如何实现算力赋能绿色？

绿色算力是算力在节能环保方向的进一步细化，通过采用更环 保的算力设施、更高效的硬件设备、更优化的系统设计等方式使算 力具备绿色属性。

1.绿色算力加速科研技术革命

高校和科研院所是基础研究、原始技术创新的策源地。高性能 计算、理论研究和实验成为当今高校开展科学研究的三大支柱，特 别是高性能计算已成为衡量学校科研实力的重要指标。随着学校师 生对高性能计算的算力需求不断增加，算力成为科研重要的计算资 源和工具，助力基础科学的研究。在科研型教学模式的推动下，建 立一个高效可靠的高性能计算中心成为高校信息化发展的重中之重。 与此同时，人工智能正以前所未有的速度向前发展，高校和科研院 所作为我国发展人工智能技术的重要高地，肩负着该领域人才培养、 科学研究和科技创新的责任。加强对人工智能相关技术的创新和探索，已成为当前各高校和科研院所备受关注的方向之一。具有人工 智能的算力平台将会高效助力科研人员在科学研究上的突破，以及 在多学科交叉领域的创新。

高校和科研院所科研的数据中心需要长时间运行，且计算资源 密集度具有时间差异，因此，算力资源的绿色和节能成为重要考量 因素。算力平台可应用算力资源的管理、调度和均衡等技术，实现 算力资源的动态化，达到绿色节能，节省科研成本。一些重要领域 的计算、仿真、模拟也可以应用绿色算力，缩短研究周期，加速科 研技术的创新和应用。上海交通大学计算中心“思源一号”可在极 为有限的空间内提供 6 千万亿次/秒的强大算力，为上海交大基础科 研和重大项目提供算力支持。该算力中心采用动静分离设计，实现 超高计算密度与功耗密度。应用了联想第五代温水水冷技术，系统 PUE 可以达到 1.1。通过温水散热技术，系统产生的余热可为其他基 础设施供热，比如实验楼球形大厅冬天供暖、食堂厨房热水加热、 地下室除湿，以及拓扑量子和时间投影两个实验室的空调温控。如 此余热回收再利用，替代原来需要消耗的电力、燃气能源，可实现 每年 950 吨、约 10%比例的额外碳排补偿。2022 年，“思源一号” 在中国高校 HPC 算力排名中位列第一。

2.绿色算力赋能产业节能低碳

绿色算力助力工业智能低碳发展。工业领域是“双碳”战略的 重点领域，其低碳发展水平直接影响全国整体“双碳”水平。我国工业领域正在向新型工业化道路转型，其中离不开应用数字化技术 创新引领的产业转型升级。尤其在工业互联网领域，生产数据体量 日益增大，对数据高效便捷处理的诉求愈发强烈。作为工业互联网 领域新的动力引擎，绿色算力和工业互联网融合协同，一方面， “算力”可以实现工业制造生产环节数据的高效流动和制造流程质 效提升；另一方面，“绿色”融入算力血脉中，随算力流动，企业 应用算力时，产生的碳排放更低，为工业企业降低碳足迹提供了解 决思路。位于长沙的大唐先一新能源集控中心，接入了中国大唐集 团分布在湖南偏远地区的光伏、风电和水电数据，通过联想的高性 能高可靠服务器组成强大后台，对分布在湖南全省的海量发电设备 进行“少人值守、无人值班、区域管理”运行监管，进一步实现了 降本增效。

绿色算力助力建筑精细化设计运维。现阶段，建筑能耗已占我 国城市总能耗的30%，且该比例正在增大。随着“双碳”目标的进一 步落地，建筑行业长期以来存在的发展模式粗放、生产效率低、工 业化程度低、资源浪费大、建筑成本高等问题亟待解决。绿色算力 赋能建筑行业低碳节能，通过数字化技术应用的推广，推动建筑设 计、施工和运维等各个环节的智能化和高效化，为人脸识别系统、 智慧停车系统、楼宇智能运维系统、建筑能源数字化系统提供计算 支撑作用，实现资源高效汇集、数据畅通流转、提高管理效能。美 国的 Verdigris 公司利用人工智能技术实现非侵入式负载监控，实时自动检测建筑用能设备，包括暖通空调冷却塔、电动汽车充电桩、 手机充电器、笔记本电脑等，可将客户的能源消耗降低 20%-50%。

绿色算力助力金融规模效益质量均衡发展。金融行业数字化、 智能化改造一直在各行业中处于较为领先水平。数字化与业务深度 融合，大数据分析和人工智能在产品创新、实时风控、精准营销、 智能客服、智慧网点、量化交易等场景实现广泛应用，全面支撑金 融创新业务场景、降低金融风险、节省运营成本、提升客户体验等。 随着算力应用规模的持续增长，如何实现资源利用的降本增效、绿 色减碳成为金融机构共同关心的问题。蚂蚁集团自研的绿色计算体 系目前已经覆盖了蚂蚁集团内部包括支付宝、网商银行在内的服务 器集群。以支付宝为例，通过落地云原生服务网格将基础设施和业 务解耦，极大提升了运维效率和稳定性；通过在离线等不同业务形 态混合部署模式，大幅提升资源利用效率，硬件资源成本节约可达 40%，节省上万台服务器资源。

3.绿色算力构建社会治理新格局

绿色算力搭建智慧城市信息底座。智慧城市建设成为多地的重 点工作之一，城市内无时无刻不在产生海量的政务、社会数据，增 加了城市治理的复杂度，智慧交通、智慧水务、智慧税务、智慧应 急、智慧消防、智慧医疗、智慧教育、智慧文旅等智慧城市应用场 景的开放离不开算力技术的支持，算力辅助智慧城市建设，提升城 市“脑力”，让城市更智慧，绿色融入城市基因，打造城市生态特色，让城市更低碳，也让生活更美好。中国移动（铁岭）清河数据 中心利用电厂老旧厂房，通过部署双层双联微模方，采用“工程服 务+产品”的总承包模式，仅用 6 个月即完成项目交付，敏捷高效的 满足了政务云业务需求，成为当地工业厂房“变废为宝”标杆案例。 利用厂区内闲置空地建设分布式光伏，配套储能设施，减少了市电 引入和油机布装，项目年均减排二氧化碳 6037 吨。同时，减少旧建 筑拆除、新建厂房和材料运输碳排放 600 吨，具有建设周期短、节 能环保、高效安全等特点。为当地带来良好的经济效益、社会效益 和环保效益。新华三在济南北方医疗大数据项目中，大量采用预制 化技术，减少数据中心建设过程中的碳消耗，提高了效率，为绿色 算力的信息化基础做出创新。在 2022 年北京冬奥会、冬残奥会期间， 北京气象局搭建了 800 台高性能计算系统，满足 7×24 小时无休的 天气、气候及环境气象业务应用需求，兼顾试验和业务研发的应用 需求，相较于此前冬季体育盛会每隔 15 分钟更新一次气象数据，实 现了冬奥历史上首次精确到分钟级和百米级的气象预报。在 2023 年 杭州亚运会期间，联想助力浙江省气象局打造了包含物理及虚拟计 算资源池、存储资源池及气象大数据资源池在内的综合气象算力资 源平台，实现三维、分钟级、多要素气象立体综合监测网构建的 “赛场精准预报模式”。

绿色算力蕴育大模型时代万业革新。互联网领域，以 AI 算力为 基础的智能语音助手、智能算法推荐、AI 美颜、AI 抠图早已成为各 类互联网应用的标配，AI 绘画、AI 短视频制作、AI 数字人直播等应用及技术产品遍地开花，泛娱乐领域创作生态全面革新。国内外互 联网厂商纷纷布局人工智能大模型领域，大模型的发展带来了生成 式 AI（AIGC）应用的爆发，为用户提供突破性创新机会，甚至带来 了人类生产力工具的颠覆式革新。与此同时，高能耗和高算力的需 求也随着而来。大模型的数据处理量巨大，带动数据中心耗电量快 速增加，GPT-3 大模型每次训练，碳排放量高达 552 吨。大模型进一 步加剧了算力焦渴，以 176B 参数规模的大模型为例，FP16 精度下， 训练过程内存峰值会达到 2800G+，需要 35 张以上 80G 显存的 GPU 才 能容纳。建立兼顾性能和能耗的绿色算法度量标准，构建绿色集约 的大模型成为互联网领域绿色高质量发展的必然要求。腾讯发布全 新的 AI 智能创作助手“腾讯智影”，智影数字人能实现“形象克隆” 和“声音克隆”，创作者通过上传少量图片、视频和音频素材，就 能得到自己的数字人分身和定制音色，进而快速生成自己的数字人 播报视频，腾讯智影还接入了数字人直播，可实现 7×24 小时不间 断开播。