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      2. 算力作為數字經濟的核心生產力,成為全球戰略競爭的新焦點。數據作為新一代生產要素,已被提升到國家戰略資源層面加以規劃利用。目前,在數字技術快速發展的帶動下,我國數據資源存儲、計算和應用需求不斷提升。在資源與發展的共同約束下,東部數據中心發展難以為繼、西部數據中心算力過剩,推動國家“東數西算”戰略實施。本文在厘清“東數西算”概念、趨勢、建設進程的基礎上,總結分析西部(重慶)數據中心集群建設現狀以及面臨問題,并結合重慶發展實際,提出了重慶市實施“東數西算”工程的建議。

        國家“東數西算”戰略概述

        (一)“東數西算”概念及內涵

        “東數西算”是指通過構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡體系,將東部算力需求有序引導到西部,優化數據中心建設布局,促進東西部協同聯動。簡單地說,就是讓西部的算力資源更充分地支撐東部數據的運算,更好為數字化發展賦能。

        (二)國家“東數西算”建設進程按照全國一體化大數據中心體系布局,在全國設立8個算力樞紐節點、10個國家數據中心集群。其中,京津冀、長三角以及粵港澳作為東部樞紐主要負責處理工業互聯網、金融證券、災害預警、遠程醫療、視頻通話、人工智能推理等網絡時延要求較高的業務,內蒙古、寧夏、甘肅、貴州作為西部數據中心負責處理后臺加工、離線分析、存儲備份等對網絡時延要求不高的業務。成渝樞紐圍繞東西部數據中心集群,優化算力布局,平衡好城市與城市周邊的算力資源部署,做好與“東數西算”銜接。

        西部(重慶)數據中心集群建設現狀

        (一)數據中心規模初成

        截至2020年,重慶數據中心規模9萬架、45萬臺服務器,年均增速達45%,位居全國第7,初步形成以西部(重慶)科學城、兩江新區、重慶經開區為核心,萬州區、涪陵區、九龍坡區、南岸區、巴南區、長壽區等地多點布局的一體化大數據中心體系。當前,重慶正落實國家“東數西算”戰略,西部(重慶)數據中心集群布局兩江新區、西部(重慶)科學城、重慶經開區三個起步區,三大起步區數據中心占全市規模過半,數據中心集群化、集約化建設成效凸顯,同時,高性能數據中心正在加速建設中。

        (二)關聯產業正在形成重慶堅持將大數據智能化作為高質量發展的戰略選擇,承載國家數字經濟創新發展試驗區、國家新一代人工智能創新發展試驗區等改革試點,引進培育中移物聯網、阿里飛象、豬八戒網、忽米網等平臺企業,落地國家級涉密專用信息設備應用示范基地、重慶信創適配測試中心、鯤鵬計算產業生態等重大項目,合川網絡安全產業城獲評工業和信息化部“網絡安全創新應用先進示范”稱號、渝北仙桃國際大數據谷和永川大數據產業園先后被中國軟件行業協會評為“中國最具活力軟件園”,軟件和信息技術服務、網絡安全等數據中心關聯產業成為數字經濟發展重要引擎。

        (三)配套能力不斷優化

        在能源條件方面,重慶市電力消費中可再生能源占比達到51.4%。在網絡保障方面,重慶市是西部唯一跨境數據專用通道樞紐節點,建成全國首條、針對單一國家、點對點、面向“一帶一路”國家和地區的中新國際數據專用通道,建成國家互聯網骨干直聯點。在應用方面,擁有工業互聯網標識解析西部唯一國家頂級節點,已接入二級節點32個、企業節點2499家,覆蓋17個垂直行業、西部9個省市,累計標識注冊總量突破百億、標識解析總量達57.3億次。此外,“星火·鏈網”超級節點、F根服務器鏡像節點等新型基礎設施紛紛落地。

        西部(重慶)數據中心集群建設存在問題

        (一)在建設方面,算力結構規模待優化

        在數字化發展帶動下,工業互聯網、元宇宙、區塊鏈、人工智能、車聯網等應用推動計算量遠超摩爾定律帶來的算力提升速度,以CPU為主的通用算力難以滿足日益突出的算力需求矛盾。從算存資源來看,根據Gartner統計,過去五年,我國數據中心服務器CPU算力和存儲介質總容量的比例是1:3,遠低于美國1:1,我國算力利用率普遍不足30%。從算力結構來看,2020年我國基礎算力占比達57%[ 數據來源:中國信通院,《中國算力發展指數白皮書》],遠超智能算力、超算算力,高性能算力占比亟待提升。重慶市已建成數據中心以基礎算力、存儲為主,高性能算力嚴重缺乏,建成數據中心主要服務行業及國家數據等災備備份、大型企業關鍵數據存儲等。

        (二)在運營方面,市場競爭力表現不足

        重慶市在運營的數據中心集中在兩江新區起步區,除支撐全市政務信息化算力需求外,現有市場化部分機柜仍停留在安放服務器、磁盤陣列和網絡設備的物理設施階段,數據中心經濟效益低下,對經濟發展貢獻度不足、帶動效應也不明顯。同時,現有數據中心運營模式多采用低價競爭策略,發展模式單一,加之重慶市資源成本較高、夏季溫度較高,數據中心運營成本與西部其他省市難以形成競爭優勢,數據中心推廣難。此外,重慶市在支撐數據中心發展的高性能芯片、操作系統、數據庫等環節仍然薄弱,建成數據中心IT設備國產化程度不高,關鍵技術對外依存度仍然較高。

        (三)在管理方面,綠色化發展水平不高

        重慶市已建成大型、超大型數據中心PUE值在1.3-1.5之間,與全國一體化算力網絡國家樞紐節點要求的數據中心能耗水平(1.25)存在明顯差距??稍偕茉蠢貌蛔?,現已建設的數據中心暫無數據中心使用可再生能源,距離《關于進一步加強數據中心項目節能審查的若干規定》中規定的到2030年可再生能源利用比例達到100%的目標相差較遠。此外,隨著節能降耗技術邊際效應降低,數據中心PUE每降低0.1所需數據中心設備成本增長近30%,重慶市數據中心綠色化轉型壓力較大。

        (四)在環境方面,數字化生態亟需健全

        數據中心應用需求尚未被激發,全市企業數字化轉型“不敢轉”“不能轉”“不想轉”問題突出,消費數字化場景應用不足、行業數字化應用場景待探索,數據中心算力需求有待進一步拓展。數據要素發展潛力待釋放,大數據產業鏈應用和市場兩頭在外,數據采集、清洗、挖掘、分析等服務環節發展不足,數字化營商環境有待優化,本地化數據聚通用水平亟待提升。此外,隨著數據中心單體規模擴大、新技術層出不窮,數據中心技能型運維人才缺乏,難以支撐數據中心高質量發展。

        西部(重慶)數據中心集群發展能力分析

        (一)服務能力分析

        根據全國一體化大數據中心國家樞紐節點部署,各數據中心集群結合數據被訪問頻次及傳輸距離,可對不同區域的不同類型數據進行計算分析。在“東數西算”“雙碳”發展共同約束下,數據中心向集約化、大型化、規?;?、綠色化方向發展,邊緣計算的載體逐步下沉到園區、工廠等邊緣測,數據中心建設將“大的更大,小的更小、近的更近,遠的更遠”。綜合網絡時延與計算需求,未來數據中心應用將以就近計算為原則,西部(重慶)數據中心集群在承接湖北熱數據處理和湖北、陜西、湖南溫數據處理具有地理優勢,并可承接全國各大城市冷數據處理。

        (二)算力需求分析

        算力對數字經濟和GDP發展有顯著的帶動作用,2016-2020年期間,全球算力規模平均每增長30%,數字經濟規模和GDP每年分別增長5%和2.4%[ 中國信通院,《中國算力發展指數白皮書》,2021]。全球各國算力規模與經濟發展水平密切相關,經濟發展水平越高,算力規模越大。2020年,我國算力規模達到135EFlops,全球占比約31%,保持55%的高位增長,基礎算力、智能算力、超算算力規模分別占比為57%、41%、2%。據我院預測,到2025年,西部(重慶)數據中心集群算力需求約為37EFlops(包括承接其他區域冷數據、溫數據的運算、分析和存儲),數據量約達到812,500PB。

        (三)帶動效應分析

        2020年,川渝持證數據中心企業收入占比不足5.5%,與長三角、京津冀和大灣區(44.3%、34.9%和9%)等城市群差距較大[ 數據來源:中國信通院,2021年ICT深度觀察]。據國聯證券等金融機構預測,“東數西算”工程將每年拉動4000億元投資,對相關產業拉動作用將達到1:8。未來,隨著數字技術向經濟社會各領域的滲透,全社會對算力需求增加,在“東數西算”工程推動下,西部(重慶)數據中心集群將結合發展定位,延伸數據中心產業鏈,有效激發數據要素創新活力,加速數字產業化和產業數字化進程,催生新技術、新產業、新業態、新模式,支撐經濟高質量發展。

        (四)產業鏈供給能力分析

        1.產業鏈上游分析

        算力產業鏈上游主要包括芯片/器件、服務器、交換機、路由器、操作系統、數據庫、中間件等芯片、器件、軟件、設備。近年來,重慶市數字產業發展良好,功率半導體、硅基光電、智能傳感器等領域發展迅速,但在服務器、數據庫、操作系統等關鍵領域發展基礎薄弱。需盡快圍繞數據中心對服務器、存儲設備等資源需求,推動計算機設備制造、集成電路制造等數據中心關聯產業集聚,支持企業研發整機柜服務器、可信服務器、云邊服務器、液冷服務器、定制化服務器等產品,拓展新型服務器產業。

        2.產業鏈中游分析

        算力產業鏈中游涵蓋算網基礎設施、平臺服務、數字化能力等?,F階段,重慶市在算力網絡與平臺方面已集聚AI設備、網絡計算等環節,但IDC服務、算力安全、調度安排等環節發展不足。建議適度發展傳統IDC業務,構建以IDC業務帶動數字產業化發展、加速產業數字化轉型的發展模式。擴大綠色能源對數據中心的供給,優先保障起步區建設,為數據中心集群提供綠色、低碳、高效的供暖制冷服務。加強數據中心行業骨干企業招商引資,鼓勵支持發展大型、超大型數據中心。

        3.產業鏈下游分析

        算力產業鏈下游是面向數字化轉型的各垂直行業的政務、工業、教育等行業應用等。重慶市算力產業鏈下游應用市場空間廣闊,具有較好的產業基礎。建議積極建立與東部發達地區市場需求對接機制,積極發展面向電子商務、智慧醫療、智慧教育、數字文娛、門戶網站、網絡視頻等應用的中時延業務以及面向數據存儲、數據備份、異地災備、人工智能模型訓練、虛擬現實/增強現實(VR/AR)渲染等業務的高時延業務,打造“東數中算”新模式,擴大業務覆蓋范圍。

        圖2 算力產業鏈圖譜

        西部(重慶)數據中心集群發展建議

        (一)強化數據中心發展的引導和管理

        圍繞數據中心規模、能耗、網絡時延等指標開展存量數據中心精細化管理,引導數據中心向三大起步區集聚,加大新建數據中心加大智能、超算算力布局,加快高水平數據中心建設。大力發展綠色數據中心,加快節能低碳技術的應用,加強在IT設備、機架布局、制冷和散熱系統、供配電系統以及可再生能源利用系統等方面的綠色設計和改造,積極采用液冷、分布式供電、模塊化機房以及虛擬化、云化IT資源等技術方案,降低數據中心能耗水平。

        (二)構建與算力相匹配的高速網絡體系

        優化改進互聯網骨干直聯點布局,增加省際直聯城市,推動建設新型互聯網交換中心,提高西部(重慶)數據中心集群對外連接能力,降低集群到周邊城市群的網絡時延,滿足超大型數據中心多機房互聯、互聯網接入等需求。積極融入國家“東數西算”格局,推動與其他數據中心集群結對聯動,加快直聯網絡建設,推進區間網絡鏈路優化,促進各樞紐節點協同發展。推動不同電信運營商間、運營商和互聯網企業間的數據中心互聯互通建設,降低互通時延,優化數據中心跨網、跨省市、跨企業數據互換,支撐高頻實時交互的業務需求。深化中新國際數據通道建設,加速打造面向“一帶一路”國家和地區的國際數據通道,促進遠程醫療、遠程教育、智慧旅游、智慧物流、超高清視頻傳輸、跨境電商等領域的廣泛合作。

        (三)加速釋放數據中心發展潛力

        促進數據流通,加快政務數據共享、公共數據開放、公共數據與社會數據融合化發展,完善數據資源采集、處理、確權、應用等環節制度法規和機制化運營流程,加快健全數據流通機制和數據治理、保護能力,建立數據調度、監督檢查、數據溯源等機制,提升數據監管能力。圍繞本地企業數字化轉型需求,依托數據中心構建以5G、物聯網、云計算、人工智能等應用需求為牽引的算力支撐體系,不斷強化區域數字化轉型公共服務能力。圍繞互聯網(音視頻、VR直播等)、企業信息服務、商品流通等主流業務場景,加快自動駕駛、城市服務、數字政府、數字金融等新應用場景打造,深化行業數據應用。

        (四)推進產業鏈上下游協同發展

        圍繞新型數據中心供配電、制冷、IT和網絡設備、智能化系統等關鍵環節,鍛強補弱,推動數據中心上游設備制造業和下游數據要素流通。加大對數據處理龍頭企業、社會化數據服務機構引培,聚焦數據清洗、脫敏、脫密、聚合、分析等環節,加速數據服務產業發展。充分利用網、云、數、智、邊等多層次算力資源,圍繞云網融合、隱私計算、人工智能、區塊鏈、網絡安全、密碼應用等方向,圍繞SD-WAN、云原生、低代碼等技術開展的云、網、邊、端等服務企業,培育壯大算力產業,打造數字經濟發展新引擎,推動建設西部算力產業創新高地。

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