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    深銳?|“東數西算”:?織一張算力“綠網”

    3月7日,國家發展改革委再次強調要加快打造“東數西算”工程中的10個國家數據中心集群。

    “東數西算”,是指通過構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡體系,把東部算力需求有序引導到西部,優化數據中心建設布局,促進東西部協同發展。打通“數”動脈,織就一張高效率的“算力網”,既緩解東西部資源錯配的問題,也給西部開辟一條發展新路。



    為何我們要實施“東數西算”?目前已確定的十個集群是如何選址的?推進“東數西算”時,又需注意哪些問題?近期廣州日報全媒體記者采訪了中國信通院云計算與大數據研究所所長何寶宏、成都高新減災研究所所長王暾、暨南大學經濟學院助理教授張毅等專家。據介紹,“東數西算”是為解決數據中心行業目前存在的資源錯配、能耗高、電力使用效率低等問題,實施“東數西算”是進行集約化管理,實現國家利益、社會價值最大化、技術經濟最優化的必然選擇。


    為什么要做“東數西算”?

    ——解決數據中心行業幾大痛點


    2月17日,“東數西算”工程正式全面啟動。據國家發改委消息,目前中國的數據中心規模已經達到500萬標準機架,算力達到130EFLOPS(每秒1.3萬億億次浮點運算),且預計未來每年仍將以20%以上的速度增長,需要發揮體制機制優勢,全國一體化布局。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》,“東數西算”工程包括:促進全國數據中心合理布局,有序發展,避免一哄而上,供需失衡。按規劃,中國將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等八地啟動建設國家算力樞紐節點,并規劃了10個國家數據中心集群。

    “‘東數西算’中不是單純地將東部的算力需求一股腦全部引導到西部,而是更多地強調根據數據存儲地以及算力的需求,匹配相應的樞紐節點,從而實現資產配置中的效能最優化方案。一方面,在西部發展數據中心,將后臺加工、存儲備份等對網絡數據傳輸要求不高的業務率先西遷,另一方面,對于網絡以及算力要求較高的業務,比如工業互聯網等則仍可在東部樞紐布局?!濒吣洗髮W經濟學院助理教授張毅說。

    張毅表示,從經濟學角度來說,“東數西算”是促進東西部協同聯動而進行的集約化管理,是實現國家利益、社會價值最大化、技術經濟最優化的重要舉措?!皩嵤畺|數西算’工程不僅可以帶動西部大數據中心建設,同時可以通過數據流帶動資金流、人才流、技術流,實現數據要素跨區域流通,從而更好地起到促進數字化產業集群的效果,促進不同區域協調發展?!?

    而在“靴子”落地前,實際上“東數西算”已經醞釀良久?!白觥畺|數西算’的主要原因,第一就是解決結構性的資源錯配;第二是是從宏觀布局,提高網絡互聯互通水平;第三是助力能效管理,提高效能的同時減少碳排放?!睆堃惴Q。


    西部地區豐富的土地資源和綠色能源,是“東數西算”的有力保障。圖為烏東德水電站(人民視覺)



    1.解決數據中心資源錯配


    一直以來,數據中心行業都定位為高能耗產業。以中國電信為例,2021年數據中心耗電達到56億度,占總耗電量的20%;中國聯通數據中心投產后的運營成本中,電力成本也同樣占比超50%?!皵祿行囊幠5母咚贁U張帶來了各類能源消耗和碳排放快速增長等問題。一方面是‘雙碳’目標,另一方面是不太均衡的資源需求,數據中心的建設和布局面臨新挑戰?!敝袊磐ㄔ涸朴嬎闩c大數據研究所所長何寶宏表示。

    為何會存在資源供需失衡?對此張毅解釋,算力需求主要體現在兩個方面,一是數據處理量巨大, 二是計算結果速度要求極快。 因此算力是實現數字化發展的核心?!坝绊懰懔τ袃蓚€重要因素,一是設備,二是電力?!?

    數據中心建設通常需要考量供需兩端的相關因素。從需求端看,數據的整體需求與人口分布密切相關,算力的整體需求則與產業集群位置相關;從供給端看,則會考慮數據傳輸的物理距離、節點延時的影響、數據中心的電力支出、設備折舊、維護運營等成本?!耙蚨壳?,中國數據中心存在供需失衡問題。我國西部地區資源豐富,但數據中心需求不高,供給過剩;我國東部地區數據中心需求旺盛,但供給受土地、能源等資源限制,數據中心供不應求?!焙螌毢攴Q。

    “除此之外,中國數據中心還存在資源錯配的情況?!睆堃阊a充。根據《2021年中國數據中心市場報告》顯示,全國范圍內累計數據中心存量機柜總數中,華東、華北、華南占比達到79%,“這說明我國大部分的數據中心都集中在東部。而西部地區的土地資源和電力資源更加豐富,數據中心需求卻不高,且電費明顯低于東部地區,這就形成了資源錯配?!?


    重慶渝北區仙桃數據谷(視覺中國)


    2.提高全國網絡互聯互通水平


    “西部地區供給過剩,一定程度上也受數據中心網絡傳輸質量等因素限制?!焙螌毢瓯硎?,通過“東數西算”的相關工程,可以提升我國各大區域間、各數據中心間的網絡能力,積極推進數據中心與網絡協同發展,建設數據中心高速承載網絡,優化數據中心跨網、跨地域數據交互,優先在國家樞紐節點內的新型數據中心集群間形成網絡直連,滿足算力調度需求,不斷提高網絡互聯互通水平。

    成都高新減災研究所所長王暾對此頗有心得。今年年初王暾便去了一趟位于天府新區的成都超算中心,他告訴記者,他們今年將會在災害預警方面開展“云計算+超算”的應用模式。

    據了解,成都高新減災研究所每年需要收集并分析來自全國各地的數據,“我們的數據源種類多達30多種,包括全國各地的降水數據、地震波數據、地形數據、地質數據、滑坡檢測數據等,而‘東數西算’可以有效地促進全國性的信息和計算服務平臺的搭建,可進一步打通‘數據孤島’,有利于計算的優化?!蓖蹶照f。

    王暾告訴記者,5~6年前,他們開展相關數據的處理都是自己搭建服務器,那樣“又貴又麻煩”;之后他們運用華為云等服務器,將數據傳輸并儲存在云上,“但是僅使用云計算也有不足,云計算只要開啟就需要付費,但部分預警數據存在季節性波動,如山洪預警的計算量夏天更大,冬天卻為0,而費用上沒有差異;但超算是按照數量來算,采取‘云計算+超算’結合的方式,我們的總體費用支出預估會減少30%?!?

    對此張毅認為,不只是針對災害預警,“東數西算”還將影響到多個行業,隨著各個產業數字化的發展,數據體量越來越大,數據分析、科研運算等需要的算力不再是由單一的計算機可以獨立完成,“這是一個實現數據中心集約化管理的過程。即集合生產要素進行統一配置,達到降低成本、高效管理,進而集中核心算力力量,獲得可持續競爭的優勢?!?


    “東數西算”工程解讀(人民視覺)


    3.消納西部綠色能源 降低能耗助力“雙碳”


    作為“不冒煙的鋼廠”,數據中心包含大量IT設備、供電設備及制冷設備,需要消耗龐大的電能。據中國信息通信研究院數據,2020年全國數據中心耗電量約760億千瓦時,占全社會總耗電量(75110億千瓦時)的1%。若折算為二氧化碳排放量,2020年全國數據中心二氧化碳排放量近4000萬噸。

    而“東數西算”的出臺,正與 “碳達峰、碳中和”的目標相一致。張毅解釋,在判斷數據中心的使用率時,上架率和PUE值(電能使用效率)常被作為重要指標,“上架率越高,說明該數據中心的利用率越高;PUE值越接近1,說明電能使用效率越高,非IT設備耗能越少,即能效水平越好,該中心的集約化、綠色化水平越高;如果PUE值大于1.5,說明電能使用效率太低,能耗太高?!?

    據了解,目前我國數據中心對綠色能源的平均使用率僅約20%,通過“東數西算”,在西部就地消納光伏、風電等綠電,希望能將該使用率在2025年提高至約80%。據介紹,一個數據中心從建成到退役的全生命周期成本中,能耗成本占據40%~50%?!爱斚掠脩艏杏跂|部地區,但是能源恰恰是西部地區較為豐富,特別是像西南地區的水電,西北地區的風電與光伏等綠色能源豐富,如果可以在西部布局數據中心,一方面可以降低數據中心的能耗成本,另一方面也可以幫助消納當地的綠色能源?!?騰訊云數據中心相關負責人說。


    解析八大“樞紐”與十大“集群”:

    分布位置的選址有講究,具有三類優勢


    張毅在研究了“東數西算”樞紐節點和數據中心集群的地貌和區域經濟后發現,目前十個集群、八個樞紐節點的分布依據主要包括以下幾類:

    第一類集群是具有能源優勢,可再生能源豐富,且電價低。如張家口市的風電、光伏、生物質發電等可再生能源裝機容量達到了2347萬千伏,其中風電裝機規模位列全國首位,可充分發揮可再生能源資源集聚效應;寧夏中衛同樣是西電東輸的重要傳輸通道和電源供應點,其擁有的水電、光伏電站、風電等清潔能源裝機比例超過50%,其現有實際折算電價成本約0.34元~0.36元/千瓦時。

    第二類集群是具有地理優勢,在具備物理降溫條件的同時,受災害天氣影響弱,有利于數據中心的安全可靠運行。如貴安新區氣候涼爽,地質穩定,全年氣溫保持在14℃左右,同時水資源豐富,可以為數據中心企業提供穩定的水冷支持。

    第三類集群則具有區位優勢。張毅分析,其中蕪湖處于長三角一體化發展和中部崛起兩大國家戰略覆蓋范圍,對長三角中西部地區輻射作用明顯。


    韶關數據中心集群:

    兼具三大優勢


    張毅分析稱,以粵港澳大灣區的韶關數據中心集群為例,其同時具有以上三種優勢。一方面,韶關處于南嶺山脈南部,地質構造上位于非地震帶的湘粵褶皺帶,年平均氣溫低,便于物理散熱,可為機房運維節約降溫成本,同時處于災害低發區,受臺風、地震影響小,且不受海風腐蝕,可以確保數據中心的日常平穩運行;在資源方面,作為廣東主要電源基地之一,韶關大工業電價為全省最低,1千伏至10千伏大工業平段電度電價僅0.4717元/千瓦時,比全省平均電價低0.07元/千瓦時;此外,韶關作為國家一級網絡節點北京至粵港澳大灣區(廣州)的必經支點,據統計,2019年韶關市網絡出口寬帶已超3400G,端到端訪問國家路由器時延最快可達到5毫秒,不僅可以有效支撐粵港澳大灣區及周邊省市在數據傳輸上的需求,承接廣州、深圳等地的實時性算力需求,更能引導溫冷業務向西部遷移,構建輻射華南乃至全國的實時性算力中心。

    “并且這些區域都是當地經濟發展較受限的區域,因此通過‘東數西算’,還可以帶動當地的經濟協同發展,通過數據中心建設帶動當地的人才流、技術流,資金流,從而助力當地產業結構調整和經濟轉型,同時東西部算力、電力錯配的情況有望得到改善,助力當前碳中和戰略,提效降排,綠色集約?!睆堃銖慕洕鷮W角度解釋, “因此我個人認為,‘東數西算’工程創造的不僅僅是社會、企業價值以及利潤,更重要的是統籌安排提高能效利用,為未來創造巨大的且難以估量的社會價值。即便投入數據中心的成本龐大,甚至未來數據的傳輸形式發生變化,但對于數據中心而言,其所帶來的社會效益依然遠遠大于投入?!?


    “東數西算”指明方向:

    實現“有序建設” ,將優質高效的數據中心留下來


    據某運營商相關人士透露,在過去,只有運營商才可以持有數據中心的牌照,有需求的企業只能租用;牌照放開后,包括互聯網公司在內的企業開始自建數據中心,因此在“東數西算”工程啟動前,各大運營商紛紛結合自身的需求爭相布局數據中心,但由于缺乏統一的規劃,造成不少數據中心的建設都是受資本主導。

    記者了解到,此前北京發改委曾發文規定,在北京設置數據中心,要求PUE值不能高于1.25,平均上架率不得低于65%。記者詢問該運營商是否了解此前在其他區域設置數據中心的標準,該負責人表示不太了解;而據《2021年中國數據中心市場報告》相關數據顯示,截至2021年10月31日,全國范圍內數據中心年均PUE值為1.49,上架率僅為50.07%,說明其電能使用效率低、利用率低。

    除此之外,相關報告同樣顯示,位于中西部地區的數據中心資源相對過剩,還存在數據中心整體空置率高達50%、上架率不足10%的情況。對此,國家信息中心指出,很多地方政府為發展本地大數據產業,往往不愿將數據中心建在外地或使用外地政務云,即便其成本更低、數據安全有保障。

    因此,“東數西算”工程相當于給所有人指明了一個方向,強調集群內數據中心的平均上架率至少要達到65%以上。騰訊云數據中心相關負責人表示:“在‘東數西算’政策出臺前,數據中心建設和布局有兩個出發點:一是用戶在哪,需求在哪,我們就會考慮在哪布局;二是看當地的配套、成本、土地、電力等,各方面資源綜合考慮。如果沒有導向,企業主要是根據市場行為來作決策,比如考慮需求更旺盛、成本更低或者配套更完善的地方,實際不利于資源的有效配置;但國家通過‘東數西算’工程指定樞紐節點和集群之后,企業會有一個明確的方向,避免隨意分散布局,這樣就更容易產生規模效應,一是便于管理,二是可以壓降成本,有利于資源的宏觀調配和有效配置?!?

    而在“東數西算”啟動后,國內各大企業巨頭以及三大運營商均順應趨勢采取了相應調整:如華為云在中國布局五大數據中心,阿里云則在京津冀、成渝、內蒙古樞紐節點率先設立了數據中心。中國移動相關人士告訴記者,該公司在算力基礎設施方面也同樣將結合公司資源現狀,在國家規劃的數據中心集群和樞紐節點進一步優化數據中心和算力資源布局;中國電信則計劃優化東西部數據中心占比。

    不過張毅也提到,“東數西算”的方案原則是“需求牽引,適度超前”,這意味著2025年之前,中國數據中心行業將會涌入大量投資。因此在推進數據中心的發展與建設“東數西算”時,不論是企業還是政府,難免需要面臨取舍,因此依然需要保持理性,才能實現“有序建設”,切實地將高效優質的數據中心留下來,避免產生數據中心建設過剩的問題。



    來源:廣州日報


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