)網(wǎng)骨干節(jié)點所在省市及周邊人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達(dá)、總部企業(yè)密布一線圖片來源：《202110國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告靠近靠近最優(yōu)聚集數(shù)據(jù)中心選址03向用戶終端數(shù)據(jù)中心選址向綜合能效數(shù)據(jù)中心選址向算力需求中心聚集01約束愈加嚴(yán)格，已建數(shù)據(jù)中心已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市經(jīng)濟發(fā)展對算力的需求，一線城市地區(qū)。阿里云五大超級數(shù)據(jù)中心選址烏蘭察布、張北、南通、杭州、河源，均位于在10個數(shù)據(jù)中心集群的規(guī)劃建設(shè)，數(shù)據(jù)中心供給結(jié)構(gòu)優(yōu)化，擴展算力增長空間，政策方面也明確要求對于符合條件且納入國家樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心集群維等要素，運營成本因為區(qū)位的不同有顯著的差異，其中，高能耗導(dǎo)致的高電力成本數(shù)據(jù)中心建設(shè)選址向可再生能源豐富、氣候適宜、數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展?jié)摿^大、綜合實網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)保障，積極承接全國范圍需后臺加工、離線分析、存儲備份等非實時算11CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響力需求，打造面向全國的非實時性算力保障基地。通信運營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等也紛紛例如，內(nèi)蒙古烏蘭察布“草原硅谷”，吸引了華為、阿里、快手等知名企業(yè)來此設(shè)立數(shù)年貴陽貴安成為全球集聚超大型數(shù)據(jù)中心最多的地區(qū)之一，數(shù)字經(jīng)濟占比達(dá)34%建成了亞馬遜、美利云、中國移動、中國聯(lián)通、天云網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)客超算6個大型、超大型4三是數(shù)據(jù)中心選址向用戶終端靠近。隨著超高清視頻、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實（VR/AR）、金融支付、金融證券、自動駕駛、工業(yè)制造、遠(yuǎn)程醫(yī)療等對網(wǎng)絡(luò)時延要求較高的業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用，靠近用戶側(cè)，作為算力“邊緣”端的邊緣計算型、中小型數(shù)據(jù)中心建設(shè)逐漸成為趨勢?！稄V東省5G則上只可建中型及以下的數(shù)據(jù)中心，承載邊緣計算和低時延業(yè)務(wù)，中時延業(yè)務(wù)逐步遷移至粵東粵西粵北地區(qū)，高時延業(yè)務(wù)更要求遷移至省外?！侗本┦袛?shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實施方案年）》提出，適度利用騰退后資源和空間改造建設(shè)邊緣計算中心，支撐低時延業(yè)務(wù)應(yīng)用，服務(wù)智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等重點應(yīng)用場景落地。除邊緣計算中心外，東、西城區(qū)禁止新建或擴建數(shù)據(jù)中心。因此，數(shù)據(jù)中心選址時還會考慮數(shù)據(jù)12國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告中心功能定位、數(shù)據(jù)處理要求、所承載業(yè)務(wù)的時延敏感性等因素合理選擇程醫(yī)療、金融證券等對時延非常敏感的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心，可以選擇在節(jié)點城市內(nèi)部發(fā)展，服務(wù)后臺加工、離線分析、冷數(shù)據(jù)存儲備份等對時延不敏感的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心，就可以優(yōu)先向貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏節(jié)點轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提升資源使用效率。東數(shù)西算向時延要求低、存算要求高類型應(yīng)用場景拓展帶寬和時延是信息傳輸?shù)膬蓚€關(guān)鍵指標(biāo)，受限于物理規(guī)律，無論網(wǎng)絡(luò)帶寬兩者之間的“溫數(shù)據(jù)，則更適合“西算”。雖然“東數(shù)西算”在網(wǎng)絡(luò)時延上的限制使其不適用于時效緊迫型的數(shù)據(jù)應(yīng)用，但是“東數(shù)西存”“東數(shù)西渲”“東數(shù)西訓(xùn)”，以及未來的“東云西庫”等對存力、算力要求高，但對數(shù)據(jù)實效性要求不高的應(yīng)用場景將成為“東數(shù)西算”未來應(yīng)用的重要支點。些數(shù)據(jù)的存儲需要有強大的存力支持。從一般的統(tǒng)計來看，社會運行所產(chǎn)80%、15、%，其中冷數(shù)據(jù)1。對于冷數(shù)據(jù)來講，計算不是常態(tài)，其最主要的需求還“東數(shù)西算”只是“全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系”的一個下轄概念，而后者旨在推進技術(shù)、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務(wù)的協(xié)同管理和服務(wù)，其實現(xiàn)方式不是固定不變的。鄔賀銓：東數(shù)西算實為“東數(shù)西存”如何處理冷熱數(shù)據(jù)值得研究13CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響“東數(shù)西算州省等樞紐節(jié)點省份存力規(guī)模將持續(xù)擴大，為西部數(shù)據(jù)中心承接?xùn)|部“冷數(shù)據(jù)“溫數(shù)據(jù)”夯實了基礎(chǔ)，其發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿薮?。二是“東數(shù)西渲”應(yīng)用價值逐漸凸顯。隨著網(wǎng)絡(luò)游戲、影視媒體的快速發(fā)展，云游戲XR“東數(shù)西算”工程的實施為這些渲染業(yè)務(wù)提供了良好的基礎(chǔ)能力支撐。隨著云計算技術(shù)的逐漸成熟，渲染業(yè)務(wù)云化發(fā)展是大勢所趨，通過建立渲染云應(yīng)用平臺，業(yè)務(wù)需求方可以三是“東數(shù)西訓(xùn)”應(yīng)用潛力逐步釋放。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟社會發(fā)展的結(jié)合日益緊密。面向指數(shù)級增長的海量數(shù)據(jù)，想要有效激發(fā)數(shù)據(jù)資源的價值，離不開高級人工智能算法和強大算力的支持。特別是針對大規(guī)模人工智能任以將訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練任務(wù)調(diào)度至西部樞紐數(shù)據(jù)中心集群進行上億級參數(shù)的大模型深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)算網(wǎng)資源綜合成本最優(yōu)。四是“東數(shù)西算”應(yīng)用前景非?？善?。隨著一批中西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心建成投運，國家高性能計算環(huán)境進一步完善，從試點走向規(guī)模應(yīng)用，實現(xiàn)科學(xué)計算“東數(shù)西算”的基礎(chǔ)條件日益成熟。一些算力需求巨大的科學(xué)計算應(yīng)用，如格點量子色動力學(xué)、分子動力學(xué)14國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告模擬、材料計算、生物信息等開始探索適用于“東數(shù)西算”場景。如格點量子色動力學(xué)的大規(guī)模數(shù)值模擬，涉及場景多、應(yīng)用廣，是最耗費計算資源的科研領(lǐng)域之一，其運算過程以及運算后海量組態(tài)數(shù)據(jù)分析，就適合于東數(shù)西算場景。又如材料基因組工程的各類高通量計算，每個計算任務(wù)之間無耦合，可以分配到任何可用節(jié)點，因此可以充分利用超算互聯(lián)網(wǎng)連接的各超算中心的閑置資源。目前，中西部地區(qū)新建的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開始面向全國科研用戶提供綠色普惠的高性能一體化算力服務(wù)?？偟膩碚f，“東數(shù)西存”“東數(shù)西渲”“東數(shù)西訓(xùn)”等應(yīng)用場景是推動“東數(shù)西算”均衡發(fā)展的有效途徑，通過對東西部算力、存力等資源供需關(guān)系的合理匹配，讓“東數(shù)西算”融入到各個實際業(yè)務(wù)場景中，賦能千行百業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。算力結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多元算力協(xié)同、算網(wǎng)一體化發(fā)展態(tài)勢一是算力設(shè)施多元化布局加快推進。一方面，“東數(shù)西算”工程布局空間跨度大，增加了數(shù)據(jù)傳輸時延，為有效解決這一問題，不僅需要高效靈活的東西部算力資源調(diào)度機制，也需要對東西部各類算力資源，包括通用算力、智算算力、超算算力、邊緣算力等的配比進行優(yōu)化，算力設(shè)施的異構(gòu)化、多樣化供給需求將明顯增強。另一方面，智能化正以前所未有的速度在我國重塑各行各業(yè)，人工智能應(yīng)用場景呈現(xiàn)出多元化、規(guī)?；l(fā)展趨勢，除了通用算力，對智能算力的需求與日俱增。工信部《新型數(shù)據(jù)中心(1-3)3年底，全國數(shù)據(jù)中心總算力超00EFOPS，高性能算力占比達(dá)到10%。綜上，我國算力基礎(chǔ)設(shè)施迎來了大規(guī)模需求的繁榮期，結(jié)合不同應(yīng)用場景需求的多元化布局將加快推進。二是算力網(wǎng)絡(luò)一體化格局加速形成?！度珖惑w化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》提出要構(gòu)建一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，在通用算力方面，工信部數(shù)據(jù)顯520萬標(biāo)準(zhǔn)機架，平均上架率超過55%。在智算算力方面，公開資料顯示，當(dāng)前全國智算中心已超過20個，主要分布在東部和中部地區(qū)。在邊緣算力方面，我國還處于起步階段，但在工信部公布1215CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響產(chǎn)業(yè)鏈上下游集聚發(fā)展，生態(tài)體系逐步壯大完善算力新基建產(chǎn)業(yè)鏈條長、覆蓋門類廣、投資規(guī)模大、帶動效應(yīng)強，“東數(shù)西算”工程將推動新建數(shù)據(jù)中心尤其是大型、超大型數(shù)據(jù)中心向中西部地區(qū)以及北上廣深等一線城市周邊布局，同時帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效轉(zhuǎn)移集聚，促進東西部數(shù)據(jù)流動、價值傳遞。如中科曙光近年來在重慶、太原等地積極布局，探索實現(xiàn)了“以算促用”、“以算帶動創(chuàng)新”。102554動各方面投資超過1900億元2。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是算力均衡布局的基礎(chǔ)，符合“東數(shù)西算”需求的網(wǎng)絡(luò)特別是西部網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將全面提速，加速光纖通信向全光網(wǎng)演進。此外，在全均上架率至少要達(dá)到65PUE也提出了更高的要求，綠色、低能耗的數(shù)據(jù)中心基建設(shè)備、邊緣計算等環(huán)節(jié)將迎來持續(xù)發(fā)展機遇，溫控散熱技術(shù)有望實現(xiàn)升級。另一方面，從長期看將逐步壯大完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系?！皷|數(shù)西算”工程實施后將加速推動數(shù)據(jù)中心上游設(shè)備制造業(yè)和下游數(shù)據(jù)要素流通、數(shù)據(jù)創(chuàng)新型應(yīng)用和新型消費產(chǎn)業(yè)等集聚發(fā)展，西部地區(qū)有望吸引數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)內(nèi)容服務(wù)等偏勞動密集型產(chǎn)業(yè)落地。此外，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模和算力水平的提升，將有效激發(fā)數(shù)據(jù)要素創(chuàng)新活力，培育涌現(xiàn)出一批數(shù)據(jù)交易所、算力運營商、余熱利用經(jīng)銷商、綠色數(shù)據(jù)中心評價機構(gòu)等新模式新業(yè)態(tài)。綠色低碳技術(shù)推廣應(yīng)用，清潔能源供給不斷加大因此，不一定過度強調(diào)“東數(shù)西算”，面對不同應(yīng)用場景，還可能有東數(shù)東算、南數(shù)北算等模式，應(yīng)因地制宜。但無論哪種模式，都有著共同的目標(biāo)，一是促進數(shù)據(jù)中心資源最大化共享、流通和利用，二是通過數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)化布局，促進國家碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略實現(xiàn)。國家發(fā)展改革委高技術(shù)司負(fù)責(zé)同志就“東數(shù)西算”投資建設(shè)進展相關(guān)問題答記者問https:/ww.ndc.gcn/ggz/gzy/shgqy/202204/t20220425_1323056.html?code=&state=12316國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告PUE值要求2017 2018 2019 2020 2021 2022 年份國家和地方政策對數(shù)據(jù)中心PUE值要求演變圖一是數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為“東數(shù)西算”工程重要算力基礎(chǔ)設(shè)施，高能耗是其顯著特征。面向“碳達(dá)峰”“碳中和”發(fā)展目標(biāo)，國家和地方持續(xù)出臺一系列政策,PUE(PE)1.3125以下，綠色低碳等級達(dá)到4APUE準(zhǔn)入水平1.3、1.25PUE1.3PUE1.25212112.6%。且我國當(dāng)前在用數(shù)據(jù)中心機架主要分布在北上廣及其周邊地州等省份是我國清潔能源大省，除貴州擁有豐富的水電資源外，其他三地都是風(fēng)光資源的“富集區(qū)”，“東數(shù)西算”工程實施17CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響的需求，提高西部地區(qū)的綠色能源消納水平。及太陽能，風(fēng)能等可再生能源利用，進一步降低數(shù)據(jù)中心能耗及碳排放。中科曙光經(jīng)PUE1.04，達(dá)到全球領(lǐng)先水平。建設(shè)運營綠色低碳數(shù)據(jù)中心實踐不斷涌現(xiàn)，百度云計算（陽泉）中心HVDC、自研“零功耗”置頂冷卻單元及AI1.08。西部（重慶）科學(xué)城先進數(shù)據(jù)中心通過采用浸沒液冷、光伏發(fā)電、微模塊等技術(shù)，整體PUE。新老節(jié)點加快有序銜接，強化算力網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度一方面，將加快新建算力設(shè)施和已有算力設(shè)施銜接配合?！皷|數(shù)西算”工程是一個讓算力資源從過去的分散到相對集中，從個體運營到國家統(tǒng)籌的過程?！皷|數(shù)西算”不是單圖片來源：《202118國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告“東數(shù)西算”工程是一個讓算力資源從過去的分散到相對集中，從個體運營到國家統(tǒng)籌的過程。純的覆蓋原有的算力設(shè)施，按照算力設(shè)施目前布局情況，除了“東數(shù)西算”要建設(shè)的節(jié)點集群外，原來各個地方已經(jīng)有大量的數(shù)據(jù)中心、超算中心和智算中心，將促進新建和已有算力設(shè)施的有機融合。當(dāng)前，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏、山東等地出臺了一體化算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，通過科學(xué)規(guī)劃布局，使國家數(shù)據(jù)中心的集群和現(xiàn)有的各地各類型的算力設(shè)施統(tǒng)籌銜接和配合，從而形成合理分工、科學(xué)聯(lián)動、高效協(xié)作的機制。另一方面，將推動?xùn)|西部算力設(shè)施供需匹配和智能調(diào)度。“東數(shù)西算”要面臨很多類型的數(shù)據(jù)處理需求，以及多樣化的業(yè)務(wù)需求，如何保證東數(shù)和西算形成有效的供需匹配成為一個重要難題。如果沒有業(yè)務(wù)保障，算力設(shè)施就無法發(fā)揮應(yīng)有作用，從而造成設(shè)施空置和能源空耗。算力設(shè)施供需匹配將會在國家層面、省市級層面、企業(yè)層面、業(yè)務(wù)層面等多個層級開展面向性能、面向價格、面向效益的多方面測算，從而形成真正的應(yīng)用需求供給和可持續(xù)的勞動力機制。進一步地，作為“東數(shù)西算”未來的神經(jīng)中樞，算力網(wǎng)絡(luò)的集中化調(diào)度是重中之重，有利于將所有的網(wǎng)絡(luò)資源包括帶寬資源和云資源進行統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)的云網(wǎng)協(xié)同。數(shù)字技能水平要求提升，技能人才需求不斷凸顯網(wǎng)調(diào)度等要求的不斷升級，將加大對大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等相關(guān)高50T19CHAPTER1 · 東數(shù)西算對算力新基建的影響IDC《中國中小企業(yè)調(diào)查——企業(yè)數(shù)字化挑戰(zhàn)，2022》IDC《中國中小企業(yè)調(diào)查——企業(yè)數(shù)字化挑戰(zhàn)，2022》20%20%存在員工IT15%15%數(shù)字化轉(zhuǎn)型10%超10%的企業(yè)不具備數(shù)字化的IT能力ee另一方面，算力設(shè)施普及將加速各領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，數(shù)字技能人才需求加大?！皷|數(shù)西算不僅有助于改善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不平衡的布局，而且有助于企業(yè)更好地提供云存儲、云計算、數(shù)據(jù)工具、研發(fā)平臺、AI前中國勞動力市場的數(shù)字化人才短缺。根據(jù)DC《中國中小企業(yè)調(diào)查——企業(yè)數(shù)字化10%IT如何進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，超20%的企業(yè)存在員工IT技能不足的問題。《數(shù)字經(jīng)濟就業(yè)影響研究報告》指出，1100110，供需比例嚴(yán)重失衡。20國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告10CHAPTER2 · 1012經(jīng)濟邁向全面擴展期，數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重達(dá)到10％濟，已經(jīng)成為中國經(jīng)濟戰(zhàn)略的重中之重。發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，算力又是重要支撐，算力作為核心生產(chǎn)力成為共識。2018學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員張云泉提出算力經(jīng)濟概念，指出以計算為核心的算力經(jīng)濟將成為衡量一個地方數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展程度的代表性指標(biāo)和新舊動能轉(zhuǎn)換的主要手段，算力經(jīng)濟涵蓋算力基礎(chǔ)設(shè)施、算力資源、算力服務(wù)和算力應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)。從中國信通院發(fā)13-41點，GDP1293數(shù)據(jù)來源：《中國算力發(fā)展指數(shù)研究報告》MD結(jié)果基本吻合，從而證明人均算力與國家智能化水平正相關(guān)。算力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越多，數(shù)據(jù)潛力才會不斷被挖掘，因此加快算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化算力資源布局、支持跨區(qū)域算力網(wǎng)絡(luò)實時、靈活調(diào)度運營，提升算力應(yīng)用強度至關(guān)重要。22國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告一、算力基礎(chǔ)設(shè)施化保障資源多元供給綜合來看，算力是硬件和軟件配合共同執(zhí)行某種計算需求的能力。算力服務(wù)是提供算力的一種商業(yè)模式，是包括算力生產(chǎn)者、算力調(diào)度者、算力服務(wù)商以及算力消費者在內(nèi)的算力產(chǎn)業(yè)鏈上算力經(jīng)濟模式的統(tǒng)稱。在加速算力服務(wù)核心技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方面，未來需要加強算力網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施化、開放應(yīng)用模型、云邊協(xié)同、云原生等算力服務(wù)核心技術(shù)布局，打造開放靈活的算力服務(wù)用戶平臺，推動算力經(jīng)濟供給側(cè)改革，激發(fā)算力服務(wù)的范式創(chuàng)新。讓算力像水、電資源一樣隨取隨用，使算力服務(wù)成為一種公共服務(wù)，是年前“人工智能之父”約翰·麥卡錫的預(yù)測。但不同于標(biāo)準(zhǔn)化的電力，因為數(shù)據(jù)來源、結(jié)構(gòu)存在多23CHAPTER2 · 10AI服務(wù)、音視頻服務(wù)等場景有足夠的市場，顯然通用計算無法滿足其效率需求。與此同時，企業(yè)為尋求更加敏捷、靈活和高效的應(yīng)用開發(fā)模式，以加速應(yīng)用的創(chuàng)新和快速上市，如容器、微服務(wù)和DevOps，這些應(yīng)用開發(fā)模式拉近了業(yè)務(wù)和計算平臺之間的聯(lián)系，應(yīng)用開發(fā)團隊將定義基礎(chǔ)設(shè)施的性能、可用性和規(guī)模，直接推動計算平臺架構(gòu)的變革和創(chuàng)新。算力基礎(chǔ)設(shè)施化并非易事，隨著多樣性技術(shù)路線的引入和發(fā)展，以GPU、FPGAARMCPU架構(gòu)的兼容性問題更加突出，多樣性算力的標(biāo)準(zhǔn)化度量與輸出成為挑戰(zhàn)。不同算力平臺（超級計算中心、云數(shù)據(jù)中心、智能計算中心）的技術(shù)方案、系統(tǒng)架構(gòu)、軟件平臺、硬件設(shè)備、服務(wù)保障存在很大差異。要加快算力基礎(chǔ)設(shè)施化進程，需要多類算力基礎(chǔ)設(shè)施并行發(fā)展，保障算力資源的多元供給，圍繞強化數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新支撐來統(tǒng)籌布局云數(shù)據(jù)中心、智能計算中心，超級計算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。1）算力服務(wù)能力是云數(shù)據(jù)中心的基石云計算的推廣，使得算力得以普惠化。用戶按需采購算力、存儲、帶寬即可開展業(yè)務(wù)，可以將精力集中在拓展、開發(fā)新的應(yīng)用，專注于本行業(yè)的知識創(chuàng)新，而不必在基礎(chǔ)硬件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、安全等需求上重復(fù)建設(shè)，也不用擔(dān)心業(yè)務(wù)快速發(fā)展時受困于系統(tǒng)瓶頸。自此，不論是大中小型企業(yè)，亦或是個人，都可以通過不同形式的云(IaaSSaaS)我國的云數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的核心節(jié)點，這幾年飛速發(fā)展。云數(shù)據(jù)中心不僅是算力的聚集地，還是數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)祥地，更是企業(yè)數(shù)字化云計算的推廣，使得算力得以普惠化。用戶按需采購算力、存儲、帶寬即可開展業(yè)務(wù)，可以將精力集中在拓展、開發(fā)新的應(yīng)用，專注于本行業(yè)的知識創(chuàng)新24國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告轉(zhuǎn)型的根據(jù)地。益企研究院在實地考察8個國家算力樞紐節(jié)點、7個數(shù)據(jù)中心集群后發(fā)現(xiàn)，算力基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率，會直接影響到云服務(wù)商的創(chuàng)新能力和盈利能力。全方位的計算力服務(wù)能力是云服務(wù)商競爭力的基石，云服務(wù)商不斷優(yōu)化硬件基礎(chǔ)設(shè)施提升算力效率，尤其在服務(wù)器產(chǎn)品層面，通過高計算密度提供高算力和能效比，通過高速互聯(lián)技術(shù)提升集群的擴展性，通過高度集成化設(shè)計、模塊化和冗余設(shè)計簡化交付部署流程，通過高效率散熱系統(tǒng)打造綠色節(jié)能的集群系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，基于云數(shù)據(jù)中心規(guī)?；瘍?yōu)勢，云服務(wù)商通過規(guī)?；?、定制化能力支撐各項新型業(yè)務(wù)，將新的技術(shù)應(yīng)用于云服務(wù)器來適配云端業(yè)務(wù)場景，通過完善從底層到應(yīng)用層的自研技術(shù)體系，不斷優(yōu)化硬件基礎(chǔ)設(shè)施提升算力效率，快速靈活對市場做出反應(yīng)。為通用算力輸出單元的CPUCPU有更強的核心和更多的核心數(shù)，另一方面需要不同的CPU滿足客戶多元化細(xì)分場景的需求，都與效率有著密不可分的關(guān)系。最大的變化是，在自主可控的大潮推動下，中國“芯”力量正在崛起，國產(chǎn)CPU龍頭海光信息成功登陸科創(chuàng)板，成為22IPO范圍正在追趕主流。25CHAPTER2 · 10從數(shù)字中國萬里行的洞察中發(fā)現(xiàn)，云數(shù)據(jù)中心完成多元算力的布局，但多元算力的多元的開發(fā)生態(tài)體系相對獨立，應(yīng)用的跨架構(gòu)開發(fā)和遷移困難，亟需通過開源、開放的方式建立可屏蔽底層硬件差異的統(tǒng)一異構(gòu)開發(fā)平臺。在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施層面，新基建、雙碳、東數(shù)西算，每年都有新熱點，背后的指導(dǎo)思想則是一以貫之，兼顧效率與均衡、可持續(xù)的發(fā)展。從國家戰(zhàn)略層面來說，希望通過建設(shè)高效集約、普適普惠的新型基礎(chǔ)設(shè)施，推動計算力向綠色化和集約化方向加速演進。2）智算中心成為新熱點AI的快速演進，對傳統(tǒng)計算范式造成了巨大的沖擊，很多特定計算任務(wù)開始涌現(xiàn)，且需要在并行度、吞吐量和時延上做到極致。要和各領(lǐng)域、各場景的知識模型、機理模型甚至物理模型相疊加，形成基于人工智能AI中心，智能計算中心。集約化成為“智算中心”算力基礎(chǔ)設(shè)施的趨勢AI起，解決了調(diào)度和有效利用計算資源、數(shù)據(jù)、算法等問題，同時減少閑置浪費，通過AIAI級公共算力平臺，智算中心支撐類似大模型訓(xùn)練等大算力需求，滿足區(qū)域內(nèi)政府、企26國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告AI不同，集約化成為“智算中心”算力基礎(chǔ)設(shè)施的趨勢，通過AI服務(wù)器把算力高密度地集AIAI5A足包含數(shù)值模擬、AIAI目前智算中心發(fā)展尚處于初期階段卻發(fā)展迅速，智算中心圍繞模型算法來提供更好的AI的模型、AIAI研院所提供普惠AI態(tài)創(chuàng)新和監(jiān)管創(chuàng)新。3）超算2.0：賦能產(chǎn)業(yè)超算算力是基于超級計算機等計算集群所提供的高性能計算能力，可進行普通計算機CPUGPU（64位）計算能力為主。27CHAPTER2 · 102111OP100Linpack因測序、動漫渲染、數(shù)字電影、數(shù)據(jù)挖掘、金融分析以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等領(lǐng)域中擴展。人工智能9%人工智能9%超算中心24%云計算5%金融2%科學(xué)計算3%短視頻4% 互聯(lián)網(wǎng)1%算力服務(wù)46%電信1%工業(yè)/制造1%政府1%電子商務(wù)1%能源/石油1%教育科研1%中國TOP100行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域機器Linpack市場份額圖（2021.11）數(shù)據(jù)來源：《2021年中國高性能計算機發(fā)展現(xiàn)狀分析與展望》在應(yīng)用領(lǐng)域新增算力服務(wù)，充分反映了在大數(shù)據(jù)、人工智能算法和算力三駕馬車協(xié)同配合時代中算力經(jīng)濟的發(fā)展，算力的多樣化正成為高性能計算領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。用等資源的共享與交易，同時向用戶提供多樣化的算力服務(wù)。28國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家超級計算中心共有十所，分別是國家超級計算天4）云邊融合邊緣暨核心些需求可以通過固網(wǎng)、光纖等技術(shù)來滿足，但很多場景無法用“有線”來解決，比如在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。在不同場景下，人們對邊緣的理解不同，就運營商而言，一是從行政區(qū)劃角度，從全國到省一級，再到地市級、縣鄉(xiāng)級，越遠(yuǎn)就相對越邊緣；另一個角度是從運營商組網(wǎng)層面，從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)，再到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，靠近接入網(wǎng)的站點，就可定義為邊緣站點。而從應(yīng)用的角度，除了大型數(shù)據(jù)中心以及云計算中心節(jié)點之外，都可以稱作邊緣。比如從最接近用戶側(cè)的家用路由器或者工廠里的工控機，到園區(qū)的計算以及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，以及一些區(qū)域數(shù)據(jù)中心，都可以稱作邊緣的數(shù)據(jù)中心。5G還是邊緣計算，主要目標(biāo)就是為行業(yè)用戶提供服務(wù)，尤其是算力服務(wù)。但中國的行業(yè)種類繁多，不同的應(yīng)用場景必然導(dǎo)致不同的算力需求，邊緣計算的業(yè)務(wù)差異性大，這些差異性的業(yè)務(wù)在一個相對規(guī)模不是很大的匯聚節(jié)點要去呈現(xiàn)，在一個資源相對有限的邊緣數(shù)據(jù)中心去滿足不同業(yè)務(wù)提出的算力需求，需要邊緣數(shù)據(jù)中心的設(shè)備能夠盡量通用、開放。這就需要積極構(gòu)建城市內(nèi)的邊緣算力供給體系，支撐邊緣數(shù)據(jù)的計算、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，滿足極低時延的新型業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。引導(dǎo)城市邊緣數(shù)據(jù)中心與29CHAPTER2 · 10年）》中提到，深化協(xié)同，推動新型數(shù)據(jù)中心與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同建設(shè)，推進新型數(shù)據(jù)中心集5）算網(wǎng)協(xié)同算網(wǎng)融合無論是邊緣數(shù)據(jù)中心間，邊緣數(shù)據(jù)中心與核心數(shù)據(jù)中心集群間的組網(wǎng)、還是不同算力集群之間組網(wǎng)，提升算力網(wǎng)絡(luò)支撐能力，構(gòu)筑新型的算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是推動算力基要一體化、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)中心集群和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同支撐。年底，全國數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模年均增速保持在20%左右，平均利用率力爭提升60%00EFOPS，高性能算力占比達(dá)到10%。國家樞紐節(jié)點0%PUE1.31.2520毫秒。一方面要盡快補足算力樞紐節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)薄弱環(huán)節(jié)，另一方面，逐步建立算網(wǎng)協(xié)同聯(lián)動3031國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告31國家算力網(wǎng)絡(luò)是一個系統(tǒng)工程，包括算力供給、算力管理、算力服務(wù)等多個方面。一方面要盡快補足算力樞紐節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)薄弱環(huán)節(jié)，另一方面，逐步建立算網(wǎng)協(xié)同聯(lián)動機制，推動算力網(wǎng)絡(luò)需求和供給有效對接。捷的調(diào)度與應(yīng)用。算力網(wǎng)絡(luò)使能各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要各方共同打造新架構(gòu)和底層技術(shù)，構(gòu)建靈活敏捷的算力底座，打造泛在多維立體的算力網(wǎng)絡(luò)，來滿足算力資源高效連接，按需分配，靈活調(diào)動。為此，可充分發(fā)揮我國的體制優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，提升自主創(chuàng)新能力。加快算力網(wǎng)絡(luò)智能運維和融合架構(gòu)等領(lǐng)域的創(chuàng)新突破，通過算力設(shè)施由東向西布局，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效轉(zhuǎn)移，促進中西部地區(qū)數(shù)據(jù)流通、價值傳遞，推動算力設(shè)施能效水平和綠色用能水平的提升。CHAPTER2 CHAPTER2 · 10二、關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的安全性要求數(shù)字世界有多高效，可能也就有多脆弱。安全問題近些年變得愈演愈烈，勒索病毒與黑客攻擊無時無刻不在進行。受新冠疫情流行和全球數(shù)字化進程加快的驅(qū)動，一定程度上因網(wǎng)絡(luò)開放度的提升和接口的增多，給勒索病毒提供了新的攻擊面。21（ColnialPieline）就遭受病毒勒索，隨后，科洛尼爾主動切斷了某些系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，造成油料運輸不正常，導(dǎo)致東海岸45%的汽油、柴油等燃料供應(yīng)受到影響，最后公司無奈支付了500“釋”就在3（KojimaIndustriesCorp）公司同樣受到“勒索軟件”14285%，損失上億美元。當(dāng)惡意攻擊行為的攻擊面擴大，客戶希望得到從芯片到安全OS、軟件接口、安全應(yīng)用等業(yè)務(wù)的全流程、全生命周期的數(shù)據(jù)安全服務(wù)，基于硬件的可信執(zhí)行環(huán)境TEE（Trustedexecutionenvironment）在云計算環(huán)境中成為趨勢，算力提供商正努力在源頭上封堵可能存在的漏洞。1、獨立的安全子系統(tǒng)CPUCPUL3Cache成倍增長。這些核心功能的持續(xù)進步，容易讓人忽略，其安全特性也在不斷完善。AMD核心是CPUArmCor-A52位微控制/(SPIOM)證的引導(dǎo)。ROM，ROM外引導(dǎo)加載程序。引導(dǎo)加載程序在x86核心開始執(zhí)行BIOSBIOS，證和加載安全協(xié)處理器使用的代碼以提供密鑰管理。32國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告處理器的SME設(shè)計 圖片來源：《2021中國云數(shù)據(jù)考察報告》(SecureEncryptedVirtualization，SEV)在云計hypervisorID在安全性方面，ConfidentialComputeArchitecture(CCA)，中文名稱為機密計算架構(gòu)，這是一種基于架構(gòu)層面的安全防護能力，通過打造基于硬件的安全運行環(huán)境來執(zhí)行計算，保護部分代碼和數(shù)據(jù)，免于被存取或修改，乃至不受特權(quán)軟件的影響。33CHAPTER2 · 10Arm機密計算架構(gòu)(左)，Android11和OpenSUSE引入的內(nèi)存標(biāo)簽擴展技術(shù)(右)圖片來源：《2021中國云數(shù)據(jù)中心考察報告》CCA引入了動態(tài)創(chuàng)建機密領(lǐng)域(Realms)hypervisorHypervisor“領(lǐng)域管理器(ealmsmanager)ypervisor使用領(lǐng)域的優(yōu)勢在于極大地減少了在設(shè)備上運行給定應(yīng)用程序的信任鏈，操作系統(tǒng)在很大程度上對安全問題變得透明，也允許需要監(jiān)督控制的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序能夠在任何設(shè)備上運行。何在內(nèi)存安全漏洞被利用之前就能發(fā)現(xiàn)問題，是提高全球軟件安全的重要一步。34圖片來源：《2021圖片來源：《20212、從硬件直達(dá)云上的內(nèi)生安全能力從數(shù)據(jù)中心的角度，需要實現(xiàn)從數(shù)據(jù)中心的防護到數(shù)據(jù)防護的一體化解決方案，這意IaaS和9平衡方面，開始探索數(shù)據(jù)治理的新理念和新方法，從法律、技術(shù)、安全、制度等多個統(tǒng)安全、虛擬化安全建設(shè)，聚焦云平臺安全監(jiān)控和安全運營、身份訪問控制和全鏈路防護體系，滿足大理州云上應(yīng)用系統(tǒng)安全防護需求。CHAPTER2 · 10三、信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)化：國產(chǎn)化、自主化從年開始，信創(chuàng)趨勢越發(fā)明確，站在用戶角度，信創(chuàng)落地最佳的方案是通過云IT落地速度加快，為網(wǎng)絡(luò)信息體系建設(shè)提供完全自主可控的基礎(chǔ)支撐環(huán)境。國產(chǎn)化云采用自主和安全的架構(gòu)體系搭建，從底層芯片、服務(wù)器的底層硬件與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫到云服務(wù)的全棧打通，整合集成、監(jiān)理、運維、安全、項目管理等服務(wù)，既滿足行業(yè)的數(shù)字化升級需求，還有效保證國家和企業(yè)云服務(wù)的安全性和可控性。在自主可控的大潮推動下，算力成為了企業(yè)發(fā)展的核心助力之一。基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)架構(gòu)迭代中，中國“芯”力量開始登上舞臺，國產(chǎn)技術(shù)的成熟度和應(yīng)用程度正在提升，從傳統(tǒng)的電腦到服務(wù)器，從芯到云，信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)化加速進程中，“承上啟下“的適配作用不可忽視，如果數(shù)字底座全為國產(chǎn)化，需要全流程的適配服務(wù)，包括為國產(chǎn)信創(chuàng)云的遷移適配提供組織規(guī)劃、適配認(rèn)證服務(wù)、資源保障、人才保障以此來支撐云平臺上的不同智慧場景。這樣國產(chǎn)化從“可用”邁向“好用”。中國電子信創(chuàng)云基地(順義) 圖片來《2021中國云數(shù)據(jù)考察報告》3637國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告37在順義，中國電子按照國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)打造了中國電子信創(chuàng)云基地，支ARM架構(gòu)和x86中國產(chǎn)化飛騰ARM體系的資源，作為現(xiàn)有部分適配難度較大的業(yè)務(wù)運行的非信創(chuàng)過渡資源池，服務(wù)諸多央企和政府用戶。長沙人工智能計算平臺核心模塊，采用曙光5A主硬件構(gòu)建異構(gòu)計算平臺，確保實現(xiàn)混合多元算力覆蓋，滿足不同需求的計算模擬仿真、人工智能模型訓(xùn)練推理、大數(shù)據(jù)分析與可視化等多類應(yīng)用場景；另一方面，基于進自主硬件與學(xué)習(xí)框架的深度適配與優(yōu)化，支撐企業(yè)用戶進一步開發(fā)、移植和優(yōu)化算法模型和應(yīng)用軟件。CHAPTER2 · 10四、算力設(shè)施整體能耗偏高，綠色低碳應(yīng)用仍需持續(xù)推廣新型節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用程度有待提高。我國數(shù)據(jù)中心總體上還處于小而散12%。大部分中小數(shù)據(jù)中心多依賴空調(diào)、冷水機等設(shè)備來降溫，受自然冷源、氣候等環(huán)境因素影國數(shù)據(jù)中心平均PUE1，并且有相當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)中心PUE1.82.0IT設(shè)備器件性能提高和單機柜功耗的增加，發(fā)熱量隨之上升，數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的電能消耗還在不斷持續(xù)增高。由于早期政策相對寬松，精確監(jiān)管存在困難，市場應(yīng)用規(guī)模有限，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不足，可靠性不足和不合理等原因，相關(guān)創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)并未大規(guī)模應(yīng)用。新型液冷技術(shù)有待加大推廣應(yīng)用。液冷是指借助高比熱容的液體作為熱量傳輸介質(zhì)滿足服務(wù)器等IT設(shè)備散熱需求的一種冷卻方式。有數(shù)據(jù)顯示，液冷比傳統(tǒng)風(fēng)冷具備更強的冷卻能力，其冷卻力是空氣的1000-30002525-3530%-50%PE1.21。例如在北京冬奧云數(shù)據(jù)中心部署了浸沒式液冷集群，對數(shù)據(jù)設(shè)備采用了環(huán)保節(jié)能的自然冷卻技術(shù)，年平均PUE低于在東數(shù)西算的布局中，從雙碳角度看，西部的數(shù)據(jù)中心，從雙碳角度應(yīng)該有兩大優(yōu)勢：一是就地消納豐富二是氣候條件好，可以充分利用自然冷源，降低對電能的消耗。38國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告圖片來源：《2021從我國數(shù)據(jù)中心的實踐來看，這個問題可能更加棘手。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前我國僅有41%PUE14“東數(shù)西算”工程發(fā)布的文件中可以看到，此次PUE1.25，1.2，能效指標(biāo)更嚴(yán)格。如何通過技術(shù)方案有效降低PUE是溫控系統(tǒng)發(fā)展的重點。為了給數(shù)據(jù)中心計算節(jié)點的核心部件這些特殊液體沸點較低，通過遇熱氣化將設(shè)備內(nèi)部的CPU、內(nèi)存、電源系統(tǒng)等發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移出IT設(shè)備，再與水做熱交換，最終將熱量排出，以達(dá)到良好的降溫節(jié)能效果。圖中液冷計算節(jié)點能夠?qū)?shù)據(jù)中心能效比PUE20%。這是曙光自主研發(fā)的浸沒式相變液冷技術(shù)，曙光浸沒

20222攝于中科曙光北京一數(shù)據(jù)中心39CHAPTER2 CHAPTER2 · 10式相變液冷技術(shù)可助數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)全地域全年自然冷卻，PUE1.4。液冷方案的優(yōu)勢主要是靠近熱源、溫度均勻、能耗低，其方案占比正在快速提升。當(dāng)然任何技術(shù)的發(fā)展不是一蹴而就，十年前曙光開始探索液冷技術(shù)，并率先在全國開60署的液冷服務(wù)器節(jié)點已達(dá)數(shù)萬臺，居國內(nèi)市場份額之首。另外，數(shù)字中國萬里行團隊考察阿里巴巴浙江云計算仁和數(shù)據(jù)中心發(fā)現(xiàn)，采用了服務(wù)器全浸沒液冷等多項節(jié)能技術(shù)進行規(guī)劃設(shè)計與建造，運算產(chǎn)生熱量可被直接吸收進入外循環(huán)冷卻，全程用于散熱的能耗幾乎為零，PUE低至1.09。件好，可以充分利用自然冷源，降低對電能的消耗。其中，很多符合“西算”標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心，廣泛應(yīng)用了以間接蒸發(fā)制冷為代表的節(jié)能方案，在張家口數(shù)據(jù)中心集群、和10個月以上的時間可以使用自然冷源，年P(guān)UE1.2。大型互聯(lián)網(wǎng)和云計算公司主導(dǎo)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，將對液冷服務(wù)器的大規(guī)模應(yīng)用產(chǎn)生決定性影響。因為他們既有足夠的體量和應(yīng)用需求，對數(shù)據(jù)中心建設(shè)也有足夠的掌控能力。40國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告（重慶數(shù)據(jù)中心采用了浸沒液冷技術(shù)、余熱回收、綠色建筑、清潔能源（光伏）等多種相關(guān)PUE1144，年節(jié)省用電約為464.8Mh，年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤13149用、到散熱的合理規(guī)劃、機房設(shè)計、布局和使用等多方面的合理布局，全面提高機房散熱效率，降低機房的整體能耗，最終達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。對清潔能源的開發(fā)利用還有較大提升空間。數(shù)據(jù)中心面臨著區(qū)域性發(fā)展不均衡的問題，東部地區(qū)供給不足和西部地區(qū)供給過剩的結(jié)構(gòu)性矛盾較為突出。據(jù)測算，由于光伏和風(fēng)力等可再生能源的不穩(wěn)定特點，我國西北部地區(qū)每年棄風(fēng)棄光電量約125億度，如果在這些地方依托電廠和電網(wǎng)布局就近建設(shè)大型以上數(shù)據(jù)中心，并利用儲能系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)創(chuàng)新解決穩(wěn)定負(fù)載的柔性供能問題，可以促進可再生能源開發(fā)利用，有效降低中西部地區(qū)棄風(fēng)和棄光電量，進一步減少碳排放。冷系統(tǒng)節(jié)能減排、IT降溫，攜帶熱量介質(zhì)為空氣，存在余熱流動緩慢、不適合長距離運輸?shù)热毕?，余熱收圖片來源：《202141CHAPTER2 · 10集及運輸難度較大，成本較高、回收利用率低，所以，絕大部分余熱直接排向空氣。年7熱”作為重點任務(wù)。數(shù)據(jù)中心余熱回收利用也是通過梯次綜合能源利用，是促進全行業(yè)院、辦公、酒店等用熱單位持續(xù)供暖，替代其他用于供暖的能源。11.2%年數(shù)據(jù)中心耗電量2000億千瓦時估算，如果這些余熱被完全利用將減少約2230萬噸二氧化碳排放。在數(shù)據(jù)中心節(jié)能方面，目前業(yè)界對清潔能源利用、機房建筑節(jié)能設(shè)計、余熱回收、服務(wù)器硬件節(jié)能等方面進行了較多的探討。除此之外，對于軟件復(fù)合節(jié)能優(yōu)化的研究開始在起步階段，如數(shù)據(jù)庫作為云計算的基礎(chǔ)服務(wù)之一，其性能的提升將會直接影響硬件設(shè)備的使用效率。今年8月，騰訊云聯(lián)合多家產(chǎn)業(yè)機構(gòu)與中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會發(fā)42國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告2021年7月，國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出將“推進工業(yè)余壓余熱、廢水廢氣廢液的資源化利用，實現(xiàn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展，積極推廣集中供氣供熱”作為重點任務(wù)。數(shù)據(jù)中心余熱回收利用也是通過梯次綜合能源利用，是促進全行業(yè)節(jié)能降碳重要探索方向。布國內(nèi)首個數(shù)據(jù)庫節(jié)能減排報告《鍵值型數(shù)據(jù)庫技術(shù)及節(jié)能要求》，這個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，讓騰訊數(shù)據(jù)中心的節(jié)能能夠達(dá)到30%以上，為行業(yè)內(nèi)軟件的節(jié)能減排提供了解題新思路。1001.5CP2500PC，PC全年出貨量，通過騰訊云遨馳分布式云操作系統(tǒng)的高效調(diào)度，可以提升30以上利用率，相當(dāng)于節(jié)省30.5.4噸，碳排放當(dāng)量約為種植286萬棵大樹，約合2500個足球場面積的森林。五、高密度機柜功率密度提升數(shù)據(jù)中心的生命周期包括規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行和評估等階段，功率密度是數(shù)據(jù)中心在規(guī)劃和設(shè)計階段需要明確的一個重要參數(shù)，當(dāng)前業(yè)界普遍接受用“單機架用電”參數(shù)來表示數(shù)據(jù)中心功率密度。通過梳理全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)近年來數(shù)據(jù)中心作為信息基礎(chǔ)設(shè)施，其功率密度在逐年上升。據(jù)UptimeInstitute全球數(shù)據(jù)中心調(diào)查報告》顯示71％的數(shù)據(jù)中心平均功率密度低10/5~9/2016％等領(lǐng)域還不高，但總體上升趨勢明顯。年數(shù)據(jù)中心平均單機架功率43CHAPTER2 · 10為20175.6kW/201115%，預(yù)計未來數(shù)據(jù)中心的功率密度還將繼續(xù)上升?；A(chǔ)電信運營商、第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商及大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是我國數(shù)據(jù)中心的主要參與者。目前在我國數(shù)據(jù)中心市場中基礎(chǔ)電信運營商仍占據(jù)主要市場，第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商是除基礎(chǔ)電信運營商外的重要組成部分，BAT等大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也成為重要的數(shù)據(jù)中心持有和運營主體。經(jīng)過統(tǒng)計分析，基礎(chǔ)電信運營商、第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商和大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心功率密度情況為：我國三大基礎(chǔ)電信運營商建設(shè)數(shù)據(jù)中心主要滿足通信建設(shè)需要及帶寬租用、云計算服務(wù)等業(yè)務(wù)。根據(jù)中國信通院對截至年已用情況進行調(diào)研統(tǒng)計，當(dāng)前三大基礎(chǔ)46W/數(shù)據(jù)中心功率密度與數(shù)據(jù)中心規(guī)模呈正相關(guān)關(guān)系，數(shù)據(jù)中心規(guī)模越大，部署功率密度相對也越高。除基礎(chǔ)電信運營商外，數(shù)據(jù)中心租賃和服務(wù)市場最大的參與群體是第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商，目前我國第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商數(shù)量多、分布零散。通過分析，第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商數(shù)據(jù)中心功率密度與服務(wù)的客戶和承載的業(yè)務(wù)緊密相關(guān)，當(dāng)數(shù)據(jù)中心的用戶群體集中為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云服務(wù)商，主要提供批發(fā)服務(wù)時，功率密度受上層密集的計算業(yè)務(wù)影響會相對較高。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的用戶群體較分散，或主要面向中小企業(yè)提供零售型服務(wù)時，功率密度則會相對較低。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)雜度不斷提高和需求量的快速擴張，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始自建自運營數(shù)據(jù)中心，并自研適合業(yè)務(wù)定位的關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)，積累了眾多技術(shù)創(chuàng)新成果，如整機柜服務(wù)器、微模塊、HVDC、間接蒸發(fā)冷卻、液冷等。在高端計算領(lǐng)域，中科曙光基于浸沒液冷技術(shù)和高密度刀片系統(tǒng)高密集成設(shè)計，已經(jīng)將單機柜功率做到了驚人的塊化組裝設(shè)計相結(jié)合，將單位機房計算密度提高了3044國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告曙光相變液冷技術(shù)經(jīng)過分析，造成數(shù)據(jù)中心高密度發(fā)展趨勢的原因主要有以下幾個方面：ITIT大影響了數(shù)據(jù)中心的功率密度與運行處理效率。當(dāng)前人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、超級計算及其相關(guān)應(yīng)用對芯片提出了更高的性能要求，高算力已成為芯片的主要突破方向，為了滿足高算力負(fù)載的需求，需要疊加多核處理器，或者提高單核心的主頻，無論哪種方IT（AI、IAR/VR）的激增導(dǎo)致承載這些應(yīng)用負(fù)載的服務(wù)器設(shè)備（虛擬機、刀片機、多節(jié)點服務(wù)器等）功耗也大幅增加，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心功率密度呈現(xiàn)逐年增大的趨勢。45CHAPTER2 · 10投資回報的統(tǒng)籌考量。部分城市和地區(qū)土地資源緊張、費用高昂，如何利用更小的空間、盡可能低的成本滿足更多的業(yè)務(wù)需求是數(shù)據(jù)中心建設(shè)主體必須考慮的問題，在此情形下，數(shù)據(jù)中心的密度不得不被設(shè)計得越來越高。另外，數(shù)據(jù)中心運營成本中電費是最大的開支，提高功率密度可一定程度上提升配套設(shè)施的利用效率，降低PUE，節(jié)省電費開支。當(dāng)前“新基建”“東數(shù)西算”等政策正在持續(xù)促進數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模擴大，并逐步引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局完善。無論是從發(fā)展現(xiàn)狀還是驅(qū)動因素來看，功率密度提升將成為未來數(shù)據(jù)中心一個重要演進趨勢，并將引起建筑、供電、制冷等多個系統(tǒng)的變革。六、算力智能調(diào)度：跨區(qū)域、跨云、云邊調(diào)度縱觀我國算力經(jīng)濟發(fā)展情況，當(dāng)前算力基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模已位居世界前列，但人均算力尚低，亟需算力服務(wù)靈活地為算力資源供需者協(xié)調(diào)、匹配、調(diào)度算力資源，實現(xiàn)算力資源最大化的利用，其中算力智能調(diào)度是衡量算力服務(wù)水平的關(guān)鍵?；y(tǒng)籌算力智能調(diào)度，建設(shè)若干國家樞紐節(jié)點和大數(shù)據(jù)中心集群。工信部印發(fā)《新型圖片來源：《202146國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告由于邊緣計算節(jié)點所處位置一般較為分散且偏遠(yuǎn)，而運維中心一般集中在地市、云端，這就需要邊緣云平臺具備自動維護、自愈、修復(fù)等能力，保證在無人力值守的情況之下仍然能夠具備智能化的健康監(jiān)測、邊緣自治能力。數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》，明確用3年時間，基本形成布局合理、技術(shù)先進、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟增長相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。在“東數(shù)西算”工程正式啟動的背景下，算力智能調(diào)度的重要性凸顯，云廠商、運營商等在該方向上進行了初步探索，未來在跨區(qū)域、跨云、云邊等方面還存在諸多挑戰(zhàn)。一是算力跨區(qū)域調(diào)度與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同難度大，智能化程度不足。當(dāng)前的算力資源提供商大多以地理區(qū)域為單位，部署服務(wù)管理平臺，主要為特定地理區(qū)域范圍內(nèi)的用戶提供算力服務(wù)。當(dāng)涉及到跨區(qū)域的算力調(diào)度時，首先，需要保障各區(qū)域之間算力樞紐的協(xié)同聯(lián)動，推動跨區(qū)域的算力資源與網(wǎng)絡(luò)的供需對接，實現(xiàn)算力資源的敏捷、智能化的調(diào)度；其次，目前算力資源智能化調(diào)度模型整體調(diào)試、測試周期較長，對于資源請求響應(yīng)較慢，業(yè)務(wù)調(diào)度效率較為低下；最后，由于我國不同地區(qū)之間網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)程度層次不齊，存在算力樞紐節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)薄弱的問題，這將有可能導(dǎo)致算力資源傳輸時間、響應(yīng)時間過長等問題。針對跨區(qū)域的算力資源調(diào)度面臨的協(xié)調(diào)、管理難度較大的問題，需要建立起算力、算網(wǎng)的跨區(qū)域協(xié)同聯(lián)動機制，在資源方面，算力資源提供方可以通過在調(diào)度的各區(qū)域之間建立起統(tǒng)一的算力資源管理平臺的方式解決，平臺需要建立算力資源與網(wǎng)絡(luò)地址的映射機制，當(dāng)算力資源的需求方需要跨區(qū)域的算力資源時，算力資源管理平臺將解析出符合算力需求方要求的算力資源所在的地址，通過建立需求方與提供方的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接實現(xiàn)資源的智能化調(diào)度。在智能化調(diào)度模型方面，通過彈性可伸縮架構(gòu)、低延遲輕量化設(shè)A/B47CHAPTER2 · 10圖片來源：《2021中國云數(shù)據(jù)考察報告》現(xiàn)計算資源的高效利用和快速部署。面對跨區(qū)域調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)傳輸問題，需要建立算網(wǎng)一體化協(xié)同調(diào)度能力，例如通過引入AI、Sv6二是算力跨云調(diào)度面臨不同云廠商和云形態(tài)兩方面異構(gòu)的問題，難以統(tǒng)一管理。隨著業(yè)務(wù)發(fā)展帶來的數(shù)據(jù)量的增加，用戶對于計算資源的需求開始呈現(xiàn)多樣化的趨勢，單一的云環(huán)境逐漸難以滿足多樣的計算需求，跨云環(huán)境下的計算資源調(diào)度開始被廣泛應(yīng)用。當(dāng)涉及到的算力資源屬于不同提供商時，一方面，多個服務(wù)管理平臺需要進行接口的打通對接，另一方面，也涉及到不同算力資源的安全性的認(rèn)證保障的問題；當(dāng)涉及到不同云形態(tài)的資源調(diào)度時，一方面，算力資源存在異構(gòu)化、差異化的特點，導(dǎo)致資源的統(tǒng)一分配、調(diào)度、部署較為困難，另一方面，由于不同的云環(huán)境之間存在網(wǎng)絡(luò)隔離，如何實現(xiàn)跨云組網(wǎng)，在不同的云服務(wù)商之間部署工作流，避免網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于臃腫，請求無法敏捷快速響應(yīng)，將是面臨的又一挑戰(zhàn)。針對跨云調(diào)度面臨的問題，目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)、第三方服務(wù)商等，開始建設(shè)大型多云管理平臺，用以屏蔽底層異構(gòu)資源的差異性，實現(xiàn)跨云資源的無差異調(diào)度。目前較為通證和監(jiān)控。多云管理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對于虛機和容器的統(tǒng)一編排調(diào)度，提供無服務(wù)器模4849國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告49式的業(yè)務(wù)訪問能力，使用戶不需要關(guān)注底層資源的調(diào)度、分配，主要關(guān)注業(yè)務(wù)流程的開發(fā)上。三是算力云邊調(diào)度面臨節(jié)點統(tǒng)一管控難度大、邊緣節(jié)點自治能力待提高的問題。在云邊協(xié)同的背景之下，邊緣計算節(jié)點能夠?qū)⒃朴嬎阒行牡挠嬎愫痛鎯δ芰ο鲁粒帘蔚糍Y源的異構(gòu)化和地理位置差異，提供資源一致化的服務(wù)。但由于邊緣計算節(jié)點較為分散，所處環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定性等存在不一致的情況，因此，如何將單個節(jié)點的能力與其他節(jié)點共同整合并與中心云聯(lián)動，進行統(tǒng)一的管控調(diào)度是一個難題。另外，由于邊緣計算節(jié)點所處位置一般較為分散且偏遠(yuǎn)，而運維中心一般集中在地市、云端，這就需要邊緣云平臺具備自動維護、自愈、修復(fù)等能力，保證在無人力值守的情況之下仍然能夠具備智能化的健康監(jiān)測、邊緣自治能力。但由于當(dāng)前邊緣側(cè)面對的場景大多呈現(xiàn)碎片化的特點，因此在網(wǎng)絡(luò)問題、攻擊問題等方面仍存在較大的治理壓力，實現(xiàn)全方位智能化的平臺保護、自治存在較大難度，邊緣節(jié)點自治能力仍有待提高。針對邊緣計算資源分散，難以統(tǒng)一管理的問題，目前邊緣計算節(jié)點多數(shù)采用Kubernetes在分布式計算節(jié)點的健康監(jiān)測方面，應(yīng)建立健康能力檢測的可視化平臺，分布式健康監(jiān)測節(jié)點，在邊緣側(cè)持續(xù)收集節(jié)點的故障信息，快速定位并及時報告。在邊緣節(jié)點自治能力方面，面對碎片化的場景，需要進行分層的應(yīng)對方案設(shè)計，包括設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)SuperEdge器方案提供的邊緣自治能力，能夠保障當(dāng)邊緣節(jié)點與云端網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或處于離線狀態(tài)時，邊緣節(jié)點仍可以自主工作，化解由于網(wǎng)絡(luò)波動帶來的不利影響。CHAPTER2 · 10針對多元算力領(lǐng)域當(dāng)前的挑戰(zhàn)，需共建多樣性算力產(chǎn)業(yè)體系，打造多元產(chǎn)業(yè)生態(tài)、推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同，才能為東數(shù)西算提供強有力的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施。七、多元算力多樣計算5G有主流算力難以滿足多樣化的場景需求。計算密集型應(yīng)用需要計算平臺執(zhí)行邏輯復(fù)雜的調(diào)度任務(wù)，而數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用則需要高效的海量數(shù)據(jù)并發(fā)處理，算力需求和供給結(jié)構(gòu)之間的矛盾逐步顯露。單一計算架構(gòu)和平臺難以適應(yīng)所有計算訴求，面向未來多樣化的業(yè)務(wù)需求，多樣性算力成為必然。而多樣性算力在形勢、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、市場等方面，面臨著如下挑戰(zhàn)。一是國產(chǎn)化計算芯片的性能及工藝仍需提高，自主研發(fā)刻不容緩。在CPU領(lǐng)域，部分國產(chǎn)CPU（例如龍芯）已具備自主指令架構(gòu)系統(tǒng)，同時可兼容已有的基礎(chǔ)軟件或平臺，但仍面臨應(yīng)用生態(tài)的挑戰(zhàn)，在國產(chǎn)化開源操作系統(tǒng)、自主編程語言和編程框架的推廣普及等方面任重道遠(yuǎn)。CPU的海光處理器，因兼容x86指令集，具備成熟而豐富的應(yīng)用生態(tài)環(huán)境，可支持云計算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析、邊緣計算等多領(lǐng)域應(yīng)用，滿足互聯(lián)網(wǎng)、電信、金融、交通、能源等行業(yè)廣泛需求。FPGA領(lǐng)域，AMD作為行業(yè)頭部企業(yè)完成對賽靈思的合并后，將其CPU與賽靈思的FPGA結(jié)合為了CPU+FPGA的異構(gòu)計算模式。而國產(chǎn)FPA16nm28nm2-350國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告GPUGPUIPGUGPUIPIP二是亟需構(gòu)建高效、系統(tǒng)化的協(xié)調(diào)統(tǒng)一的異構(gòu)算力系統(tǒng)。異構(gòu)計算一般指在完成一個計算任務(wù)時，采用一種以上的硬件計算單元、互聯(lián)協(xié)議、差異化架構(gòu)、軟件接口等。異構(gòu)算力包括CPUGPUDPUFPGA構(gòu)算力在流程協(xié)同、芯片互連和軟件適配方面均面臨挑戰(zhàn)，亟需構(gòu)建高效、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的異構(gòu)算力系統(tǒng)，推動算力經(jīng)濟供給側(cè)改革。在技術(shù)設(shè)計流程的協(xié)同上，需保證不同廠商芯片的互聯(lián)互通，可正常協(xié)同工作；在互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)上，需統(tǒng)一各廠商芯片之間的互連標(biāo)準(zhǔn)。在軟件層面上，不同廠商的計算芯片之間需搭建適配的I/O、內(nèi)存通道。多樣性算力服務(wù)如何輸出是算力服務(wù)的核心問題之一，當(dāng)前算力服務(wù)的主要供給形態(tài)包括虛擬機、容器、API虛擬機方面，虛擬機是通用計算云服務(wù)的主要服務(wù)形態(tài)，但針對超算平臺的虛擬化難度較大，難以使用x86虛擬機架構(gòu)適配。虛擬化提供算力資源是未來算力發(fā)展的固有趨勢，但虛擬機的表現(xiàn)形態(tài)可能發(fā)生改變，適配異構(gòu)硬件。APIAPIAPI力服務(wù)使用者來說門檻較高，但也會獲得更好的靈活性。針對多元算力領(lǐng)域當(dāng)前的挑戰(zhàn)，需共建多樣性算力產(chǎn)業(yè)體系，打造多元產(chǎn)業(yè)生態(tài)、推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同，才能為東數(shù)西算提供強有力的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施。51CHAPTER2 CHAPTER2 · 10一是標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)。建立多元算力標(biāo)準(zhǔn)與測評體系，推動通用算力、異構(gòu)算力、智能算力等規(guī)范化建設(shè)與落地實踐。二是服務(wù)升級。提升各類社會算力的資源利用率，提升多樣化算力效率，做到“物盡其用三是共建生態(tài)。打造多樣性算力應(yīng)用與工具體系，在硬件架構(gòu)、算法、軟件等方面實現(xiàn)全鏈條自主可控，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，共建共享豐富多彩的軟硬件適配生態(tài)。八、算力服務(wù)成為新業(yè)態(tài)算力是信息時代的新生產(chǎn)力，是支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的堅實基礎(chǔ)，算力的發(fā)展推進了技術(shù)的升級換代、應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷壯大，而云計算作為算力的生產(chǎn)工具，推動了算力向服務(wù)化邁進。算力新基建熱潮則進一步推動了算力服務(wù)商的發(fā)展，如中科曙光專門成立了曙光智算信息技術(shù)有限公司，以統(tǒng)籌各地算力中心的5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等新技術(shù)快速發(fā)展，GPU、FPA、AI成本的角度大幅度降低計算門檻。算力的服務(wù)對象也將從企業(yè)和大客戶擴展至小微企安防、游戲、視頻等多樣化智能應(yīng)用場景的不斷落地。算力和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展日益呈現(xiàn)一體共生之勢，從網(wǎng)隨算動到算網(wǎng)融合再到算網(wǎng)一體，網(wǎng)絡(luò)從支持連接算力，演進為感知算力、承載算力，實現(xiàn)網(wǎng)在算中、算在網(wǎng)中。與此同時，算力度量、算力原生、算力路由等算網(wǎng)一體技術(shù)日益受到產(chǎn)學(xué)研各界重視，相關(guān)技術(shù)的成熟將持續(xù)推動算網(wǎng)融合向縱深發(fā)展。一是計算服務(wù)化在架構(gòu)方面具有靈活的擴展性。首先，算力服務(wù)將通用計算、智能計構(gòu)計算資源的統(tǒng)一調(diào)度，適應(yīng)不同需求，實現(xiàn)算力的普惠化。其次，計算服務(wù)化是將52國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告圖片來源：《2021現(xiàn)算力的泛在化。再者，計算服務(wù)化通過整合算力資源，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)輸出服務(wù)，避免算力應(yīng)用被固定形式的算力需求所捆綁，實現(xiàn)算力的標(biāo)準(zhǔn)化。二是計算服務(wù)技術(shù)上不斷創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)控制與轉(zhuǎn)發(fā)方面，算力網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)滿足算力對網(wǎng)絡(luò)感知和自智等需求；算力編排與度量方面，通過分布式操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施即代碼（IaC）、算力建模形成標(biāo)準(zhǔn)可量化的算力單元，對泛在算力進行整體度量、編排與調(diào)度；算力運營與服務(wù)方面，云原生、開放應(yīng)用模型（OAM）等技術(shù)對跨域和跨多樣性算力進行整體封裝，并以服務(wù)的形式對外提供，實現(xiàn)隨需隨用的算力應(yīng)用“插座”。三是計算服務(wù)化生態(tài)已成形。首先，以IaC為代表的新型算力管理技術(shù)快速發(fā)展，突破了超算、智算、云計算等異構(gòu)算力難以標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)瓶頸，新型算力管理服務(wù)商應(yīng)運而生；其次，由企業(yè)數(shù)字化帶來的云邊協(xié)同、高性能等算力服務(wù)需求，云服務(wù)商開始提供高性能以及分布式算力等應(yīng)用服務(wù)；再者，與人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)融合的算力服務(wù)將展現(xiàn)雛形，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、科學(xué)計算、工程計算等領(lǐng)域算力應(yīng)用部署。53CHAPTER2 CHAPTER2 · 10可以看到，算力服務(wù)作為一種新興的業(yè)態(tài)，我國已取得初步進展，但目前算力服務(wù)發(fā)展仍存在幾點不足：第一，算力服務(wù)認(rèn)知水平尚淺。我國算力基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模已位居世界前列，但整體算力服務(wù)化水平尚低，在算力經(jīng)濟全面升級和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，對算力服務(wù)的定位、要求與實施路徑重視程度不足，無法充分發(fā)揮算力服務(wù)對算力經(jīng)濟發(fā)展的支撐作用。第二，算力服務(wù)化技術(shù)水平不足。一方面，算力網(wǎng)絡(luò)、IaC、AM、云邊一體分布式操作系統(tǒng)等算力服務(wù)核心技術(shù)目前仍在初步發(fā)展階段，尚不能滿足產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)對第三，算力服務(wù)化新業(yè)態(tài)發(fā)展緩慢。傳統(tǒng)的一對一租賃的云服務(wù)提供模式不能滿足算力消費方與算力提供方的需求，需要集中算力提供方的各類算力資源，統(tǒng)一出售給算”給關(guān)系復(fù)雜、缺乏產(chǎn)業(yè)組織引導(dǎo)等問題，導(dǎo)致算力服務(wù)新業(yè)態(tài)發(fā)展無法跟上快速增長的算力需求。在算力服務(wù)的實踐過程中，曙光公司積極參與東數(shù)西算工程與算力網(wǎng)絡(luò)布局，目前實10（先進計算中心、智能計算中心、一體化大數(shù)據(jù)中心）的極速互聯(lián)與融合調(diào)度，并初步建設(shè)集算力、存儲、數(shù)據(jù)和增值服務(wù)為一體的全國一體化算力服務(wù)平臺，配備面向算力服務(wù)的應(yīng)用支持、技術(shù)服務(wù)相關(guān)運營及運維團隊，共助公共算力服務(wù)事業(yè)。目前，曙光算力平臺已服務(wù)國內(nèi)外10萬+用戶，作業(yè)提交量突破3000萬。九、原生應(yīng)用：云原生、AI原生2171GDP54國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告萬億美元,，高于同期P4PC》報告顯示：未來一家數(shù)字化工廠一天可能產(chǎn)生超過1PB84TB5/402/3這對應(yīng)用軟件提出了簡化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化、智能化、敏捷性、穩(wěn)定性、低成本、高效率等更為嚴(yán)苛的要求，而云原生以業(yè)務(wù)應(yīng)用為中心，通過剝離軟件中非業(yè)務(wù)邏輯的成分，實現(xiàn)聚焦價值、敏捷交付的目標(biāo)，呈現(xiàn)出軟件元素間關(guān)系的松耦合、結(jié)構(gòu)的分布式、屬性的高韌性的特征，賦予應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化封裝部署、聲明式描述、持續(xù)集成持續(xù)交付、按需彈性的能力恰好符合應(yīng)用進化的需求，故而應(yīng)用呈現(xiàn)出云原生的技術(shù)傾向，Gartner95%以上新數(shù)字倡議的基礎(chǔ)。彈性按需是云原生的資源利用優(yōu)勢，但如果資源配置策略設(shè)置不合理可能會導(dǎo)致資源的浪費，同時如果云原生資源利用的計量方式不夠靈活，會使得企業(yè)難以準(zhǔn)確調(diào)控用云成本，造成能耗的浪費。在萬物智聯(lián)的數(shù)智時代，企業(yè)對數(shù)據(jù)挖掘和人工智能的需求極速提升，對應(yīng)用的敏捷性要求持續(xù)攀升，以期在企業(yè)“競存游戲”中，通過高效預(yù)測、高速分析、高頻迭代，高質(zhì)創(chuàng)新，提升企業(yè)的預(yù)見性和決策力，獲取比較優(yōu)勢，以更快的速率感知市場、占領(lǐng)市場。55CHAPTER2 · 10及通過彈性能力和資源混部等手段提升資源利用率。比如騰訊云推出碳排放優(yōu)化器CraneKubernetes臺上的應(yīng)用的實際資源消耗，計算對應(yīng)服務(wù)器功耗，進而計算出應(yīng)用運行所產(chǎn)生的碳排放量。為了最大化享受人工智能技術(shù)紅利，AII面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的AIAIAI應(yīng)用進化帶來新機遇，算力呈現(xiàn)算網(wǎng)原生趨勢。應(yīng)用的原生化演進對服務(wù)于應(yīng)用數(shù)據(jù)面適配應(yīng)用的原生化技術(shù)傾向，需要屏蔽底層資源細(xì)節(jié)，將算力資源池化，全面整合底層基礎(chǔ)設(shè)施的計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、GPUGPUGPU解決算力自身的發(fā)展需求。由于數(shù)據(jù)計算波峰波谷效應(yīng)明顯，所以傳統(tǒng)算力架構(gòu)資源浪費、彈性不足的問題凸顯，而算網(wǎng)原生正是最佳解決方案。結(jié)合資源池化，將算力向水、電一樣按需供給，即用即取。這需要算力系統(tǒng)滿足兩個要求，一是敏捷感應(yīng)上KubernetesGPU最佳分配，通過提供多元異構(gòu)算力服務(wù)，和大數(shù)據(jù)計算、深度學(xué)習(xí)計算、業(yè)務(wù)計算等GPU算力新基建的原生化，實現(xiàn)了算力資源與算力需求的最優(yōu)匹配，同時微服務(wù)容器化松耦合實現(xiàn)了應(yīng)用的安全隔離，以響應(yīng)用戶對流量的不同需求，將強大算力和云服務(wù)的安全性易用性相結(jié)合，其在智能制造、證券金融等領(lǐng)域均有良好應(yīng)用。舉例來說，證券公司提供的“智能投顧”，“智能投研”等人工智能預(yù)測服務(wù)，在傳統(tǒng)架構(gòu)下，業(yè)務(wù)并發(fā)量受限于集群內(nèi)物理GPU的數(shù)量，業(yè)務(wù)伸縮能力受阻。而算網(wǎng)原生則通過資源池化實現(xiàn)了GPU資源的統(tǒng)一調(diào)度、納管，支持不同代的算力卡混合池化，基于容器編56國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告CPUGPU彈性顯著增強。十、規(guī)模化和算網(wǎng)融合國家發(fā)展改革委會同有關(guān)部門研究制定的《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》指出：起步階段，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等跨區(qū)域的國家樞紐節(jié)點(“東數(shù)”區(qū))，原則上布局不超過2個集群；貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等單一行政區(qū)域的國家樞紐節(jié)點(“西算”區(qū))，原則上布局1個集群。在發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群的要求上，除了高能效、低碳、優(yōu)化東西部間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和樞紐節(jié)點間“高可靠港澳結(jié)合相對的地理位置，在全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系中：4“東數(shù)”，自給而不自足，內(nèi)部消)；4“西算”，定位在供給方，主要承接轉(zhuǎn)移過來的需求70%30%樞紐節(jié)點轉(zhuǎn)移；韶關(guān)數(shù)據(jù)中心集群將建成50萬標(biāo)準(zhǔn)機柜、500萬臺服務(wù)器規(guī)模，投500在“東數(shù)西算”工程的8個國家樞紐節(jié)點中，如果嚴(yán)格按照地理位置來劃分，總會由于成渝、貴州兩個樞紐的特殊性，呈現(xiàn)“5+3”而非“東西各4”的格局：57CHAPTER2 · 1053”；35”……1935度較低。10個國家數(shù)據(jù)中心集群(起步區(qū))大致位置，“長三角”是長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)的簡寫圖片來源：《2021中國云數(shù)據(jù)考察報告》這條斜線的劃分也只是相對準(zhǔn)確，譬如貴州位于胡煥庸線的東南側(cè)，反而是成都地區(qū)壓在線上，成都市甚至還“越線”到了西北側(cè)——在一些解讀中，成渝樞紐也被劃為既向甘肅樞紐和貴州樞紐轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，又承接長三角樞紐算力需求的“中間地帶”。但在實際資源稟賦上，成都平原眾所周知，貴州境內(nèi)90%以上的面積是山地和丘陵；從人口分布和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r等方面來看，相對偏西北的成渝樞紐屬于“東數(shù)”，位在其東南的貴州樞紐屬于“西算”，確實是合理的。胡煥庸線的“相對”還在于，其劃分方式在很多區(qū)域內(nèi)部同樣適用，譬如京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)的內(nèi)部，也是東南部的經(jīng)濟發(fā)展更好。像張家口數(shù)據(jù)中心集群之于58國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告京津冀、韶關(guān)數(shù)據(jù)中心集群之于粵港澳大灣區(qū)，基本都處在多山地的西北部?！皷|數(shù)西算”的目的是將東部地區(qū)過于旺盛的算力和數(shù)據(jù)處理需求，轉(zhuǎn)移一部分給更具成本效益、更可持續(xù)發(fā)展的西部地區(qū)承接，其中的關(guān)鍵是“國家樞紐節(jié)點之間進一步打通網(wǎng)絡(luò)傳輸通道”“優(yōu)化東西部間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和樞紐節(jié)點間直連網(wǎng)絡(luò)，才能“提升跨區(qū)域算力調(diào)度水平”。從國家層面來看，2020年提出了算力基礎(chǔ)設(shè)施這一概念，推動算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，并根據(jù)技術(shù)演進和事件陸續(xù)推出了算力網(wǎng)絡(luò)研究報告。電信運營商算力網(wǎng)絡(luò)看成是6G的一部分，希望在云的連接上，加上計算一體化的服務(wù)場景實現(xiàn)業(yè)務(wù)的拓展，重視算力的感知，避免被管道化。從年開始，中國電信和中國移動已經(jīng)為“東數(shù)西算”工程調(diào)整了規(guī)劃，分別推出“2+4+31”和“4+3+X”“4”“31”和“X”“2”“3”是呼和浩特、哈爾濱、貴陽三大跨省中心。59CHAPTER2 · 10算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以分為三個階段：起步階段（算網(wǎng)協(xié)同）、發(fā)展階段（算網(wǎng)融合）和成熟階段（云網(wǎng)一體），從目前來看，發(fā)展算力網(wǎng)絡(luò)要解決幾個矛盾：算力資源布局與需求之間的矛盾；算力效率水平與算力規(guī)模之間的矛盾；雙碳目標(biāo)與算力提升的矛盾；算力信息互通和調(diào)度與算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不完善的矛盾。模型來評估算力網(wǎng)絡(luò)的能力階段，設(shè)定算力、網(wǎng)絡(luò)、融合三個維度，九大因子對算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個階段能力進行綜合評估，從而形成對算力網(wǎng)絡(luò)的一致性標(biāo)尺，助力各企業(yè)明確自身發(fā)展階段，進行合理的規(guī)劃與預(yù)測。同時，東數(shù)西算作為前所未有的算網(wǎng)融合工程，東西橫跨上千公里，接入全國各地的算力節(jié)點，對管理框架提出了新的挑戰(zhàn)。各算力節(jié)點的建設(shè)周期不同步，算網(wǎng)架構(gòu)需要逐步迭代、分級分區(qū)域演進；東數(shù)西算集群間龐大的算網(wǎng)，對算力調(diào)度的計算和維護量巨大，計算和管理工作需要分層分解；不同區(qū)域和集群間的云專網(wǎng)由不同廠商的設(shè)備組成，廠商之間接口不兼容，對算網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的需求，需要大量的對接測試，需要兼顧不同廠商的設(shè)備能力。60國家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報告要實現(xiàn)算力和網(wǎng)絡(luò)的融合運營、智能編排、統(tǒng)一服務(wù)，也需要建立完善的4IO短數(shù)據(jù)搬運路徑，降低搬運功耗，實現(xiàn)芯片級算力與IO合構(gòu)建算力基石。GPUIOAI組網(wǎng)、設(shè)備、流量等綜合信息，并通過強化學(xué)習(xí)對業(yè)務(wù)流量模型進行算力拓?fù)湟?guī)劃和動態(tài)調(diào)整，從而保障算力拓?fù)涫冀K處于最優(yōu)狀態(tài)，滿足大規(guī)模計算集群的部署需求。最后在地域級，目前以新華三為代表的企業(yè)提出“確定性網(wǎng)絡(luò)”確定性服務(wù)是廣域算力互聯(lián)及調(diào)度的關(guān)鍵點，在實際應(yīng)用中具備諸多優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)傳輸層面，傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)傳輸是盡力而為的轉(zhuǎn)發(fā)方式，通過引入確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以保證網(wǎng)絡(luò)層面全方位確定性傳輸，數(shù)據(jù)跨區(qū)域傳輸時延確定可和交通和能源網(wǎng)絡(luò)相比，算力網(wǎng)絡(luò)要復(fù)雜多，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整與演進，算網(wǎng)融合與算力調(diào)度體系的構(gòu)建，需要做很多基礎(chǔ)性的原始創(chuàng)新，還得做大量的技術(shù)攻關(guān)和事件，最終形成東西互補，南北貫通的一體化的算力網(wǎng)。61CHAPTER2 · 10和交通和能源網(wǎng)絡(luò)相比，算力網(wǎng)絡(luò)要復(fù)雜多，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整與演進，算網(wǎng)融合與算力調(diào)度體系的構(gòu)建，需要做很多基礎(chǔ)性的原始創(chuàng)新，還得做大量的技術(shù)攻關(guān)和事件，最終形成東西互補，南北貫通的一體化的算力網(wǎng)?！皷|數(shù)西算”戰(zhàn)略和“一體化大數(shù)據(jù)中心體系”把算力架構(gòu)擴展至多數(shù)據(jù)中心的全局范圍。這些為行業(yè)的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的改進和發(fā)展提供了引領(lǐng)方向，比如氣象業(yè)務(wù)是高度也具有非常鮮明的個性化的業(yè)務(wù)特性，與其他行業(yè)相比有明顯的差異。例如處于核心地位的數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)，需要極強的高性能算力支持，在常規(guī)行業(yè)中很難找到可復(fù)用的需求和解決方案；而氣象數(shù)據(jù)在種類、使用方式的高度復(fù)雜性、應(yīng)用時效等方面的個性化特征，以及其體積的巨大，使得氣象大數(shù)據(jù)與氣象高