在數字經濟時代，算力是數字化轉型的重要抓手。2022年2月，我國正式啟動“東數西算”工程，規劃建設8個算力網絡國家樞紐節點以及10個國家數據中心集群。經過一年發展，“東數西算”工程進入全面實施階段。本期邀請專家圍繞相關問題進行研討。
主持人 本報理論部主任、研究員 徐向梅
8個國家算力樞紐節點建設深化實施
主持人：如何理解“東數西算”，國家對此有哪些政策支援？
何寶宏（中國信通院雲計算與大數據研究所所長）：“東數西算”工程是實現算力資源優化配置，國家利益、社會價值最大化的重要途徑。從數據中心建設到數據要素跨域流通，“東數西算”工程是一個係統性課題，通過將東部地區對時延性要求不高的數據傳輸到西部地區進行計算，係統化合理布局數據中心資源，實現全國數據中心一體化發展。
“東數西算”工程通過數據流引領帶動資金流、人才流、技術流，有助于打通東西部數字經濟大動脈，實現數字資源、數字算力、數字産業、數字服務等合理布局，助力數字中國建設。
東部地區經濟較發達，在數據需求市場、科研人才和技術等方面存在優勢，需要處理的數據資源較多，算力需求量大，但土地、能源等資源緊張，數據中心建設成本高。在“東數西算”工程背景下，東部地區將時延性要求高的業務繼續留在東部進行計算，把時延性要求不高的數據傳輸到西部地區，享受水、電、可再生能源等豐富資源，有利于減少成本。
西部地區具有能源豐富、溫度低等優勢，利用自然風冷、可再生能源，有助于降低數據中心PUE值（能源使用效率指標），降低能源消耗。在棄風棄光地區建設數據中心集群，既承接東部地區算力需求，又充分使用當地水、電、可再生能源等豐富資源，推動清潔能源開發利用。同時，西部地區為東部遷移的企業提供優惠政策，吸引更多企業向西部搬遷，加速西部地區企業數字化轉型，提升數字經濟發展水準；完善相關人才引入政策，吸引更多人才到西部發展，提升人才引領發展支撐力。
數據中心産業發展單純依靠産業努力不夠，政策引導十分關鍵。“東數西算”工程需要頂層設計：一是加快實現數據中心集約化、規模化、綠色化發展，形成“數網”體係；二是加快建立完善雲資源接入和一體化調度機制，降低算力使用成本和門檻，形成“數紐”體係；三是加強數據流通與治理，打造數字供應鏈，形成“數鏈”體係；四是深化大數據在多領域協同創新，繁榮各行業數據智能應用，形成“數腦”體係；五是加快提升大數據安全水準，強化對算力和數據資源的安全防護，形成“數盾”體係。
“東數西算”工程發展有四個重要時間節點。2021年5月份，國家發展改革委等部門聯合發布《全國一體化大數據中心協同創新體係算力樞紐實施方案》，提出在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等地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，提升跨區域算力調度水準。同年12月份，國家發展改革委等部門聯合發布《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高品質發展實施方案》，提出到2025年，數據中心和5G基本形成綠色集約一體化運作格局。2022年1月份，國務院發布《“十四五”數字經濟發展規劃》，提出要加快實施“東數西算”工程，推進雲網協同發展，提升數據中心跨網絡、跨地域數據交互能力，加強面向特定場景的邊緣計算能力，強化算力統籌和智能調度。2021年12月份和2022年2月份，國家發展改革委等部門函復同意寧夏回族自治區、內蒙古自治區、貴州省、甘肅省、京津冀地區、長三角地區、成渝地區、粵港澳大灣區啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點。至此，“東數西算”工程建設全面啟動，正式進入實施階段。
按照全國一體化大數據中心體係布局，8個國家算力樞紐節點將作為我國算力網絡的骨幹連接點，發展數據中心集群，開展數據中心與網絡、雲計算、大數據之間的協同建設，並作為“東數西算”工程的戰略支點，推動算力資源有序向西轉移，促進解決東西部算力供需失衡問題。
“東數西算”工程自啟動至今，初見成效。從算力設施來看，目前，8個國家算力樞紐節點建設方案均進入深化實施階段，起步區新開工數據中心項目達到60余個，新建數據中心規模超過110萬標準機架，項目總投資超過4000億元，算力集聚效應初步顯現。特別是，西部地區數據中心佔比穩步提高，全國算力結構逐步優化。另外，國家發展改革委會同有關部門，充分運用中央預算內投資、政策性開發性金融工具、地方政府專項債等，支援建設國家算力樞紐和數據中心集群建設。同時，鼓勵和支援各地出臺電力、網絡、用水、用能等方面的配套政策，特別是在綠色能源使用方面大膽探索、創新方式，保障國家算力樞紐順利建設。
同時，8個國家算力樞紐所在地方政府高度重視，在體制機制、頂層規劃等方面建設不斷深入，積極出臺相關政策，統籌規劃全面推進集群建設。寧夏回族自治區人民政府辦公廳印發《全國一體化算力網絡國家樞紐節點寧夏樞紐建設2022年推進方案》《關于加快推進“東數西算”工程建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點寧夏樞紐建設若幹政策的意見》；貴州省人民政府辦公廳印發《關于加快推進“東數西算”工程建設全國一體化算力網絡國家（貴州）樞紐節點的實施意見》；四川省發展改革委等部門印發《全國一體化算力網絡成渝國家樞紐節點（四川）實施方案》；甘肅省慶陽市人民政府辦公室印發《慶陽市建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點（甘肅·慶陽）暨“東數西算”工程要素保障方案》；等等。八大樞紐節點十大集群重大項目不斷推進，多個數據中心及上下遊産業相關項目已啟動建設，騰訊、阿裏、快手等互聯網企業，中國移動、中國聯通、中國電信等運營商，萬國數據、世紀互聯、秦淮數據等第三方數據中心運營商，均加快集群規劃和布局。大數據、雲計算、區塊鏈、物聯網、人工智慧、電子資訊制造、大數據硬體制造、軟件服務等行業頭部企業加快構建“東數西算”數字經濟全産業鏈生態體係，加速産業轉型升級。
東西部算力協同作用突出
主持人：“東數西算”工程所涉地區建設進展如何？請分享有代表性的案例經驗。
徐彬（國家發展改革委創新驅動發展中心副主任）：截至目前，“東數西算”工程正在穩步推進，且已初步呈現出以下幾方面向好趨勢。
算力向規模化集約化方向加速升級。截至目前，我國數據中心規模已超600萬標準機架。2022年，全國八大算力樞紐新建數據中心規模超110萬標準機架，其中90%是大型和超大型數據中心。通過一體化布局，算力規模實現穩步有序增長，算力使用效率也得到進一步提升。近日，位于四川省成都市的天府國家數據中心集群，瞄準中小企業和創新團隊的算力使用需求，首創“算力券”機制。成都市每年擬發放總額不超過1000萬元的“算力券”，用于支援算力中介服務機構、科技型中小微企業和創客、科研機構、高校等使用國家超算成都中心、成都智算中心算力資源。鼓勵全市企業、高校、科研機構聯合國家超算成都中心、成都智算中心，參與承接國家、省級人工智慧重大産業化項目等，對于申報成功的項目牽頭企業或機構，分別按照算力成本的30%申領總額不超過300萬元、150萬元的“算力券”獎勵。
東西部之間算力協同作用越發突出。自“東數西算”工程啟動以來，西部地區新開工建設的數據中心項目數量穩步增長。2022年，西部國家算力樞紐新建數據中心規模超過60萬標準機架，規模同比翻一番，佔全國新建數據中心規模的45%，西部地區對東部地區數據計算需求的支撐作用越發明顯。例如，位于內蒙古自治區的和林格爾國家數據中心集群，定位為“助京援東”，為京津冀地區高實時性算力需求提供助力，為長三角等地區提供非實時算力支援。當地搭建了數據資訊“高速公路”，建設開通了呼和浩特國家級互聯網骨幹直聯點、和林格爾國際互聯網數據專用通道，並正在組織申報建設國家新型互聯網交換中心。目前，和林格爾集群的數據傳輸網絡總出口頻寬已達到35.9T，與國內18個主要城市實現直連，與北京互訪時延僅為10ms左右，已形成了內聯全國、外接俄蒙及歐洲的高速寬頻網絡和國際通信業務通道。依托良好配套條件，和林格爾集群已支援落地了中國銀行、中國農業銀行、中國建設銀行等多家銀行的災備中心，同時也為華為、騰訊、優刻得等雲服務商，以及阿裏、快手等互聯網應用企業提供了算力建設保障。
算力投資的乘數效應初步顯現。數據中心本身産業鏈條長，上游涉及IT設備制造、軟件研發、發電輸電配電儲能係統等，下遊涉及大量行業應用和服務外包産業。據測算，“東數西算”工程將每年撬動新增投資近4000億元。通過算力設施由東向西布局，將帶動相關産業有效轉移，促進東西部數據流通、價值傳遞，延展東部發展空間，助力形成西部大開發新格局。例如，位于貴州省的貴安國家數據中心集群，以國産化、智能化、網絡化、綠色化、安全穩定為導向，打造“一中心+一基地”的“前店後廠”模式。在滿足京津冀、長三角、粵港澳大灣區等東部地區算力需求的同時，聚力發展本地算力産業，加快打造數據中心、智能終端、數據應用3個千億元級主導産業集群，提升數字經濟整體發展水準。
“東數西算”工程助力實現碳達峰碳中和目標。據測算，我國數據中心用電量已佔全社會用電量的2%，國外機構預測全球范圍這一比重未來有可能達到6%至8%。通過“東數西算”工程，將一部分數據中心引導至西部建設，有利于提升數據中心綠色能源使用率，提高算力綠色化水準。目前，我國數據中心綠電使用率在20%左右，如果這一比例提高到80%，在2025年當年就可以減少1.6個北京市的碳排放總量。實施“東數西算”工程，相當于多種了很多樹，是一件利國利民的大好事。近日，位于河北省的張家口國家數據中心集群發布建設方案，提出依托張家口可再生能源示范區，支援數據中心建設企業推廣“源網荷儲”一體化模式，即在張家口建設風光電一體化電站，持續生産綠色電力，提供給數據中心集群，提升可再生能源電力就地消納水準。目前，張家口“源網荷儲”一體化項目總裝機規模550萬千瓦，首期項目全部完工後，每年將提供100億千瓦時綠電為數據中心使用。此外，針對數據中心機房設備産生的大量熱能，該市正在探索實施余熱回收模式，並已啟動了懷來雲交換、合盈數據等企業數據中心余熱回收供熱供暖試點工作，預計可利用余熱實現20萬平方米供熱供暖。
摸清家底數算匹配智能調度
主持人：我國推進“東數西算”工程的算力優勢有哪些？如何進一步推進工程建設？
單志廣（國家信息中心信息化和産業發展部主任）：算力正成為數字經濟時代的重要驅動力，“東數西算”工程的全面啟動開啟了我國算力資源全國范圍內跨區域統籌布局的新篇章。算力通俗講就是計算能力，是指對數據的處理能力。算力存在于手機、電腦、伺服器、機器人、無人駕駛汽車、數據中心等各種智能硬體設施，是推動人工智慧、大數據、物聯網、區塊鏈等技術創新與應用的基礎支撐。當今世界，以算力為代表的算力經濟正在蓬勃發展。人工智慧、量子計算、類腦計算等新技術與計算産業相結合，拓展了全方位計算能力，OpenAI發布的研究顯示，2012年以來，人工智慧應用對于算力的需求平均每年增長10倍。算力已經成為衡量國家經濟發展程度的重要指標，《2021—2022全球計算力指數評估報告》顯示，國家算力指數與數字經濟發展和GDP的走勢呈現顯著的正相關，從15個重點國家的算力指數看，算力指數平均每提高1個點，數字經濟規模和GDP將分別增長3.5‰和1.8‰。
當前，我國算力總規模已超過140EFLOPS（每秒浮點運算次數，用于衡量電腦計算能力），近五年年均增速超過30%，算力規模排名全球第二位。2020年，羅蘭貝格咨詢公司統計的《世界各國每人平均算力水準估算結果》顯示，發達程度越高的國家，其每人平均算力水準也越高。美國、新加坡、日本等發達國家每人平均算力值普遍高于或接近1000GFLOPS，屬于高算力國家，我國每人平均算力值為553GFLOPS，屬于中算力國家。隨著數字經濟深入發展，數據已成為與土地、勞動力、資本、技術等並列的生産要素，與之相關的存儲、計算、傳輸、應用等算力需求都在大幅提升，預計每年仍將以20%以上的速度快速增長。
“東數西算”工程的直觀理解就是把東部的數據拿到西部進行計算。需要強調的是，應在全國一體化大數據中心總體布局下科學理解“東數西算”工程的定位。構建全國一體化大數據中心體係的核心是開展全國范圍內算力資源的布局和優化，是相對總體性的概念，而“東數西算”工程相對是小概念，是全國一體化大數據中心的一類應用模式。全國一體化大數據中心理論上包括所有“A數B算”，A、B可為東、西、南、北、中等各方位的任意排列組合，“東數西算”是其中一種情況，當前比較現實的主流情況還是“A數A算”。“東數西算”是在8個國家樞紐節點和10個國家數據中心集群形成後才出現的應用模式，因此“東數西算”不是現在時，而是全國一體化大數據中心建設的將來時。當全國各個節點全部打通形成網絡並且建立起成熟的調度係統和機制時，才能實現面向業務、服務品質和成本要求的全網、實時、動態優化調度，從而真正意義上實現“東數西算”。
“東數西算”工程對于促進節能減排具有重大意義。西部地區光伏、風電等可再生能源發電後直接入網供西部數據中心使用，節省了西電東送的長距離輸電線路損耗。將數據中心建在氣溫偏低的西部可以降低制冷係統能耗，東西部電價差大（0.2元/千瓦時電左右），西部空間大且地價便宜，中西部局部地區的工業用地成交價格甚至是珠三角地區的50%，降低了初始投資成本。此外，“東數西算”工程還有利于西部地區新能源消納以及相應産業調整為西部地區帶來收益等。
全國一體化大數據中心體係和“東數西算”工程本質上是一個規模龐大、跨區跨域、要素復雜、應用多樣、相互作用、不斷演化的復雜巨係統，需要優化調度、科學謀劃、係統推進。當前推進過程中需要重點關注以下幾個方面。
摸清家底，統籌銜接。由于數據資産和算力資源都具有持續性和動態性，必須實時摸清當前處于活躍狀態的、正在被處理的數據資産和運作中的算力資源，以及處于靜態環境裏被保存的數據資産和儲備算力資源，由此才能實現最優化的算力資源調配，使得各類數據資産能得到最為及時的分析處理。這需要對各類相關算力資産摸清家底，以便更精準地進行能源資源的消耗調配和預儲備，真正做到心中有數。要做好國家算力樞紐節點、國家數據中心集群與現有的全國各地各類型算力設施的統籌、銜接和配合，科學合理地管理和統籌新舊節點的聯動關係，形成合理分工、科學聯動、高效協作的機制，切實發揮國家布局的引領和示范作用，實現數據資源“一本賬”、算力資源“一盤棋”。
“數”“算”匹配，安全可信。因數據類型多樣、業務需求各異，如何確保“東數西算”的“數”和“算”供需匹配，是由政府牽頭還是由市場調控，目前尚無合理解決方案。如果數據來自珠三角等東部地區，而算力設施位于寧夏、貴州、甘肅等西部地區，網絡性能、算力實時性、數據安全等各方面影響難以評估。因此，“東數西算”要在業務層面上做好供需匹配和精準對接，解決誰的“東數”由誰來“西算”。沒有業務保障，算力設施就無法發揮應有作用，從而造成設施空置和能源空耗。這種供需匹配需要在國家、地方、企業、業務等多層級開展性能、價格、效益、安全等多方面的評估和測算，形成真正的應用需求供給和安全可信、可持續的長效動力機制。“東數西算”工程目前主要是面向超算算力和智算算力進行調度和統籌，由于基礎算力承載的多是電子遊戲、短視頻、即時通信等實時性較強的需求，就目前的技術而言，實時性的本地數據無法搬到異地計算，因此西部目前主要考慮的是承載後臺加工、離線分析、存儲備份等非實時算力需求。即使對于能搬到西部的超級電腦來説，一對一進行固定匹配而不是動態調度的可能性較大。不同超級電腦的處理器、加速卡、框架等不同，算力基礎設施面臨異構化挑戰。這需要搭建智能異構算力平臺，突破異構算力適配、異構算力網絡調度等關鍵技術，從而優化東西部各類算力資源的精準高效配比。
算力網絡，智能調度。全國一體化大數據中心和“東數西算”工程最核心的技術挑戰是要具備實現算力統籌和智能調度的樞紐設施——算力網絡，從而實現在全國范圍內，根據動態業務需求，在雲、網、邊之間實現按需分配和靈活調度計算、存儲、網絡等資源。與電力係統完善的分級調度不同，算力網絡的實現機制、調度機制和運作機制短期內尚無法建立。算力網絡的功能是將不同所有方的計算、存儲等資源通過網絡整合起來，按照用戶業務的不同需求提供最優的資源服務與網絡連接，核心是復雜巨係統的多資源聯合優化，相當于把全網當成一臺電腦進行調度，需要全國范圍內、實時、全網、面向任務調度的高QoS（服務品質）資源調度。目前算力網絡尚處在概念提出期，還沒有真正從實踐上形成産品和方案的能力。算力網絡是一臺超級電腦還是分領域的調度器，或是一種分布式的調度係統，目前尚無結論。從電腦科學角度，要實現目前大家設想的算力網絡這種理想狀態的樞紐調度器，在理論上可描述，但在實踐上可能無法實現，因為全域、全網、實時、按需、動態、安全的調度本身可能就是NP難問題，可能由于復雜計算導致的“係統狀態空間爆炸問題”而無法及時獲得係統實時最優解，需要在整網最優解難于獲得的情況下，走降維、降階、係統分解、分而治之、局部優化、近似優化、求次優解之路。
