算力與新基建篇

“東數西算”背景下，影響算力業務發展的關鍵因素

人類對計算能力（簡稱“算力”）的需求是永無止境的，算力已成為推動我國數字經濟發展的基石，當前各大省份正在布局和發展算力業務。在“東數西算”背景下，算力調度、算力協同成為學術界和產業界追捧的熱點。本章圍繞算力業務，淺析了影響其發展的十大關鍵因素，以期通過梳理這十個方面的關系，使地方政府在算力業務頂層設計方面做好規劃和布局，并結合地方產業實際落地，把算力這件關系國計民生的大事做好。

一、算力與數據

算力，即計算能力或數據處理能力，具體表現為計算設備及其配套設施，如服務器、計算機、手機等。可以把大規模計算設備統一組織起來，形成數據中心、超算中心、云計算中心等。算力為大數據的發展提供了堅實的基礎保障，也能對數字經濟的發展產生積極影響。IDC發布的《2021—2022全球計算力指數評估報告》顯示，計算力指數平均每提高1點，數字經濟和GDP將分別增長3.5‰和1.8‰。

信息技術的發展，使得一座城市或一家企業的數據量都呈爆發式增長。數據是重要的生產要素，當前企業數字化轉型如火如荼，各個組織都在競相開展數據應用、數據治理和數據資產管理工作。數據的處理、存儲是需要算力的。因此，算力是未來智慧城市、智慧社區、智慧工廠的基石，算力作為數字經濟時代的關鍵生產力，已經成為挖掘數據價值，推動數字經濟發展的核心支撐力和驅動力。通過建設和優化算力基礎設施，提升算力速度、算力供給，可以有效提高數據處理速度和處理效率，賦能經濟生產、社會生活、政府治理。

二、算力與網絡

得益于網絡傳輸速度和效率的提升，數據并非都在本地處理或計算，有些終端采集的數據需要傳輸到幾十千米、幾百千米甚至幾千千米外的數據中心進行處理。數據的傳輸，依賴于網絡。網絡的帶寬和速率，決定了傳輸的數據量和效率。“東數西算”把東部的數據放到西部計算，網絡必須有保障。因此，要積極推進算力與網絡協同發展，如在數據中心間，甚至東西部城市之間建立直連網絡，滿足算力調度需求。

不同的應用場景，對網絡時延的要求不同，有的需要毫秒級、微秒級返回計算結果，有的很多天返回計算結果也沒有關系。因此，網絡時延越低，能夠承接的應用場景自然越多，但是需要兼顧成本。除了從算力的建設布局考慮，還要從算力的最優調度、潮汐調度等方面進行謀劃，認真分析各種不同時延要求的算力使用場景，采用“削峰填谷”等技術手段，計算調度算力資源和網絡資源最優路徑，打造算力按需調度能力，合理提升算力的使用效率。

三、算力與算法

算力處理數據，依賴于一定的算法。數據的高效處理可以帶來效率的提升和成本的降低。算法的實現可以通過硬件，也可以通過軟件，通過硬件實現更高效但成本也更高。每個應用場景，都對應一套硬件和一套算法的產品組合。然而，面對不斷變化的、碎片化的算力應用市場，這類產品組合缺乏足夠的靈活性和可擴展性，算法無法根據應用場景的變化進行升級迭代。一旦用戶應用場景發生變化，就不得不部署新的硬件，這造成了硬件建設和維護成本高昂；而軟件定制算法雖然效率略遜于硬件，但開發、維護成本相對更低，所以一般追求軟硬件的協同和平衡。

在算力資源一定的情況下，優化的算法可以提升數據的處理效率和硬件的使用效率。在特定的應用場景下，定制的硬件可以最大化地提升數據處理效率。所以，從這個意義上講，算力基礎部件也是多樣化的，有 CPU、GPU、NPU、DPU等。在應對不同的應用場景時，各種計算任務隨時可能被創建、復制、遷移和銷毀，同一個硬件會運行不同的軟件實體，因此，算力基礎部件的特性會直接決定算法的效率，也會對數據處理產生很大程度的影響。

四、算力與應用場景

目前，我國算力基礎設施基本形成以數據中心、超算中心、智算中心等為主的算力生產和供應體系，互補共進、協同創新。按照行業屬性分類，算力基礎設施可分為政務數據中心、互聯網數據中心、金融數據中心、通信數據中心、電力數據中心、制造業數據中心等。不同的行業有不同的應用場景，如自然資源的衛星地圖數據處理、公安城管的視頻流處理、科學計算領域的分子動力學模擬、電影畫面的渲染、人工智能、深度學習等。面對不同行業及應用場景，需要不同的算力資源，雖然通用服務器都可以處理，但是從集約、高效的角度來看，需要匹配最合適的算力資源，算力和算效成為需要重點關注的問題。

因此，為應對不同的應用場景，需要一個多樣化的算力資源池，可以根據應用需求，隨時調用不同的算力資源。目前，我國的智算算力比重還不高，異構算力的比例更低，未來一段時間內，需要相關的產業鏈企業能夠實現異構算力的調度，擴大整個產業的規模，建立以算力交易平臺和算力控制面為基礎，以算力消費方、算力提供方、網絡運營方為核心，以算力應用類商店、AI賦能平臺等應用提供方為保障的異構算力調度體系，形成完善的產業生態。協同有效的算力調度能夠使得算力相關信息以用戶需求為導向，提供最佳的資源分配及網絡連接方案，從而實現整網資源的最優化使用和異構算力供需精準對接。

五、算力與產業鏈

算力作為數字時代的新型基礎設施，最終的物理體現形式是一座座數據中心或超算中心等。提供一體化服務的算力需要產業鏈合力推進，算力的產業鏈包括上游的芯片/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；中游的算網基礎設施、平臺服務、數字化能力等；下游的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。目前，算力產業鏈中，國內產業基礎較好，具備一定領先優勢的環節有通信設備、供配電、微模塊、智能化等。在高端芯片、存儲等IT和網絡設備、散熱制冷等綠色節能關鍵環節還需要加大研發力度，推動創新發展，提升產業鏈整體競爭優勢。在下游的工業、VR等行業，算力需求還需進一步激發。

“一鯨落，萬物生”，一座大型、超大型數據中心的落成可以帶來一定的產業鏈發展和繁榮。反過來，相關產業鏈的聚集也有利于促進大型、超大型數據中心的布局和落地，算力配套產業的成熟度決定了其產業化進程的速度。

六、算力與能耗

信息系統的運行一般都需要全年無休，24小時無眠（always online），因此數據中心和算力中心都是能耗大戶。據統計，2020年我國數據中心的耗電量已超過全國總耗電量的 2%，并呈持續增長的趨勢。全國超大型數據中心運行平均電能利用效率（PUE）為1.46，大型數據中心PUE為1.55；大型、超大型數據中心的設計PUE分別為1.36、1.39。盡管互聯網巨頭探索綠色節能新技術，新建數據中心的PUE基本在1.4以下，但部分超大型數據中心的 PUE 已接近極限，低碳綠色實現能力難以滿足算力規模快速增長的需求。2021年11月，國家發展和改革委員會、工業和信息化部等四部門聯合印發的《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質量發展實施方案》，明確提出“全國新建大型、超大型數據中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節點進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上”的發展目標。

一方面，能耗“雙控”指標對數據中心的建設提出了較強的約束和要求；另一方面，我國西部綠色能源的消納，當前也存在渠道和方式等問題。因此，處理好算力與能源的匹配關系，是落實我國“雙碳”戰略的一招妙棋。

七、算力與固投

2022年，國家多部委聯合印發通知，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。據權威機構估算，“東數西算”工程每年投資體量會達到幾千億元，對相關產業的拉動作用會達到1∶8。國家發展和改革委員會高技術司也表示，數據中心產業鏈既包括傳統的土建工程，還涉及 IT 設備制造、信息通信、基礎軟件、綠色能源供給等，產業鏈條長、覆蓋門類廣、帶動效應大。

算力設施的物理體現就是一堆堆的機器，屬于固定資產投入。服務器固定資產的投資與運營、折舊，屬于電子設備投入，一般為3年。那么投入主體是誰，所有權與運營權是否分離，如何高效利用，是否會造成固定資產的閑置和浪費，這些都是需要面對的問題。

八、算力與稅收

算力的運營產生營收，但是算力的服務可能是跨區域的，數據中心落在哪里，運營主體不一定就在哪里。在“東數西算”背景下，終端的服務提供、價值變現環節仍大多保留在東部地區，離線分析加工、災備等業務多處于數字經濟產業鏈的前端基礎環節，西部地區在“東數西算”格局下所能獲得的稅收收入、經濟利益較為有限，建設算力中心等基礎設施的“獲得感”可能并不高。

一般來說，數據的價值必須要在應用場景中才能得以體現，再加上數據作為生產要素，與土地、技術、資本等生產要素有所不同，復制的邊際成本較低，從地方實踐看，單純以數據作為交易對象的市場發展并不理想。這也就意味著，西部地區大數據中心存儲的數據難以直接轉化為經濟資源，數據服務更將成為數據要素市場可行的交易對象。但各平臺企業將數據作為核心競爭力，數據標注、清洗、脫密、分析等基礎環節相關業務多由企業集團內部化處理，在一定程度上制約了數據服務市場的發展規模。在“東數西算”格局下，中西部地區傾向于要求設立數據中心的平臺企業成立獨立核算子公司，以保障本地稅收收入。這會導致項目前期投資難以用于總部企業的稅收抵扣，增加西部設立數據中心的企業的稅收負擔。

因此，亟須重視和探索算力服務、算力調度、數據服務等環節的紅利分享機制。探索完善企業所得稅、增值稅匯總納稅與分成機制等，根據數據加工、分析等環節的價值創造比例，設定地方間稅收分成比例。

九、算力與基礎設施

當前，我國“東數西算”工程已經正式全面啟動。與西氣東輸、西電東送、南水北調等工程相似，“東數西算”工程是一項國家級算力資源跨域調配的戰略工程，針對我國東西部算力資源分布總體呈現出的不平衡局面，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問題。算力基礎設施化并不簡單等同于算力總量的拉升。算力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的服務，沒有解決全國一體化、一盤棋的問題。未來的數字社會，算力將像水和電一樣成為基礎設施，必須由政府主導，才會更加集約、高效、安全。

因此，將算力產業的建設、運營、服務等環節進行解耦和重構，推動國有主導、區域協同、資源互補、統籌調度，是實現算力基礎設施化的關鍵。

十、算力與安全和自主可控

芯片、軟硬件系統是算力的基礎，然而這些技術和產品目前由西方國家主導，當前我國的國產化替代率并不高。一方面，貿易摩擦使我們面臨核心技術受制于人的局面；另一方面，我國自主可控的信息產業生態尚未全面形成。但是從長遠來看，我們必須構建自主可控的發展數字經濟的算力基石。加大技術創新力度，從算力基礎設施的建設、運維，到關鍵 IT 設備的自主創新，以及云計算、大數據、人工智能層面的算法應用，都需要進行更多的投入；大力開展節約資源、節能降耗的算力基礎設施關鍵技術的研發，建立健全算力基礎設施全生命周期評價體系；著力補齊算力基礎設施關鍵短板，如芯片、操作系統、數據庫等，加強基礎理論、技術和應用研究，增強多學科的綜合交叉與深度融合。

算力中心的建設，要逐步考慮國產化技術和產品的替代。國家發展和改革委員會也對“東數西算”工程提出了算力自主可控的示范要求，要求算力涉及的芯片、操作系統、數據庫、中間件、云平臺、大數據分析平臺等相關軟硬件設備實現安全可控，這都必然帶來全國數據中心自主可控建設的熱潮，從優選項逐步變成局部甚至全部的必選項。