• 掃一掃上新西部網
  • 不良信息舉報窗口
您的位置:
當前位置: 首頁 >> 新論新著 >> 正文
王春暉:“東數西算”工程的戰略布局
2021-08-10 14:26:40 來源:新西部網 作者:王春暉

近幾年,全球數據總量爆發式增長,中國數據增量年均增速超過30%,數據中心規模從2015年的124萬家增長到2020年的500萬家;新技術、新產業、新業態蓬勃發展,數字技術與實體經濟深度融合,數字便民惠民能力大幅提升,中國已成為全球大數據應用最為活躍、最具潛力、環境最優的國家之一。

為進一步強化全國一體化大數據中心統籌布局,加快推進國家算力網絡基礎設施建設,2021年5月26日,國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局聯合印發《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》(以下稱:《方案》),明確提出布局全國算力網絡國家樞紐節點,啟動實施“東數西算”工程,構建國家算力網絡體系。2021年5月,本人出席在貴陽舉行的2021中國國際大數據產業博覽會開幕式,見證了“全國一體化算力網絡國家樞紐節點建設”的啟動儀式。

所謂“東西算”,是指通過構建類似于“西氣東輸”的“信息通道”,把東部的數據“輸送”到西部進行存儲和計算,在西部建立國家算力樞紐節點,改善數字基礎設施不平衡的布局,發揮數據資本化的最優價值。以下就我國實施“東數西算”工程的戰略布局作簡要分析。

一、我國數據中心的布局存在供需失衡

傳統上,我國通信網絡主要圍繞人口聚集程度進行建設,網絡節點普遍集中于北上廣等一線城市。數據中心對網絡依賴性強,隨之集中于城市部署。

中國數據中心的布局存在一定的供需失衡問題,東部地區應用需求大,但能耗指標緊張、電力成本高,大規模發展數據中心難度和局限性大;一些西部地區可再生能源豐富,氣候適宜,但存在網絡帶寬小、跨省數據傳輸費用高等問題。

筆者2016年曾在《人民郵電報》發文指出,目前的所謂“大數據中心”已經背離了“云計算”的本質,且重復建設和資源浪費現象極其嚴重。國內很多地方,一提到“云”,就是規劃大量的建設用地,建設超大規模的大數據中心或園區,動輒就是幾十億的投資和上百萬新增服務器,存在著很大的盲目性。

筆者曾給國家相關部門建議,國家應注重大數據中心布局的頂層設計,組織專家團隊進行市場需求的調研,對未來市場需求做到準確把握,積極統籌數據中心的科學布局規劃工作,保證在滿足市場有效需求前提下,從供給側發力進行有效引導、合理控制各地數據中心的數量和規模,避免盲目跟風、一哄而上。筆者認為,云計算的核心是數據,本質是軟件和算力服務,而不僅僅是硬件和數據中心,云計算絕不等同于遍地建設數據中心,數據中心的建設應當向西部傾斜。

近年來,隨著數據中心規??焖贁U張,對土地供應、能源保障、氣候條件等提出了更高要求,現有城市資源,特別是東部一線城市資源,已難以滿足持續發展要求,必須盡快轉變以網為中心的發展模式,圍繞數據中心重構網絡格局。

二、重構全國算力網絡國家樞紐節點

“東數西算”工程啟動后,將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝,以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏建設全國算力網絡國家樞紐節點。通過國家樞紐節點布局,優化我國東部地區算力資源緊張、西部地區算力需求不足的不平衡狀況,引導數據中心向西部資源豐富地區及距離適當的一線城市周邊地區集聚,從而實現數據中心的有序發展。

全國一體化算力網絡國家樞紐節點,是作為我國算力網絡的骨干連接點。通過國家樞紐節點,統籌規劃數據中心建設布局,引導大規模數據中心適度集聚,形成數據中心集群。圍繞集群,調整優化網絡結構,加強水、電、能耗指標等方面的配套保障。在集群和集群之間,建立高速數據中心直聯網絡,實施“東數西算”工程,支撐大規模算力調度,構建形成以數據流為導向的新型算力網絡格局。

對于京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝等用戶規模較大、應用需求強烈的節點,重點統籌好城市內部和周邊區域的數據中心布局,實現大規模算力部署與土地、用能、水、電等資源的協調可持續,優化數據中心供給結構,擴展算力增長空間,滿足重大區域發展戰略實施需要。

對于貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等可再生能源豐富、氣候適宜、數據中心綠色發展潛力較大的節點,重點提升算力服務品質和利用效率,充分發揮資源優勢,夯實網絡等基礎保障,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力需求,打造面向全國的非實時性算力保障基地。

根據《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》,大型和超大型數據中心原則上將布局到可再生能源等資源相對豐富的區域,優化網絡、能源等資源保障。

三、國家樞紐節點的建設思路和重點

國家樞紐節點建設的總體思路是“統籌布局、完善標準、一體化實施”。

(一)要做好統籌布局

主要從兩個方面進行統籌:一是統籌國家樞紐節點的網絡、能源、算力、數據、應用等一體化布局和設計,在可再生能源豐富和氣候、地質等條件適宜的區域,建設數據中心集群,實現數據中心綠色、集約、高效發展;二是將規模適中、對網絡實時性要求極高的邊緣數據中心,在城市城區內部合理規劃布局。城市內部原則上不再大規模發展數據中心,同時要加強對已有數據中心的改造升級,提升其算力效能。

(二)完善標準制度

明確數據中心集群建設規模、節能水平、能耗管理、上架率等方面的準入標準。對于服務金融交易、車聯網等領域,網絡時延要求極高的數據中心,允許在城市內部發展;對于服務工業互聯網、人工智能推理等領域,網絡時延要求相對較高的數據中心,鼓勵在數據中心集群發展;對于服務后臺加工、存儲災備等,網絡時延要求不高的數據中心,要優先向貴州、內蒙古、甘肅、寧夏節點轉移。

(三)實施五個一體化推進行動

1.要網絡一體化,圍繞集群建設數據中心直連網,建立合理網絡結算機制,增大網絡帶寬,提高傳輸速度,降低傳輸費用。圍繞集群穩妥有序推進新型互聯網交換中心、互聯網骨干直連點建設。

2.要能源一體化,圍繞集群配套可再生能源電站,擴大可再生能源市場化交易范圍。從省區市層面對數據中心集群進行統一能耗指標調配。集中保障數據中心用地和用水資源。

3.要算力一體化。在集群和城區內部的兩級算力布局下,推動各行業數據中心加強一體化聯通調度,促進多云之間、云和數據中心之間、云和網絡之間的資源聯動,構建算力服務資源池。

4.要數據一體化,建設數據共享開放、政企數據融合應用等數據流通共性設施平臺。試驗多方安全計算、區塊鏈、隱私計算、數據沙箱等技術模式,構建數據可信流通環境。

5.要應用一體化,開展一體化城市數據大腦建設,選擇公共衛生、自然災害、市場監管等突發應急場景,試驗開展“數據靶場”建設,探索不同應急狀態下的數據利用規則和協同機制。

四、加強綠色數據中心建設

數據中心都是不折不扣的“耗能大戶”,需要設置大量的服務器和路由器。為了冷卻這些產生熱量的設備,還需要配備空調、風扇等散熱設備。這都需要消耗龐大的電力,使得電力成本成為數據中心的主要成本。目前,我國數據中心的年用電量已占到全社會用電的2%,而數據總量還在快速增長。為確保實現碳達峰碳中和目標,需要進一步挖掘節能減排潛力。

評價數據中心能耗的指標PUE值(Power Usage Effectiveness的簡寫)這是評價數據中心能源效率的指標,是數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值。PUE = 數據中心總能耗/IT設備能耗,其中數據中心總能耗包括IT設備能耗和制冷、配電等系統的能耗,其值大于1,越接近1表明非IT設備耗能越少,即能效水平越好。比如貴州華為數據中心的平均PUE值在1.4以下,基本達到國際先進水平。

目前,各國都在尋求應對數據中心巨大能耗的方法,如美國科技巨頭微軟就提出了“水下數據中心”實驗,嘗試把服務器放入特殊容器安置在水下,減少散熱的需求;日本富士通則計劃在2023年3月之前,把數據中心的電力消耗改為可再生能源。

中國中西部地區的可再生能源等資源較為豐富,一些地區在地理條件影響下,氣候也更為涼爽,這樣的條件就很適合建設數據中心。華為、蘋果、騰訊等多家科技巨頭都將數據中心建在了貴州,得益于貴州的地理位置和氣候,當地許多地區常年的平均溫度都在16至20攝氏度左右,非常有利于散熱,也可以在夏天節省一部分空調費用。同時,該地海拔適中,很少受到地震、臺風等自然災害影響。

工信部在2019年1月印發的《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》提出,到2022年,全國新建大型、超大型數據中心的PUE值需達到1.4以下。

五、我國低碳數據中心發展路徑

“碳中和”是一個節能減排術語,是指企業、團體或個人測算在一定時間內,直接或間接產生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節能減排等形式,抵消自身產生的二氧化碳排放,實現二氧化碳的“零排放”。而“碳達峰”則指的是碳排放進入平臺期后,進入平穩下降階段。

為實現我國2060年碳中和目標,數據中心行業各方亟需加快研究設立碳中和數據中心目標并付諸實踐,包括但不限于以下方面:一是堅持資源環境優先原則,充分考慮資源環境條件提高數據中心效率;二是深化探索節能減碳技術在數據中心全生命周期建設運營中的應用;三是在自有場所建設自然冷源、余熱回收利用或可再生能源發電等清潔能源利用系統;實施綠色施工,盡可能減少對環境的負面影響;四是使用綠色電力、節能產品,并逐步建立健全綠色供應鏈管理制度。為了實現上述碳中和數據中心目標,需要付諸以下行動:

1.積極進行技術創新。大力開展節能減排技術研發創新,系統優化提升整體能效。大規模采用模塊化建設方式,采用先進高效的IT、網絡、供電制冷技術與方案,如獲得“DC-Tech創新先鋒”榮譽的液冷、微模塊、一體柜、高性能存儲網絡、低時延異構數據中心等,提升數據中心算力算效,降低總體碳排放。鼓勵采用智能化系統和平臺優化數據中心整體能效,持續降低數據中心PUE、WUE。大力開展氫能、儲能、新能源技術研發應用,積極探索優化新的制氫方法提升效率、降低成本;推動使用氫燃料電池、鋰電池儲能等替代備用柴油發電機,將新能源與數據中心建設聯動協同,推動數據中心加快低碳發展。

2.可再生能源交易。隨著電力市場化改革的推進,市場化采購可再生能源項目試點正在加快推進。2020年,伴隨著“可再生能源電力消納保障機制”的正式考核與運行,可再生能源進入更多的省級電力市場,近期包括廣東、山東、京津冀地區在內的地方政府已出臺相關政策。

此外,分布式和大型集中式可再生能源項目發展也正在提速。目前,分布式可再生能源以光伏發電形式為主,已經在部分園區投產使用。投資建設大型集中式可再生能源項目,從長遠來看也是一種可行選擇。此外,購買綠色電力證書也是助力企業實現碳中和的可行的輔助選項。

3.數據中心溫室氣體核查。為響應國家政策并更好地推動數據中心行業節能減排,中國信息通信研究院和中國標準化研究院聯合產業界發布了首個數據中心溫室氣體核查標準——《溫室氣體排放核算與報告要求數據中心》(T/EES 0001-2021)團體標準,開展了一系列數據中心低碳等級評估評測,根據數據中心建設運營所處的階段劃分為規劃類、設計類和運營類,從能源和碳利用效率CUE、碳排放強度、低碳節能技術與方案、低碳戰略與管理等維度進行評價,通過標準和測試工作加速推動數據中心節能減排技術探索和管理模式創新,樹立綠色低碳發展示范和標桿,助力數據中心行業高質量發展。

4.零碳管理披露體系。為填補我國科技企業信息披露體系的空白,并引導企業逐步全面詳實地披露主要能耗、碳排放等信息,中國信息通信研究院云大所設計了適用于國內科技企業的零碳管理披露體系框架,以衡量企業在綠色低碳管理、資源的消耗、不同范圍的碳排放和社會影響等10個方面的情況,并將在雙碳公共服務平臺上展示披露上述數據的優秀科技企業案例。一方面,各科技企業的用能和排放量數據,可以作為政府制定政策和監管的參考依據;另一方面,管理架構、用能和排放數據可以幫助企業自身更好地評估低碳節能風險和機遇,降低碳相關經營風險,并對企業經營決策進行支撐。

六、5G的“雙碳”行動任重道遠

根據GSMA報告指出,目前全球TOP10運營商的年電費總額為140億美金,若按現有能源設備效率,加之現階段全球主要依靠火力發電,以中國網絡耗電年總量超過500億度電為例,5G網絡到來后,預計中國網絡耗電將超過1000億度,造成年272億千克碳排放。

5G的高能耗,主要來自三方面,一是5G AAU設備天線數增多,射頻單元能耗高;二是5G主力頻段高覆蓋小,相比4G需更密的站點以滿足連續覆蓋,從而提高能耗;三是以電源設備、空調設備為代表的相應配套設施的增多,讓5G能耗逐漸提高。

具體來看,5G單站功耗是4G單站的2.5~3.5倍,而有源天線單元的功耗增加是5G基站功耗增加的主要原因。5G部署提速,商用進程加快,進一步推進了產業數字化轉型,賦能千行百業智能升級,并有望給整個社會帶來深刻變革。

盡管5G網絡自身的節能十分重要,但如果單從5G基站輻射、電力的消耗來衡量5G是否環保,是否能成為綠色5G并不全面。

相關數據指出,按每比特計算,5G標準比前幾代技術標準更節能,每比特能源消耗僅為4G的十分之一。事實上,5G在標準設計、參考信號設計、物理結構上都最大化地考慮了節能。其中,3GPP的5G規范要求5G能耗比4G減少90%,ITU要求ICT企業在2030年前將溫室氣體排放量減少45%,降功耗、降成本也是整個5G產業鏈的共同訴求。

可以肯定,未來5G將會滲透到社會的方方面面,促進整個行業的數字化、智能化轉型,必然會帶來各行業實實在在的效率提升和能耗降低。因此,5G也是提高能源效率的重要推動力,將在實現我國可持續發展目標過程中發揮關鍵作用,只有當5G使能許多其他行業以更節能的方式運行時,5G對行業轉型的影響才會真正實現。

作者簡介

王春暉,浙江大學教授、博士生導師,網絡空間治理與數字經濟法治(長三角)研究基地主任兼首席專家、南京郵電大學數字經濟戰略與法治研究中心主任、工信部信息通信經濟專家委員會委員、聯合國世界絲路論壇數字經濟研究院院長、聯合國國際電聯《國際電信規則》中國工作組專家、聯合國國際貿易法律委員會中國觀察員專家團成員、中國通信學會網絡空間安全戰略與法律委員會副主任、中國互聯網協會應用創新工作委員副主任、中國法學會網絡與信息法學研究會常務理事、上海市法學會互聯網司法研究會副會長、江蘇省法學會大數據與人工智能法學研究會副會長、中國數字經濟安全與發展50人論壇執行主席。

(責任編輯 王順利)






63K
讀取內容中,請等待...
中國互聯網違法和不良信息舉報中心 12377
手機舉報APP下載
陜西互聯網違法和不良信息舉報電話 029-85589610
新西部網網違法和不良信息舉報中心 029-85260304
陜西省社會科學院擁有新西部網所有版權 備案號:陜ICP備06011504號-3 技術支持:錦華科技
手機版
欧美成人性生免费看的