“东数西算”统筹优化算力资源

在数字经济时期，算力是数字化转型的重要抓手。2022年2月，我国正式启动“东数西算”工程，规划树立8个算力网络国度枢纽节点以及10个国度数据中心集群。经过一年展开，“东数西算”工程进入全面实施阶段。本期约请专家盘绕相关问题中止研讨。

掌管人 本报理论部主任、研讨员 徐向梅

8个国度算力枢纽节点树立深化实施

掌管人：如何了解“东数西算”，国度对此有哪些政策支持？

何宝宏（中国信通院云计算与大数据研讨所所长）：“东数西算”工程是完成算力资源优化配置，国度利益、社会价值最大化的重要途径。从数据中心树立到数据要素跨域流通，“东数西算”工程是一个系统性课题，经过将东部地域对时延性请求不高的数据传输到西部地域中止计算，系统化合理规划数据中心资源，完成全国数据中心一体化展开。

“东数西算”工程经过数据流引领带动资金流、人才流、技术流，有助于打通东西部数字经济大动脉，完成数字资源、数字算力、数字产业、数字效劳等合理规划，助力数字中国树立。

东部地域经济较兴隆，在数据需求市场、科研人才和技术等方面存在优势，需求处置的数据资源较多，算力需求量大，但土地、能源等资源慌张，数据中心树立成本高。在“东数西算”工程背景下，东部地域将时延性请求高的业务继续留在东部中止计算，把时延性请求不高的数据传输到西部地域，享用水、电、可再生能源等丰厚资源，有利于减少成本。

西部地域具有能源丰厚、温度低等优势，应用自然风冷、可再生能源，有助于降低数据中心PUE值（能源运用效率指标），降低能源耗费。在弃风弃光地域树立数据中心集群，既承接东部地域算力需求，又充沛运用当地水、电、可再生能源等丰厚资源，推进清洁能源开发应用。同时，西部地域为东部迁移的企业提供优惠政策，吸收更多企业向西部搬迁，加速西部地域企业数字化转型，提升数字经济展开水平；完善相关人才引入政策，吸收更多人才到西部展开，提升人才引领展开支撑力。

数据中心产业展开单纯依托产业努力不够，政策引导十分关键。“东数西算”工程需求顶层设计：一是加快完成数据中心集约化、范围化、绿色化展开，构成“数网”体系；二是加快树立完善云资源接入和一体化调度机制，降低算力运用成本和门槛，构成“数纽”体系；三是增强数据流通与管理，打造数字供给链，构成“数链”体系；四是深化大数据在多范畴协同创新，繁荣各行业数据智能应用，构成“数脑”体系；五是加快提升大数据保险水平，强化对算力和数据资源的保险防护，构成“数盾”体系。

“东数西算”工程展开有四个重要时间节点。2021年5月份，国度展开变革委等部门分离发布《全国一体化大数据中心协同创渎体系算力枢纽实施计划》，提出在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地规划树立全国一体化算力网络国度枢纽节点，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平。同年12月份，国度展开变革委等部门分离发布《贯彻落实碳达峰碳中和目的请求推进数据中心和5G等新型基础设备绿色高质量展开实施计划》，提出到2025年，数据中心和5G基本构成绿色集约一体化运转格局。2022年1月份，国务院发布《“十四五”数字经济展开规划》，提出要加快实施“东数西算”工程，推进云网协同展开，提升数据中心跨网络、跨地域数据交互才干，增强面向特定场景的边沿计算才干，强化算力统筹和智能调度。2021年12月份和2022年2月份，国度展开变革委等部门函复同意宁夏回族自治区、内蒙古自治区、贵州省、甘肃省、京津冀地域、长三角地域、成渝地域、粤港澳大湾区启动树立全国一体化算力网络国度枢纽节点。至此，“东数西算”工程树立全面启动，正式进入实施阶段。

依照全国一体化大数据中心体系规划，8个国度算力枢纽节点将作为我国算力网络的主干衔接点，展开数据中心集群，展开数据中心与网络、云计算、大数据之间的协同树立，并作为“东数西算”工程的战略支点，推进算力资源有序向西转移，促进处置东西部算力供需失衡问题。

“东数西算”工程自启动至今，初奏效果。从算力设备来看，目前，8个国度算力枢纽节点树立计划均进入深化实施阶段，起步区新开工数据中心项目抵达60余个，新建数据中心范围超越110万规范机架，项目总投资超越4000亿元，算力集聚效应初步显现。特别是，西部地域数据中心占比稳步进步，全国算力结构逐步优化。另外，国度展开变革委会同有关部门，充沛运用中央预算内投资、政策性开发性金融工具、中央政府专项债等，支持树立国度算力枢纽和数据中心集群树立。同时，鼓舞和支持各地出台电力、网络、用水、用能等方面的配套政策，特别是在绿色能源运用方面大胆探求、创新方式，保障国度算力枢纽顺利树立。

同时，8个国度算力枢纽所在中央政府高度注重，在体制机制、顶层规划等方面树立不时深化，积极出台相关政策，统筹规划全面推进集群树立。宁夏回族自治区人民政府办公厅印发《全国一体化算力网络国度枢纽节点宁夏枢纽树立2022年推进计划》《关于加快推进“东数西算”工程树立全国一体化算力网络国度枢纽节点宁夏枢纽树立若干政策的意见》；贵州省人民政府办公厅印发《关于加快推进“东数西算”工程树立全国一体化算力网络国度（贵州）枢纽节点的实施意见》；四川省展开变革委等部门印发《全国一体化算力网络成渝国度枢纽节点（四川）实施计划》；甘肃省庆阳市人民政府办公室印发《庆阳市树立全国一体化算力网络国度枢纽节点（甘肃·庆阳）暨“东数西算”工程要素保障计划》；等等。八大枢纽节点十大集群严重项目不时推进，多个数据中心及上下游产业相关项目已启动树立，腾讯、阿里、快手等互联网企业，中国移动、中国联通、中国电信等运营商，万国数据、世纪互联、秦淮数据等第三方数据中心运营商，均加快集群规划和规划。大数据、云计算、区块链、物联网、人工智能、电子信息制造、大数据硬件制造、软件效劳等行业头部企业加快构建“东数西算”数字经济全产业链生态体系，加速产业转型升级。

东西部算力协同作用突出

掌管人：“东数西算”工程所涉地域树立停顿如何？请分享有代表性的案例阅历。

徐彬（国度展开变革委创新驱动展开中心副主任）：截至目前，“东数西算”工程正在稳步推进，且已初步呈现出以下几方面向好趋向。

算力向范围化集约化方向加速升级。截至目前，我国数据中心范围已超600万规范机架。2022年，全国八大算力枢纽新建数据中心范围超110万规范机架，其中90%是大型和超大型数据中心。经过一体化规划，算力范围完成稳步有序增长，算力运用效率也得到进一步提升。近日，位于四川省成都市的天府国度数据中心集群，瞄准中小企业和创新团队的算力运用需求，首创“算力券”机制。成都市每年拟发放总额不超越1000万元的“算力券”，用于支持算力中介效劳机构、科技型中小微企业和创客、科研机构、高校等运用国度超算成都中心、成都智算中心算力资源。鼓舞全市企业、高校、科研机构分离国度超算成都中心、成都智算中心，参与承接国度、省级人工智能严重产业化项目等，关于申报胜利的项目牵头企业或机构，分别依照算力成本的30%申领总额不超越300万元、150万元的“算力券”奖励。

东西部之间算力协同作用越发突出。自“东数西算”工程启动以来，西部地域新开工树立的数据中心项目数量稳步增长。2022年，西部国度算力枢纽新建数据中心范围超越60万规范机架，范围同比翻一番，占全国新建数据中心范围的45%，西部地域对东部地域数据计算需求的支撑作用越发明显。例如，位于内蒙古自治区的和林格尔国度数据中心集群，定位为“助京援东”，为京津冀地域高实时性算力需求提供助力，为长三角等地域提供非实时算力援助。当地搭建了数据信息“高速公路”，树立开通了呼和浩特国度级互联网主干直联点、和林格尔国际互联网数据专用通道，并正在组织申报树立国度新型互联网交流中心。目前，和林格尔集群的数据传输网络总出口带宽已抵达35.9T，与国内18个主要城市完成直连，与北京互访时延仅为10ms左右，已构成了内联全国、外接俄蒙及欧洲的高速宽带网络和国际通讯业务通道。依托良好配套条件，和林格尔集群已支持落地了中国银行、中国农业银行、中国树立银行等多家银行的灾备中心，同时也为华为、腾讯、优刻得等云效劳商，以及阿里、快手等互联网应用企业提供了算力树立保障。

算力投资的乘数效应初步显现。数据中心自身产业链条长，上游触及IT设备制造、软件研发、发电输电配电储能系统等，下游触及大量行业应用和效劳外包产业。据测算，“东数西算”工程将每年撬动新增投资近4000亿元。经过算力设备由东向西规划，将带动相关产业有效转移，促进东西部数据流通、价值传送，延展东部展开空间，助力构成西部大开发新格局。例如，位于贵州省的贵安国度数据中心集群，以国产化、智能化、网络化、绿色化、保险稳定为导向，打造“一中心+一基地”的“前店后厂”方式。在满足京津冀、长三角、粤港澳大湾区等东部地域算力需求的同时，聚力展开本地算力产业，加快打造数据中心、智能终端、数据应用3个千亿元级主导产业集群，提升数字经济整体展开水平。

“东数西算”工程助力完成碳达峰碳中和目的。据测算，我国数据中心用电量已占全社会用电量的2%，国外机构预测全球范围这一比重未来有可能抵达6%至8%。经过“东数西算”工程，将一部分数据中心引导至西部树立，有利于提升数据中心绿色能源运用率，进步算力绿色化水平。目前，我国数据中心绿电运用率在20%左右，假如这一比例进步到80%，在2025年当年就能够减少1.6个北京市的碳排放总量。实施“东数西算”工程，相当于多种了很多树，是一件利国利民的大好事。近日，位于河北省的张家口国度数据中心集群发布树立计划，提出依托张家口可再生能源示范区，支持数据中心树立企业推行“源网荷储”一体化方式，即在张家口树立风光电一体化电站，持续消费绿色电力，提供给数据中心集群，提升可再生能源电力就地消纳水平。目前，张家口“源网荷储”一体化项目总装机范围550万千瓦，首期项目全部竣工后，每年将提供100亿千瓦时绿电为数据中心运用。此外，针对数据中心机房设备产生的大量热能，该市正在探求实施余热回收方式，并已启动了怀来云交流、合盈数据等企业数据中心余热回收供热供暖试点工作，估量可应用余热完成20万平方米供热供暖。

摸清家底数算匹配智能调度

掌管人：我国推进“东数西算”工程的算力优势有哪些？如何进一步推进工程树立？

单志广（国度信息中心信息化和产业展开部主任）：算力正成为数字经济时期的重要驱动力，“东数西算”工程的全面启动开启了我国算力资源全国范围内跨区域统筹规划的新篇章。算力浅显讲就是计算才干，是指对数据的处置才干。算力存在于手机、电脑、效劳器、机器人、无人驾驶汽车、数据中心等各种智能硬件设备，是推进人工智能、大数据、物联网、区块链等技术创新与应用的基础支撑。当今世界，以算力为代表的算力经济正在蓬勃展开。人工智能、量子计算、类脑计算等新技术与计算产业相分离，拓展了全方位计算才干，OpenAI发布的研讨显现，2012年以来，人工智能应用关于算力的需求平均每年增长10倍。算力曾经成为权衡国度经济展开水平的重要指标，《2021—2022全球计算力指数评价讲演》显现，国度算力指数与数字经济展开和GDP的走势呈现显著的正相关，从15个重点国度的算力指数看，算力指数平均每进步1个点，数字经济范围和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。

当前，我国算力总范围已超越140EFLOPS（每秒浮点运算次数，用于权衡计算机计算才干），近五年年均增速超越30%，算力范围排名全球第二位。2020年，罗兰贝格咨询公司统计的《世界各国人均算力水平预算结果》显现，兴隆水平越高的国度，其人均算力水平也越高。美国、新加坡、日本等兴隆国度人均算力值普遍高于或接近1000GFLOPS，属于高算力国度，我国人均算力值为553GFLOPS，属于中算力国度。随着数字经济深化展开，数据已成为与土地、劳动力、资本、技术等并列的消费要素，与之相关的存储、计算、传输、应用等算力需求都在大幅提升，估量每年仍将以20%以上的速度快速增长。

“东数西算”工程的直观了解就是把东部的数据拿到西部中止计算。需求强调的是，应在全国一体化大数据中心总体规划下科学了解“东数西算”工程的定位。构建全国一体化大数据中心体系的中心是展开全国范围内算力资源的规划和优化，是相对总体性的概念，而“东数西算”工程相对是小概念，是全国一体化大数据中心的一类应用方式。全国一体化大数据中心理论上包含一切“A数B算”，A、B可为东、西、南、北、中等各方位的恣意排列组合，“东数西算”是其中一种状况，当前比较理想的主流状况还是“A数A算”。“东数西算”是在8个国度枢纽节点和10个国度数据中心集群构成后才呈现的应用方式，因而“东数西算”不是往常时，而是全国一体化大数据中心树立的未来时。当全国各个节点全部打通构成网络并且树立起成熟的调度系统和机制时，才干完成面向业务、效劳质量和成本请求的全网、实时、动态优化调度，从而真正意义上完成“东数西算”。

“东数西算”工程关于促进节能减排具有严重意义。西部地域光伏、风电等可再生能源发电后直接入网供西部数据中心运用，俭省了西电东送的长距离输电线路损耗。将数据中心建在气温偏低的西部能够降低制冷系统能耗，东西部电价差大（0.2元/千瓦时电左右），西部空间大且地价低价，中西部部分地域的工业用地成交价钱以至是珠三角地域的50%，降低了初始投资成本。此外，“东数西算”工程还有利于西部地域新能源消纳以及相应产业调整为西部地域带来收益等。

全国一体化大数据中心体系和“东数西算”工程实质上是一个范围庞大、跨区跨域、要素复杂、应用多样、相互作用、不时演化的复杂巨系统，需求优化调度、科学谋划、系统推进。当前推进过程中需求重点关注以下几个方面。

摸清家底，统筹衔接。由于数据资产和算力资源都具有持续性和动态性，必须实时摸清当前处于生动状态的、正在被处置的数据资产和运转中的算力资源，以及处于静态环境里被保存的数据资产和贮藏算力资源，由此才干完成最优化的算力资源分配，使得各类数据资产能得到最为及时的剖析处置。这需求对各类相关算力资产摸清家底，以便更精准地中止能源资源的耗费分配和预贮藏，真正做到心中有数。要做好国度算力枢纽节点、国度数据中心集群与现有的全国各地各类型算力设备的统筹、衔接和配合，科学合理地管理和统筹新旧节点的联动关系，构成合理分工、科学联动、高效协作的机制，真实发挥国度规划的引领和示范作用，完成数据资源“一本账”、算力资源“一盘棋”。

“数”“算”匹配，保险可信。因数据类型多样、业务需求各异，如何确保“东数西算”的“数”和“算”供需匹配，是由政府牵头还是由市场调控，目前尚无合理处置计划。假如数据来自珠三角等东部地域，而算力设备位于宁夏、贵州、甘肃等西部地域，网络性能、算力实时性、数据保险等各方面影响难以评价。因而，“东数西算”要在业务层面上做好供需匹配和精准对接，处置谁的“东数”由谁来“西算”。没有业务保障，算力设备就无法发挥应有作用，从而构成设备空置和能源空耗。这种供需匹配需求在国度、中央、企业、业务等多层级展开性能、价钱、效益、保险等多方面的评价和测算，构成真正的应用需求供给战争安可信、可持续的长效动力机制。“东数西算”工程目前主要是面向超算算力和智算算力中止调度和统筹，由于基础算力承载的多是电子游戏、短视频、即时通讯等实时性较强的需求，就目前的技术而言，实时性的本地数据无法搬到异地计算，因而西部目前主要思索的是承载后台加工、离线剖析、存贮藏份等非实时算力需求。即便关于能搬到西部的超级计算机来说，一对一中止固定匹配而不是动态调度的可能性较大。不同超级计算机的处置器、加速卡、框架等不同，算力基础设备面临异构化应战。这需求搭建智能异构算力平台，突破异构算力适配、异构算力网络调度等关键技术，从而优化东西部各类算力资源的精准高效配比。

算力网络，智能调度。全国一体化大数据中心和“东数西算”工程最中心的技术应战是要具备完成算力统筹和智能调度的枢纽设备——算力网络，从而实往常全国范围内，依据动态业务需求，在云、网、边之间完成按需分配和灵活调度计算、存储、网络等资源。与电力系统完善的分级调度不同，算力网络的完成机制、调度机制和运转机制短期内尚无法树立。算力网络的功用是将不同一切方的计算、存储等资源经过网络整合起来，依照用户业务的不同需求提供最优的资源效劳与网络衔接，中心是复杂巨系统的多资源分离优化，相当于把全网当成一台计算机中止调度，需求全国范围内、实时、全网、面向任务调度的高QoS（效劳质量）资源调度。目前算力网络尚处在概念提出期，还没有真正从理论上构成产品和计划的才干。算力网络是一台超级计算机还是分范畴的调度器，或是一种散布式的调度系统，目前尚无结论。从计算机科学角度，要完成目前大家想象的算力网络这种理想状态的枢纽调度器，在理论上可描画，但在理论上可能无法完成，由于全域、全网、实时、按需、动态、保险的调度自身可能就是NP难问题，可能由于复杂计算招致的“系统状态空间爆炸问题”而无法及时取得系统实时最优解，需求在整网最优解难于取得的状况下，走降维、降阶、系统合成、分而治之、部分优化、近似优化、求次优解之路。