“東數西算”工程系列解讀之一 | “東數西算”工程 助力我國全面推進算力基礎設施化
近日，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通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8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，標志著“東數西算”工程正式全面啟動。與“西氣東輸”“西電東送”“南水北調”等工程相似，“東數西算”是一個國家級算力資源跨域調配戰略工程，針對我國東西部算力資源分布總體呈現出“東部不足、西部過?！钡牟黄胶饩置?，引導中西部利用能源優勢建設算力基礎設施，“數據向西，算力向東”，服務東部沿海等算力緊缺區域，解決我國東西部算力資源供需不均衡的現狀。
“東數西算”工程是我國從國家戰略、技術發展、能源政策等多方面出發，在“新基建”的大背景下，啟動的一項至關重要的國家工程，首次將算力資源提升到水、電、燃氣等基礎資源的高度，統籌布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，助力我國全面推進算力基礎設施化。
“東數西算”工程對我國的長遠發展有重要的戰略意義。從技術視角來看，就是助力我國全面推進算力基礎設施化。早在1961年，美國John McCarthy教授便提出過算力應該像電話系統一樣，成為一個公共服務，用戶可以隨用隨取，按用付費。1990年，美國Ian Foster教授提出算力應該像電力網格一樣，成為一個公共服務。但時至今日，在全球范圍內，依舊沒有真正實現。
我們國家過去40年的高速發展，主要得益于支撐國民經濟的主要元素，如能源，交通，金融等，都快速實現了基礎設施化，才能夠支撐國民經濟上規模?！耙敫?，先修路”已經成為中國老百姓口口相傳的實踐真理，也是我國在交通領域基礎設施化的過程中積累的寶貴經驗。而算力作為數字經濟時代的新生產力，也同樣需要通過基礎設施化，從而廣泛服務于我國數字社會轉型中的方方面面，加速提升我國數字經濟在國民經濟中的占比。據《2020全球計算力指數評估報告》顯示，計算力指數平均每提高1個百分點，數字經濟和GDP將分別增長3.3‰和1.8‰。其中，當一個國家的計算力指數達到40分以上時，指數每提升1點，對于GDP增長的拉動將提高到1.5倍；當計算力指數達到60分以上時，對GDP的拉動將進一步提升至2.9倍?？梢?，算力正成為我國在新發展格局下衡量經濟狀況的“晴雨表”。
算力基礎設施化并不簡單等同于算力總量的拉升。算力的基礎設施化并不是簡單的算力堆砌，當前各類機構的算力總量測算方式都是將各行業、各公司的私有算力進行累加，甚至還會加上手機終端等移動端的算力，這些算力確實能夠服務一定的群體，但算力資源并不能面向全社會提供統一一致的服務。
建設“東數西算”一體化大數據中心國家樞紐節點，將對現有的信息技術體系提出諸多挑戰。應加快推進東西算力資源的協調調度，應對人機物三元融合的智能時代所帶來的新的信息洪流。一方面，應加強建設“東數西算”工程技術試驗，研發面向“東數西算”工程的算力共同體管理、算力測調和撮合交易系統，形成算力基礎設施化上的核心技術、基礎軟件和關鍵系統，向“東數西算”工程推廣；另一方面，應加強關鍵技術驗證演練，加快各環節關鍵技術從孵化到完善的全過程，形成一套可推廣的技術體系。（作者：孫凝暉 中國工程院院士、中國科學院計算技術研究所學術所長）
“東數西算”工程系列解讀之二 | 實施“東數西算”工程——全面貫徹落實十四五規劃和二〇三五年遠景目標綱要精神
2020年12月23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（以下簡稱四部委）聯合印發《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》，提出構建全國一體化大數據中心協同創新體系。2021年5月24日，四部委聯合印發《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》，提出布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，加快實施“東數西算”工程，國家樞紐節點之間進一步打通網絡傳輸通道，提升跨區域算力調度水平，加強云算力服務、數據流通、數據應用、安全保障等方面的探索實踐，發揮示范和帶動作用。近日，四部委聯合復函同意京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、貴州、甘肅、內蒙古和寧夏啟動建設國家算力樞紐節點。至此，“東數西算”工程實施的政策框架體系基本建立，“東數西算”工程正式全面啟動。
中國國際工程咨詢有限公司全程參與了上述政策框架的研究過程，組織開展了國家“東數西算”工程實施路徑的研究設計工作。下面根據相關研究體會，對東數西算工程進行宏觀解讀，拋磚引玉，以期進一步提升各界對東數西算工程的認識，進一步推動有關各方組織實施好工程的建設工作。
一、“東數西算”工程是推進我國數字經濟高質量發展的關鍵舉措
習近平總書記在《求是》2022年第2期發表重要文章《不斷做強做優做大我國數字經濟》中指出，黨中央高度重視發展數字經濟，將其上升為國家戰略，從國家層面部署推動數字經濟發展。數據中心是支撐數字經濟高質量發展的關鍵基礎設施，具有重要的戰略性地位。當前，我國數字經濟蓬勃發展，各行業數字化轉型升級進度逐步加快，全社會數據總量爆發式增長，數據資源存儲、計算和應用需求大幅提升，但我國數據中心發展模式仍顯粗放，東西布局失衡、算力配置分散、數據流通遇阻等問題凸顯，在一定程度上掣肘數字經濟發展速度。
“東數西算”工程是對堅持新發展理念、構建新發展格局的貫徹落實，通過科學合理的頂層設計，引導東部數據中心集約化發展、西部數據中心跨越式發展，統籌調度東西部數據中心算力需求與供給，實現全國算力、網絡、數據、能源等協同聯動，為我國數字產業化和產業數字化發展打好堅實底座，既可支撐數字社會、數字政府建設，提升公共服務、社會治理等數字化智能化水平，又能推動數據資源交易流通和開發利用，為數據資源充分發揮價值奠定基礎，從而實現數字經濟發展質量變革、效率變革、動力變革。
二、“東數西算”工程是實現關鍵核心技術自主創新的重要抓手
隨著新一代信息技術的高速發展，數據中心已成為體系化和復雜性程度極高的聚集地，具有典型的技術密集型特征。目前，我國數據中心部分關鍵核心技術仍存在短板：在網絡傳輸方面，東西部國家級樞紐節點之間現有網絡通信帶寬供給不足，傳輸延時偏大，不能滿足數據應用需求；在計算運營方面，核心算力裝備仍依賴于國外產品，算力資源調度技術仍需探索，智能運維能力有待提升；在能源利用方面，電、冷和空間等資源使用不平衡和碎片化，造成資源浪費，效率偏低。
黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央著眼全局、面向未來，作出“必須把創新作為引領發展的第一動力”的重大戰略抉擇，實施創新驅動發展戰略，加快建設創新型國家。通過數據中心發展規劃布局，明確戰略方向，強化創新驅動，配置市場資源，促進信息、裝備、能源等行業突破核心關鍵技術瓶頸，搶占技術創新制高點，實現產品快速迭代和規?；瘧?，加快產業轉型升級，帶動產業高質量發展。
三、“東數西算”工程是完成碳達峰碳中和目標的有效助力
數據中心耗電量高，其能耗和碳排放貫穿全生命周期過程，且尤以運營階段最多。據有關機構測算統計，2020年我國數據中心耗電量已逾2000億千瓦時，約占全社會用電量2％，電能利用率（PUE）高達1.49；二氧化碳排放量約1.35億噸，碳排放強度（CUE）為0.82，約占全國二氧化碳排放量的1.14%。結合數據中心規模增長趨勢，可以判定，數據中心將成為未來為數不多能源消耗占社會總用電量和碳排放量比例持續增長的行業，給全社會供能源應和環保帶來了巨大壓力，積極踐行碳中和已迫在眉睫。
習近平總書記在十九屆中央政治局第三十六次集體學習時強調，要加快綠色低碳科技革命，狠抓綠色低碳技術攻關，加快先進適用技術研發和推廣應用?！皷|數西算”工程聚焦創新節能，在集約化、規?；?、綠色化方面著重發力，支持高效供配電技術、制冷技術、節能協同技術研發和應用，鼓勵自發自用、微網直供、本地儲能等手段提高可再生能源使用率，降低數據中心電能利用率（PUE），引導其向清潔低碳、循環利用方向發展，推動數據中心與綠色低碳產業深度融合，建設綠色制造體系和服務體系，力爭將綠色生產方式貫徹數據中心全行業全鏈條，助力我國在2060年前實現碳中和目標。
在“東數西算”工程實施路徑的研究設計中，始終秉持了系統觀念，前瞻性思考、全局性謀劃、戰略性布局。后續工程實施過程中，要堅持全國一盤棋，揚優勢、強弱項，統籌推進實施“東數西算”工程，為全面貫徹落實我國國民經濟和社會發展十四五規劃和實現二〇三五年遠景目標做出應有的貢獻。（作者：包英群 中國國際工程咨詢有限公司高技術司業務部副主任）
“東數西算”工程系列解讀之三 | “東數西算”助力中國數字經濟均衡發展
近年來，隨著互聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術加速創新，數字經濟正在成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。近日，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通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8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，標志著正式全面啟動了“東數西算”工程，對于推動中國數字經濟和西部地區發展意義重大。
一、東數西算意味著什么
全球的數字化轉型已經進入飛速發展階段，各個國家的數字經濟占比持續提升，數據轉變為新一代生產要素，已經被提升到國家戰略資源規劃層面。算力代表了對數據的處理能力，是數字化技術持續發展的衡量標準，也是數字經濟時代的核心生產力。東數西算項目是促進算力、數據流通，激活數字經濟活力的重要手段。
東數西算是促進綠色節能，助力實現碳達峰、碳中和目標的重要手段。目前東部算力需求旺盛，但東部地區在氣候、資源、環境等方面不利于低碳、綠色數據中心的建設。通過算力基礎設施的西部遷移，可以充分發揮西部區域氣候、能源、環境等方面的優勢，引導數據中心向西部資源豐富地區聚集，擴大可再生能源的供給，促進可再生能源就近消納，加強數據、算力和能源之間的協同聯動，助力我國數據中心實現低碳、綠色、可持續發展，完成碳達峰、碳中和目標。
東數西算能有效緩解地區數字經濟發展不均衡的問題。東部地區創新能力強、數字經濟發展迅速、產業發展相對完善，對算力的需求量大，數據中心建設相對密集，吸引相應的資金、人才和技術在東部不斷聚集，西部地區數字產業欠發達，人才、資金投入短缺的現象日益嚴重。數據和信息要素的新型集聚作用是決定城市和區域在整個經濟網絡中向產業鏈高端邁進的重要因素，“東數西算”將推動數據和信息要素從東部向西部的流動，將提升西部地區對人才和資金的吸引力和吸納能力，從而引領帶動物資流、資金流、人才流、技術流等從東部向西部流動，也能促進東部地區的互聯網、大數據、人工智能等企業產業鏈環節向西部地區的延伸，從而激發西部數字經濟活力，促進西部經濟快速發展。
東數西算有利于解決東部地區能源供給短缺的問題。5G、AI計算、區塊鏈等新技術的推廣普及，將對我國以數據中心為代表的數字新型基礎設施發展帶來巨大壓力，預計我國數據中心總體將出現較大算力資源缺口，特別是東部地區，算力需求相比中西部地區增長更快，未來算力資源短缺問題將更加嚴重，如果繼續在東部進行數據中心建設，將對東部的供電、能耗指標帶來非常大的壓力。通過將算力向西部數據中心調度，能有效的降低對東部地區的算力需求，從而緩解東部地區能源供給短缺的問題。
二、保障東數西算實施的關鍵問題
一是要解決算力供給問題。一方面，要通過集約化的算力中心建設，保障算力總體布局合理，實現區域平衡和綠色生態。另一方面，也要解決算力供給的普及性問題。通過算力的標準化、異構算力的接入，避免算力主要集中在少數大型云商的手中，而大量中小企業的算力無法參與社會算力的調度分配的問題。當前多云算力的統一管理、調度技術相對成熟，但如何屏蔽多云的算力差異，實現算力的標準化，還需要國家進一步的統籌推進。
二是要解決算力輸送網絡的問題。算力作為數字經濟的核心生產力，未來會成為像水、電、氣一樣的基礎公共資源，算力的輸送網絡就像水電氣的管網一樣成為影響國計民生的關鍵基礎設施。既需要構建低時延、智能化的“東數西算”承載網絡，保證數據的自由流通，也要構建高效、泛在的接入網絡實現用戶方便的使用。算力調度依賴網絡智能化能力，網絡成為關鍵基礎設施，網絡能力是實現“東數西算”算力調度的核心?；A電信運營商要加快打造極致時延、高度自治的承載網絡，為“東數西算”保駕護航。
三是要解決算力的調度問題。一方面，算力調度要保證算力使用的便捷性，使用戶可以方便的使用不同區域、不同企業提供的算力資源。另一方面，算力調度要支持算力資源分配的自動化和智能化，保證算力需求的合理分布，提高算力資源使用率，提升用戶體驗。調度系統應具備智能解析及網絡感知功能，能根據業務特性，將對時延敏感，訪問量大的應用調度到離用戶最近的算力節點，將不直接面向用戶、大數據、備份等應用調度到西部節點，從而實現東西部之間的智能算力調度。
上述關鍵問題的解決，還依賴于一些核心技術的突破，如：異構網絡的端到端控制和服務化能力、網絡智能感知能力、云網一體化交付能力、算網的智能調度能力等。相信隨著“東數西算”工程的實施和這些關鍵技術的突破，將使得我國在算力建設及應用方面取得舉世矚目的新成就。（作者：張涌 中迅郵電咨詢設計院有限公司總經理）
“東數西算”工程系列解讀之四 | 加快推動“東數西算” 培育壯大算力經濟
自去年5月底發布《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》以來，“東數西算”工程受到社會各界廣泛關注。當前，隨著京津冀、甘肅等8地算力網絡國家樞紐節點獲得正式批復，2022年將作為“東數西算”元年，開啟我國國土空間算力資源跨區域統籌布局的新篇章。
一、實施“東數西算”的三個出發點
過去十幾年間，我國東、中、西部算力資源布局在取得長足進步的同時，依然存在發展不平衡、不充分等問題，與5G時代全面建設“數字中國”的戰略需求還有較大差距?，F階段實施“東數西算”工程，優化我國算力資源空間布局，是推動新型基礎設施高質量發展、構建全國一體化國家大數據中心體系的必然選擇。
一是從社會生態文明建設來看，數據中心行業高耗能問題亟待緩解。在我國提出“3060”目標下，數據中心行業高耗能問題再次受到社會各界廣泛關注，甚至有人稱其為“不冒煙的鋼廠”。一方面，東部發達地區特別是北、上、廣、深等一線城市能耗指標緊張，難以支撐大型以上數據中心在東部地區落地，制約了數字經濟發展。東部發達城市“碳瓶頸”問題使得數據中心外溢成為大勢所趨，亟待統籌規劃布局。另一方面，甘肅、寧夏等西部地區氣候環境適宜、清潔能源富集，在此建設數據中心，電子元器件長期運行費用低、清潔能源使用成本低。
二是從市場主體經營成本來看，西部數據中心電價具有明顯優勢。數據中心電力需求較為龐大，電費占到數據中心運維成本的七成，因此西部多地針對數據中心用電、稅收等方面紛紛出臺優惠政策，甚至有些地區數據中心用電補貼后低至0.3元/度以下，為企業帶來 算力“西遷”的原生動力。越來越多的數字經濟企業業務重心也開始向西、向北轉移，除網絡游戲、電商交易、在線支付等對網絡時延要求極高的業務外，大量從事數據存儲、離線數據分析等業務的數字經濟企業均通過在西部地區部署數據中心或購買西部地區數據中心云服務來有效降低運營成本，緩解東部壓力的同時也帶動了西部產業轉型和就業增長。
三是從國家安全穩定發展來看，算力基礎設施應全局統籌布局。一方面，我國數據中心布局整體呈現“東部沿海多、中西北部少”的趨勢，一旦發生地震等自然災害，數據安全將成為數字經濟社會發展的重大隱患，數據多點災備尤為重要。另一方面，打造陸海內外互動、東西雙向開放的國內國際雙循環格局，區位優越、資源充沛的西部地區不會更不能成為國內大循環中的“阻?！?。然而，我國東西部信息技術發展的差異持續拉大，相比于顯式的經濟貧困，恐將面臨嚴峻的隱形貧困——信息貧困。因此，應以“東數西算”工程為牽引，加強西部算力基礎設施布局，最大化消除東西部、城鄉間在數字化轉型中出現的信息發展不均衡的問題。
二、構建“東數西算”跨域資源協同調度體系
建議下一步在推進“東數西算”時，強化東西部8個算力樞紐集群內部和集群之間的統籌聯動，實現網絡、能源、算力、資本、人才等各方面資源協同，重點通過三類機制強化推動東西部跨域統籌發展。
一是建立較為成熟的能耗指標跨域調配機制。建議統籌電網和數網兩張網整體布局，通過錯峰供電、負載調整等方式保障和數據中心用電供電問題。制定數據中心集群優惠用電補貼標準及補貼方案，將數據中心集群納入直購電范圍，吸引數據中心產業快速落地西部地區。建立國家數據中心能耗指標單列與東西部省份數據中心能耗指標共享統籌機制，優先支持省級大型或超大型數據中心集約建設，避免無序發展局面。支持鼓勵數據中心企業積極探索利用西部地區清潔能源建設新一代數據中心，更多開發和利用光伏發電和風能發電等清潔能源，有效降低西部地區棄風和棄光電量。
二是建立政產學研一體的產業生態合作機制。鼓勵各地政府和企業、高校等強化產學研合作，結合數據中心東西部產業發展實際，著重考慮構建“東數西算”產業閉環，實現西部地區內生發展。不斷完善集群內產業生態體系，通過招商產業進行強鏈、補鏈、延鏈。加強服務器、芯片、發電機組、光模塊等數據中心上游設備制造業和下游數據要素流通、數據創新型應用和新型消費產業等集聚落地。鼓勵產業界探索完善跨區域數據中心運行服務統籌結算機制，避免出現“核心利潤留在東部、低端運維放在西部”的局面，保障“東數西算”工程實施的可持續性。
三是建立投建運一體的數據中心集群發展機制。針對國家樞紐節點內數據中心集群，建議研究東西部在算力補貼、算力結算交易、稅收統籌等方面的政策銜接機制，探索研究投建運一體的集成化運營商，在用地、能源、網絡、招商、投資等方面強化統籌協調，統籌東西部數據中心集群內超大規模數據中心的建設運營和算力調度，實現數據中心集群“緊耦合”發展。探索產城一體的園區化發展模式，加強國家樞紐節點內數據中心集群與城市邊緣節點之間的產業協作，統籌規劃建設涵蓋數據存算加工、人工智能、科學計算、隱私計算等核心產業的數據中心產業基地。（作者：王建冬 國家信息中心大數據發展部規劃與應用處）
