9 月 19 日，“东数西算下新型算力基础设施与发展”研讨会在北京召开，会上发布了《东数西算下新型算力基础设施发展白皮书》(以下简称《白皮书》), 这是“东数西算”战略实施以来，首部算力设施白皮书。
中国科学院院士陈润生、中国工程院院士郑纬民、北京应用物理与计算数学研究所研究员袁国兴，国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广、中国科学院计算技术研究所研究员张云泉，中国科学院计算机网络信息中心研究员陆忠华、国家气象信息中心副总工程师沈文海、中石油集团数据中心总工程师赖能和、国家对地观测科学数据中心副主任王建、中国智能计算产业联盟秘书长安静等专家针对白皮书提出的洞察进行深入探讨。
《白皮书》由单志广、何宝宏、张云泉三大行业专家联合主编，不仅就“东数西算”工程落实中，算力基建面临的诸多挑战进行详细分析，还就 2030 年算力设施的趋势进行展望。
“东数西算”概念有待厘清，落地模式不唯一
会上，陈润生院士表示祝贺《白皮书》的发布，书内提出了很多建设性意见，希望它能为国家、为计算产业的发展作出贡献。郑纬民院士介绍，关于“东数西算”的《白皮书》非常及时要紧，当下产业内概念众多，需要有个权威机构来真正厘清“东数西算”是怎么回事，应该怎么做。袁国兴则说明，当前支持复杂计算应用的算力挑战仍然很大，应让不同类型的计算中心解决不同的应用问题。
图说: 白皮书发布现场，从左: 安静、单志广、陈润生、郑纬民、袁国兴、张云泉
单志广表示，“东数西算”只是“全国一体化大数据中心协同创新体系”的一个下辖概念，而后者旨在推进技术、业务、数据融合，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务，其实现方式不是固定不变的。因此，不一定过度强调“东数西算”，面对不同应用场景，还可能有东数东算、南数北算等模式，应因地制宜。但无论哪种模式，都有着共同的目标，一是促进数据中心资源最大化共享、流通和利用，二是通过数据中心的系统化布局，促进国家碳达峰、碳中和战略实现。
数据中心能耗增速快，节能为硬指标
近几年中国数据中心能耗增速是 61%, 在所有类型的产业里增速最高。《白皮书》指出，目前我国仅有 41% 的数据中心 PUE (电能利用率) 在 1.4 以下，“东数西算”的相关工程，国家和地方持续出台一系列政策限制其 PUE 值，要求东部地区不超过 1.25, 西部地区不超过 1.2。
面对如此严格 PUE 限制，液冷等技术正成为众多新建数据中心选择。单志广介绍，数据中心高能耗是其显著特征，作为“东数西算”工程重要算力基础设施，液体冷却、清洁能源、余热回收等绿色低碳技术应加大推广利用。而液冷技术中国处于国际领先地位，效率可比传统的风冷提高一千到三千倍，所以应该说液冷是未来重大的发展趋势。
曙光液冷技术方案本次也入选《白皮书》作为典型案例，可让数据中心 PUE 最低降至 1.04, 实现全地域全年自然冷却，极大的节约电与水的使用。目前，曙光拥有液冷核心专利超 60 项，部署的液冷服务器节点已达数万个，居国内市场份额之首。
算力成为电力，普惠服务需有统一标准
当前各行业应用对算力的多元化需求日益显著，这就需求“东数西算”可以为用户提供更加通用化、多元化的算力选择。同时，政府投资建设“东数西算”公共基础设施时，也应考虑其通用性和兼容性，以促进技术、数据、业务的最大化利用和流通，促进算力普惠服务。
与此同时，这就给算力网的标准化和调度服务提出了诸多挑战。
张云泉表示，数字文明时代要求算力基础设施资源充沛，随着数字时代的发展，人们在“智能化数字空间”中有随地接入、随时访问算力的需求，而算力若像电力一样方便取用，关键需要统一标准和实现智能化调度，构建起“算力插座”，这需要底层硬件的通用性和软件栈的打通，包括中科曙光在内的企业，也在积极参与其中，解决算力接入、调度、智能化匹配等难题。
《白皮书》介绍，中科曙光专门成立了“曙光智算”子品牌，以统筹各地算力中心的一体化运营和对外服务，大幅度降低计算应用的门槛。目前，曙光不仅拥有自持的海量原生算力资源，还已实现与十余个区域算力中心的接入，并实现了极速互联与融合调度，已初步建成集算力、存储、数据和增值服务为一体的“全国一体化算力服务平台”，目前该平台已服务超 10 万用户，作业提交量突破 3000 万，可提供智能计算、通用计算、高密度计算、云计算等多元算力服务，为国内首个建成、最大规模的算力服务网络。
我国“东数西算”重大工程细节公布，其中哪些细节值得关注？
国家发展改革委、中央网信办、国家能源局联合发布通知，同意在京津冀、长三角地区启动国家计算系统建设粤港澳大湾区、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏电力枢纽节点和10个国家级数据中心集群，全国一体化大数据中心系统总体布局设计已经完成，“东数西算”工程正式启动。
随着我国数字经济的快速发展，整个社会的数据总量呈爆炸式增长，对数据存储、计算、传输和应用设施的需求显着增加。但与此同时，供需失衡、数据中心无序发展等问题不断涌现。也就是说，东方算力资源匮乏与西方算力需求不足并存，迫切需要优化区域内的数字基础设施和应用空间。另一方面，东部部分地区对算力的需求较高，但能耗指标偏紧，电费成本高，数据中心规模化发展有限，而西部部分地区可再生能源丰富，气候适宜，但网络带宽小，网络带宽小，由于区域间数据传输成本高，无法有效满足东部地区的需求。
“东数西算”被认为是继南水北调、西电东送、西气东输之后的又一重大基建工程，有望成为新基建的新起点。提出发展优质基础设施，支持“四型城市”建设：核心经济示范城市、渠道城市、韧性城市、创新城市。虽然市区面积不大，大型基础设施的基本设计已经完成。未来，将通过新技术建设新的基础设施，提高整个基础设施的质量，打造现代化的基础设施体系。随着我国数字经济的蓬勃发展，全社会数据总量呈爆发式增长，对数据存储、计算、传输和应用的需求显着增加。
但与此同时，供需失衡、数据中心无序发展等问题不断涌现：东部计算资源短缺与西部计算能力需求不足并存，区域数字基础设施不完善。应用空间亟待优化。一方面，东部部分地区对算力的需求较高，但用电指标紧张，电费成本高，数据中心规模化发展受限；另一方面，西部部分地区可再生能源丰富，气候适宜，但网络带宽小、跨省数据传输成本高等瓶颈，无法有效满足东部需求。
要实现经济高质量发展，新基建必须发挥带动作用，持续提供强劲动力，国家已经实施了8个算力中心，配合我国数据中心基础设施建设，必然带动数字产业的发展和布局。5G基站覆盖的提升进一步刺激了上游电信设备和下游网络应用的投资，2B、2C产业在各地聚集。城际高铁和城市铁路将进一步缩短城市群的时空联系，加快区域间整合，提高资源流动效率，促进经济效益和社会福祉同步提升。新能源汽车充电桩和人工智能产业基础设施贴近居民生活，产业化规模呈指数级增长。
提高经济质量，需要新基建助推器，但要认识到，新基建本身就是高质量的代表，是实现经济高质量发展的工程。遵循市场规律，做好新基建前期调研、规划设计，支持政策，充分发挥政府和企业各自优势。
“东数西算”全面启动 八枢纽激发数据新活力
近日，国家发展改革委、中央网信办、工信部、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。至此，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。
算力类似于农业时代之水利
工业时代之电力
数字经济正在成为重组要素资源、重塑经济结构、提升市场竞争力的关键力量，数字产业化、产业数字化是我国经济转型升级的重要方向。近年来，随着各行业数字化转型升级进度加快，特别是5G、人工智能、物联网等新技术的快速普及应用，全 社会 数据总量爆发式增长，数据存储、计算、传输、应用的需求大幅提升，迫切需要推动数据中心合理布局、优化供需、绿色集约和互联互通，构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系。
相关研究报告显示，计算力指数平均每提高1个百分点，数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。目前，以数据中心、超级计算中心等为代表的算力基础设施加快建设，正在成为支撑数字经济发展的重要底座。据统计，我国数据增量年均增速超过30%。
1月12日，国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》。作为首个数字经济五年计划，该规划提出，“十四五”时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。建设数据中心集群，加快实施“东数西算”工程，持续推进绿色数字中心建设。
作为“东数西算”工程的关键节点，全国一体化算力网络国家枢纽节点，是我国算力网络的骨干节点。在国家枢纽节点内部，逐步规划和发展若干数据中心集群。
除了2022年1月发布的位于内蒙古枢纽的和林格尔集群、贵州枢纽的贵安集群、甘肃枢纽的庆阳集群、宁夏枢纽的中卫集群这4个国家数据中心集群，此次国家发展改革委等部门又发布了6个国家数据中心集群，分别是位于京津冀枢纽的张家口集群，位于长三角枢纽的长三角生态绿色一体化发展示范区集群、芜湖集群，位于粤港澳枢纽的韶关集群，位于成渝枢纽的天府集群、重庆集群。这10个集群具有明确的地理范围边界，提供充分的政策保障和设施配套，支持各行业的大型、超大型数据中心在集群内建设。在集群和集群之间，建立高速数据中心直联网络。
东部供“数”
西部算“数”
像“西气东输”等工程一样，要实现“东数西算”，也需要建立高速宽带这样的传输设施，并且在枢纽节点方面进行合理的布局。2021年5月，国家发展改革委、中央网信办、工信部、国家能源局发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（以下简称《实施方案》），明确提出布局建设全国算力网络国家枢纽节点，加快实施“东数西算”工程，构建国家算力网络体系。
《实施方案》明确了布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的地区，分别为京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等8个地区。
进入数据中心区域，站在长廊外，透过玻璃看机房，密密麻麻的服务器高效运转，机器人穿梭其中实时巡检……位于贵州贵安新区建设完成的华为云贵安数据中心在2021年年底正式商用，这也是华为云史上最大的数据中心，未来将达到100万台服务器规模。近年来，贵州发挥气候、能源、地质等方面的优势，抢先布局数字新基建。如今，仅在贵安新区，就云集了7个超大型数据中心。国家“东数西算”战略为贵州带来新机遇。
2021年12月，国家发展改革委等部门在《关于同意贵州省启动设全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函》中回复，围绕贵安国家数据中心集群，抓紧优化存量，提升资源利用效率，以支持长三角、粤港澳大湾区等为主，积极承接东部地区算力需求。复函明确了贵安国家数据中心集群应抓紧完成起步区建设目标：数据中心平均上架率不低于65%。数据中心电能利用效率控制在1.2以下，可再生能源使用率显著提升。
国家发展改革委高技术司有关负责人近日在回答国家算力枢纽节点建设布局等问题时表示，关于两批8个节点的布局建设，定位不同，发挥的作用也有所不同。
具体来说，贵州、内蒙古、甘肃、宁夏这4个节点要打造面向全国的非实时性算力保障基地。定位于不断提升算力服务品质和利用效率，充分发挥其资源优势，夯实网络等基础保障，积极承接全国范围的后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝4个节点要服务于重大区域发展战略实施需要。定位于进一步统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局，实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续，优化数据中心供给结构，扩展算力增长空间。
“要像‘南水北调’‘西电东送’一样，发挥我国体制机制优势，从全国角度一体化统筹布局，优化资源配置，提升资源使用效率。”孙伟说。
持续优化数据中心
能源使用效率
“东数西算”工程的实施，与绿色集约的目标不可分割。值得注意的是，数据中心在支撑数字经济快速发展的同时，不可忽略的是由于数据中心需要大量电力维持服务器、储存设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行，能耗和碳排放增长迅速。
中国电子技术标准化研究院发布的《绿色数据中心白皮书2020》指出，近年来，我国数据中心能效水平不断提高，超大型数据中心平均电能利用率（PUE）为1.46，部分优秀绿色数据中心已全球领先，PUE可达1.2-1.3。但目前我国数据中心能耗总量仍在高速增长，明显高于世界平均水平。这一方面是因为我国的数据中心建设规模增速较快，另一方面，我国的数据中心节能存在较大的提升空间。在“双碳”目标的引导和要求下，数据中心的节能减排，势在必行。
2021年11月，国家发展改革委等部门印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》（以下简称《方案》），针对推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展提出了具体目标。
《方案》指出，到2025年，数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到4A级以上。西部数据中心利用率由30%提高到50%以上，东西部算力供需更为均衡。
对于实施“东数西算”工程的意义，孙伟给出了四个“有利于”。具体来说，一是有利于提升国家整体算力水平。通过全国一体化的数据中心布局建设，扩大算力设施规模，提高算力使用效率，实现全国算力的规模化和集约化。
二是有利于促进绿色发展。加大数据中心在西部布局，将大幅提升绿色能源在数据中心的使用比例，有助于就近消纳西部绿色能源，同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施，持续优化数据中心能源利用效率。
三是有利于扩大有效投资。数据中心产业链条长、投资规模大，带动效应强。通过算力枢纽和数据中心集群建设，将有力带动产业上下游投资。
四是有利于促进区域协调发展。孙伟指出，通过算力设施由东向西布局，将带动相关产业有效转移，促进东西部数据流通、价值传递，延展东部发展空间，助力形成西部大开发新格局。
