國(guó)家超級(jí)計(jì)算成都中心科研人員在巡檢機(jī)房設(shè)備。 新華社記者 劉 坤攝

2022年2月，國(guó)家發(fā)展改革委等4部委聯(lián)合印發(fā)通知，同意在8地啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。

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“東數(shù)西算”工程構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系，有利于提升國(guó)家整體算力水平，擴(kuò)大有效投資，推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。這不僅是推進(jìn)我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措、完成“雙碳”目標(biāo)的有效助力，也是我國(guó)在新型基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)的率先探索。

規(guī)模居全球第二

在位于貴州省貴安新區(qū)的全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家（貴州）主樞紐中心的機(jī)房，服務(wù)器安裝工作已經(jīng)完成，現(xiàn)場(chǎng)工作人員正忙著調(diào)試設(shè)備。據(jù)悉，該項(xiàng)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(jì)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(yùn)營(yíng)。

“經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，我國(guó)算力規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)。梯次優(yōu)化的算力供給體系初步構(gòu)建，算力規(guī)模排名全球第二，近5年年增長(zhǎng)率近30%?！惫I(yè)和信息化部總工程師趙志國(guó)說(shuō)，體系較完整、規(guī)模體量龐大、創(chuàng)新活躍的產(chǎn)業(yè)格局正加快構(gòu)建。當(dāng)前，我國(guó)計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模約占電子信息制造業(yè)的20%，規(guī)模以上企業(yè)有2300余家。

一方面，整機(jī)市場(chǎng)份額不斷攀升。在通用計(jì)算領(lǐng)域，IDC數(shù)據(jù)顯示，浪潮、新華三、戴爾、聯(lián)想、華為排名我國(guó)服務(wù)器市場(chǎng)前五名，國(guó)產(chǎn)品牌市場(chǎng)份額合計(jì)接近75%。在智能計(jì)算領(lǐng)域，浪潮、安警、華為排名我國(guó)人工智能服務(wù)器市場(chǎng)前三名，國(guó)產(chǎn)品牌市場(chǎng)份額達(dá)85%。在高性能計(jì)算領(lǐng)域，我國(guó)超算系統(tǒng)占有量與制造商總裝機(jī)量均保持全球領(lǐng)先。另一方面，產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷完善。國(guó)產(chǎn)芯片已初具規(guī)模，X86、ARM、自主架構(gòu)CPU持續(xù)深化規(guī)模應(yīng)用，百度、寒武紀(jì)等AI芯片加速迭代優(yōu)化，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)逐步向金融、電信、醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用滲透，鯤鵬生態(tài)等計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)日漸完善，覆蓋底層軟硬件、整機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

前不久發(fā)布的《數(shù)字中國(guó)發(fā)展報(bào)告（2022年）》顯示，截至2022年年底，我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)650萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，在用數(shù)據(jù)中心算力總規(guī)模超180EFLOPS?！皷|數(shù)西算”工程從系統(tǒng)布局進(jìn)入全面建設(shè)階段。2022年，京津冀等8個(gè)國(guó)家算力樞紐建設(shè)進(jìn)入深化實(shí)施階段，新開工數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目超60個(gè)，新建數(shù)據(jù)中心規(guī)模超130萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架。

賽迪研究院電子信息研究所所長(zhǎng)溫曉君表示，我國(guó)“東數(shù)西算”工程正式啟動(dòng)以來(lái)，行業(yè)主管部門大力推進(jìn)打造數(shù)網(wǎng)協(xié)同、數(shù)云協(xié)同、云邊協(xié)同、綠色智能的多層次算力設(shè)施體系建設(shè)，三大運(yùn)營(yíng)商加快建設(shè)算力網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施。在此背景下，數(shù)據(jù)中心以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份為主的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)被打破，向支撐行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景算力需求轉(zhuǎn)變。

智能計(jì)算成主要驅(qū)動(dòng)力

隨著我國(guó)算力支撐能力持續(xù)增強(qiáng)，應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)加速涌現(xiàn)。其中，智能計(jì)算作為算力產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展最重要的驅(qū)動(dòng)力，規(guī)模已達(dá)到104EFLOPS，增速為85%，算力占比超過(guò)50%?！吨袊?guó)算力發(fā)展指數(shù)白皮書（2022年）》顯示，截至2022年3月，全國(guó)已投用和在建的人工智能計(jì)算中心均超20個(gè)，為當(dāng)?shù)靥峁┢栈菟懔Γ⒂行е慰蒲袆?chuàng)新和人才培養(yǎng)。

今年3月，位于浙江省杭州市的之江實(shí)驗(yàn)室傳來(lái)喜訊：其參與的“FAST精細(xì)刻畫活躍重復(fù)快速射電暴”成功入選2022年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。研究快速射電暴，離不開對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算，F(xiàn)AST夜以繼日地巡視著浩瀚宇宙，每天能產(chǎn)生高達(dá)300TB的數(shù)據(jù)?！叭绱她嫶笠?guī)模的數(shù)據(jù)量，僅靠科學(xué)家人工分析，很難在短時(shí)間內(nèi)取得突破?！敝瓕?shí)驗(yàn)室主任、智能計(jì)算數(shù)字反應(yīng)堆總設(shè)計(jì)師朱世強(qiáng)介紹，依托之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算數(shù)字反應(yīng)堆大科學(xué)裝置，科研人員能夠深度挖掘FAST觀測(cè)數(shù)據(jù)，規(guī)模化探測(cè)快速射電暴等天體輻射現(xiàn)象。

據(jù)悉，數(shù)字反應(yīng)堆還應(yīng)用于材料、育種、制藥等領(lǐng)域，加速賦能科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！拔覀冏叱隽艘粭l通過(guò)智能計(jì)算助力國(guó)家重大科學(xué)研究實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新成果快速產(chǎn)出的道路。”朱世強(qiáng)說(shuō)。

數(shù)字反應(yīng)堆之所以能在不同領(lǐng)域發(fā)揮作用，離不開對(duì)異構(gòu)算力的調(diào)度能力。“數(shù)字反應(yīng)堆的底層為芯片、機(jī)柜等硬件設(shè)備，中間層是我們自主研發(fā)的‘之江瑤光’智能計(jì)算操作系統(tǒng)，上層對(duì)應(yīng)具體應(yīng)用。”之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算軟件研究中心主任潘愛(ài)民告訴記者，運(yùn)行在不同廠商芯片上的算力，出自不同的系統(tǒng)架構(gòu)或指令集，用戶在切換平臺(tái)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)時(shí)，往往需要重新編寫程序。而“之江瑤光”操作系統(tǒng)就像調(diào)和劑一般，將異構(gòu)的算力資源聚集在一個(gè)平臺(tái)上，可有效解決重復(fù)開發(fā)與不兼容問(wèn)題，降低用戶的使用門檻。

當(dāng)前，市場(chǎng)有效算力供給與行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)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(wèn)題值得關(guān)注?！拔磥?lái)，‘之江瑤光’系統(tǒng)如果能夠被進(jìn)一步普及應(yīng)用，或許能為上述問(wèn)題的解決提供思路。”潘愛(ài)民說(shuō)。

推進(jìn)綠色低碳發(fā)展

各行各業(yè)在享受算力帶來(lái)高價(jià)值的同時(shí)，也不能忽視算力背后的高能耗問(wèn)題。這不僅是能耗、環(huán)境和氣候的挑戰(zhàn)，更是算力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展繞不開的話題。

日前發(fā)布的《2023中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告》提出，推進(jìn)綠色算力發(fā)展，將進(jìn)一步降低算力成本，通過(guò)構(gòu)建公共算力服務(wù)平臺(tái)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)、算力和經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，從而有效賦能千行百業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

近年來(lái)，綠色算力在政策頂層規(guī)劃、技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新和賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型方面取得積極成效。截至2022年年底，我國(guó)已累計(jì)建成153家國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心，全國(guó)規(guī)劃在建的大型以上數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計(jì)電能利用效率（PUE）降至1.3。

2022年3月，國(guó)內(nèi)首個(gè)大型綠色零碳數(shù)據(jù)中心——三峽東岳廟數(shù)據(jù)中心在湖北省宜昌市三峽壩區(qū)右岸建成使用。在該項(xiàng)目中，華為采用業(yè)界最先進(jìn)的智能冷卻方案，將PUE控制在1.25以內(nèi)。智能鋰電備電方案不僅保障了數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，而且節(jié)省供配電面積40%。另外，整體系統(tǒng)解決方案結(jié)合端到端預(yù)制化交付模式，幫助客戶實(shí)現(xiàn)快速部署，相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式，交付周期縮短50%。

中興通訊根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供基于不同液冷技術(shù)的解決方案以及CPU液冷、CPU+內(nèi)存條液冷、CPU+內(nèi)存條+GPU液冷等多種局部定制化方案，以便客戶能夠根據(jù)需求及成本進(jìn)行選擇，助力打造綠色數(shù)據(jù)中心。其中，中興通訊G5系列服務(wù)器新品支持液冷散熱技術(shù)，采用冷板式液冷散熱，可將數(shù)據(jù)中心PUE降至1.15，全管路智能監(jiān)控，漏液秒級(jí)報(bào)警，在實(shí)現(xiàn)綠色低碳的同時(shí)確保產(chǎn)品的可靠性。

當(dāng)前我國(guó)綠色算力發(fā)展處于起步期，雖然各地紛紛發(fā)起綠色算力發(fā)展倡議，但仍缺乏統(tǒng)一的綠色算力評(píng)價(jià)方法。專家建議，應(yīng)深化體制機(jī)制優(yōu)勢(shì)，多部委應(yīng)聯(lián)合完善綠色算力發(fā)展機(jī)制，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綠色算力一體化發(fā)展路徑，研究制定綠色算力發(fā)展指數(shù)。

此外，綠色算力標(biāo)準(zhǔn)體系仍不完善，應(yīng)注重貫穿算力全生命周期的綠色標(biāo)準(zhǔn)，從生產(chǎn)、供給、管理及賦能層面同步實(shí)現(xiàn)綠色算力的新技術(shù)研發(fā)。要加快制定各環(huán)節(jié)安全可靠、國(guó)際先進(jìn)的算力通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)，以用促建，助力綠色算力產(chǎn)品迭代升級(jí)。同時(shí)，引導(dǎo)算力基礎(chǔ)設(shè)施積極應(yīng)用先進(jìn)適用綠色數(shù)據(jù)中心技術(shù)，對(duì)采購(gòu)國(guó)產(chǎn)算力產(chǎn)品的企業(yè)提供適當(dāng)補(bǔ)貼，形成內(nèi)循環(huán)良好生態(tài)。

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