国家“双碳”背景下算力基础设施高质量发展需求。
算力基础设施是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型信息 基础设施,可实现信息的集中计算、存储、传输与应用,呈现多元泛在、智能敏 捷、安全可靠、绿色低碳等特征。其作为新质生产力关键驱动要素之一的算力的 载体,通过汇集算力资源,提升算力价值,充分释放数据要素潜能,支撑数字经 济与实体经济快速融合。 2022 年 2 月 17 日,国家发改委等部门联合印发通知,同意在京津冀等 8 地 启动建设国家算力枢纽节点,并规划了 10 个国家数据中心集群。2023 年 2 月, 中共中央、国务院提出要系统优化算力基础设施布局,促进东西部算力高效互补 和协同联动,引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合 理梯次布局,进一步明确了我国算力设施发展的重点任务。“东数西算”首次将 算力资源提升到水、电、燃气等基础资源的高度,统筹布局建设全国一体化算力 网络国家枢纽节点,将我国算力基础建设推向新阶段。
基于顶层设计和国家政策的“推波助澜”,我国算力规模及算力基础设施投 资建设规模均呈爆发式增长。截止 2023 年底,中国算力总规模达到 230EFLOPS (每秒 230 百亿亿次浮点运算),位居全球第二,近 5 年年均增速近 30%;智能 算力规模达到 70EFLOPS(每秒 70 百亿亿次浮点运算),增速超过 70%。 中国移动算力网络秉承着“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及” 的愿景,计划通过泛在协同、融合统一、一体内生三步走实现。2023 年,中国 移动积极落实国家“东数西算”工程部署,初步建成技术和规模全面领先的全国 性算力网络。数据中心覆盖国家“东数西算”全部枢纽节点,通用算力规模达到 8EFLOPS(FP32,32 位单精度浮点数);智算中心覆盖呼和浩特等 11 省 12 个区 域节点,智能算力规模达到 10.1EFLOPS(FP16,16 位半精度浮点数);建设全 球首个最大规模省际骨干 400G OTN 网络,打造“1-5-20ms”三级算力时延圈。 中国移动算力网络正式走进“融合统一”的 2.0 新阶段。
随着我国算力及算力基础设施建设规模的快速增长,算力基础设施建设与运 营所带来的能源消耗和二氧化碳排放量也随之激增,导致全球变暖正以前所未有 的速度发展。中国作为负责任的大国,做出了力争 2030 年前实现碳达峰、努力 争取 2060 年前实现碳中和的重大战略目标(简称“双碳”)。但是,当前多采 用人工线下模式进行碳核查,极易产生虚报、瞒报现象。因此,在“双碳”背景 下,有效并可信地推进算力基础设施高质量发展,成为算力产业发展及实现我国 “双碳”目标所要面临的重要任务之一。
2021 年 10 月国家发布碳达峰碳中和“1+N”政策体系的顶层设计,明确了 “双碳”工作的时间表、路线图、施工图。随后各有关部门出台 12 份重点领域、 重点行业实施方案和 11 份支撑保障方案,31 个省(区、市)制定本地区碳达峰 实施方案,“双碳”政策体系完成构建并持续落实。

新型基础设施属于“1+N”政策体系中的重点行业之一。它是以新发展理念 为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数 字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。新型基础设施是推动实体 经济数字化和绿色低碳转型,进而推动经济高质量发展的重要基础。因此,在“双 碳”背景下,作为一种新型基础设施,以数据中心、智算中心为代表的算力基础设施必须进行高质量发展。
“绿色低碳、安全可靠”是算力基础设施高质量发展的重要原则。针对算力 基础设施绿色发展,国家相关管理部门发布多项指导意见。具体如下: (1)2022 年 8 月,国家发改委等七部委联合发布了《信息通信行业绿色低 碳发展行动计划(2022-2025 年)》,提出 2025 年信息通信行业绿色低碳目标, 对重点设施(数据中心、通信基站、通信机房)的绿色低碳发展给出指导。 (2)2023 年 10 月,工业和信息化部等六部门印发《算力基础设施高质量 发展行动计划》,提出要促进绿色低碳算力发展,全面提升算力设施能源利用效 率和算力碳效水平,推动算力标准体系建设的相关要求。 (3)2023 年 12 月,国家发改委等五部门发布《关于深入实施“东数西算” 工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》,提出以算力高质量发展赋能经济 高质量发展为主线,统筹通用算力、智能算力、超级算力,构建绿色安全的一体 化算力网,开展绿色数据中心建设,提升能源利用效率的指导意见。
算力基础设施绿色化、低碳化、智能化发展是我国“十四五”期间的发展的 主旋律。绿色算力是对算力的绿色低碳追求,是算力高质量发展的重要目标,可 通过推进算力生产、算力运营、算力管理、算力应用等层次的绿色化来实现。绿 色算力从提升算力和减少碳排放出发,可以在实现资源利用最大化的基础上减少 对环境造成的负面影响。目前业界主要通过应用高效 IT 设备、优化节能减排技 术、使用绿色能源等技术手段,达到能源节约、降低二氧化碳排放量的目的。在 绿色算力评价方面,业界更关注电源使用效率(PUE)等能耗指标,但针对算力 基础设施实际产生的有效算力与二氧化碳排放量之间关联关系的评价,则比较缺 乏统一标准和方法。