2022-11-03 17:37:36 來源：新華網
從中國電信貴州數據中心到北京CBD，路程大約2200公里，動車跑完全程也需要10個小時左右。而得益于算力的“高速路網”，算力傳輸只要不到10毫秒的時間。每秒310億億次浮點運算，意味著每一秒都有海量的算力正在調度。算力與網絡的充分融合，正以難以想象的速度，從看不見的地方延伸到看得見的遠方，服務著我們生活的方方面面。
隨著“東數西算”戰略向縱深推進，算力網絡的概念逐漸進入人們的視野。要實現算力成為“一點接入、即取即用”的社會級服務，還需要建設東西互補（東西部跨地域的物理融通）、南北貫通（云、邊、端多層級的邏輯融通）的一體化算力網絡。而在通信網絡上具有先天優勢的基礎運營商，在算力網絡的建設上，正在加速布局。
今年前三季度，運營商新興業務收入增長情況亮眼，云計算業務收入的同比增速更是超過100%。而通過推動數據中心等基礎設施的節能減排，運營商的實踐也將對我國“雙碳”目標的實現帶來長遠影響。
運營商加大算力網絡投入
“在算力網絡方面，中國移動資本開支預計2022年全年將達到480億元，提升26%。”今年8月，中國移動在其發布的2022年半年報中這樣寫道。這里說到的算力網絡，包括移動云、IT云、數據中心的直接投資，以及傳輸網部分的分攤投資。其中，2022年上半年算力網絡投資規模為200億元。
“算網融合需要隨處可用的高性能算力做支撐、高帶寬低時延的網絡做橋梁、以及更加靈活敏銳的管理大腦做調度。”中國聯通天津市分公司網絡部副總經理席強表示，當算力與網絡相互融合，將會產生許多意想不到的“化學反應”。他表示，根據業務特性，中國聯通將對時延敏感、訪問量大的應用調度到離用戶最近的算力節點，將不直接面向用戶的非實時數據、備份類數據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。
算力，即對數據的處理能力。從算盤到計算機，再到信息通信時代的個人電腦、手機、平板電腦……這些生活中司空見慣的工具，無一不是單點式計算設備。這類計算設備的算力大小，主要取決于設備中芯片計算能力的強弱。而“云計算”技術的誕生，使得“算力”發展來到了一個全新階段。它將零散的算力資源進行整合、集中和利用，進而突破了單點設備算力上的局限，從而可以在很短的時間內實現對海量數據的快速處理。
“要真正做到‘東數西算’，需要非常大的技術突破。”中國工程院院士、阿里云創始人王堅在接受新京報貝殼財經記者采訪時表示，云計算技術一個很重要的應用就是不受地域限制，可以把延遲控制在一個用戶可以接受的范圍。“舉例來說，東部的一個用戶在淘寶上買東西，傳統來講數據會記錄在東部，但使用飛天平臺的云計算系統，服務就可以在西部提供，這樣數據才會留在西部，否則‘東數西算’就只能是‘東數西存’。”
2012年，中國電信宣布啟動天翼云計算戰略，正式進軍云計算領域。IDC最新發布的中國公有云服務市場報告顯示，今年上半年，中國電信已經憑借11%的中國公有云IaaS（基礎設施即服務）市場份額，超過騰訊成為份額第三，接近第二名華為的11.6%。據了解，這也是運營商首次殺入IaaS市場份額前三。
而在云計算的支持下，許多原先不可能做到的事情，越來越多地成為現實：在廣州機場高速，汽車能夠以80公里時速，無感通過收費站，僅收費環節每天就能節約2.75小時，大大改善了市民的出行體驗。面對疫情，峰值采樣每分鐘7.8萬人次的數據傳輸，能夠讓2500多萬人次的核酸與行程數據24小時完成分析與計算，從而保障超大城市高速穩定運行。
山區教室里，算力在智能教育上的應用，正在讓孩子們的學習發生著顛覆式的改變。偏遠地區的孩子也能像大城市的孩子一樣，享受優質的教學資源。人工智能輔助教師做到真正的“因材施教”，通過反復的AI訓練，讓它學會識字、辨錯、測評，背后是大量人工智能深度學習算法和算力的支撐。在汽車行業，一款新車上線前需要經歷上千次的碰撞測試，而超級算力能模擬出整個碰撞過程，300次的仿真碰撞試驗，在一分鐘內成功模擬完成。一次次發生在算力世界的仿真模擬，正在讓“中國制造”向“中國智造”加速前進。
降低時延與能耗是關鍵
當下，數據中心的建設，則成為發展“云計算”的關鍵。它可以進行多點協同計算，使算力速度規模實現飛躍式提升。從西到東，一個個數據中心的建立，標志著以算力為基礎的智能世界正在加速到來。
2020年12月，國家發改委等四部委印發的《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》指出，全國一體化大數據中心體系總體框架涵蓋“數網”、“數紐”、“數鏈”、“數腦”、“數盾”五大子體系，其中“數網”旨在構建一體化、高質量的數據中心集群和互聯網絡；“數紐”旨在強化算力服務，以算力調度優化東西部資源結構；“數鏈”旨在推動跨部門、跨區域、跨層級的數據流通與治理，打造數字供應鏈；“數腦”旨在強化數據的行業創新應用，建立數字化轉型的國家樣板；“數盾”旨在強化網絡安全和數據安全能力。因此，“東數西算”工程的實質是推進數據中心、網絡、算力、云、大數據、人工智能、安全、綠色等多數字要素的一體化協同調度，為我國數字經濟健康發展“用數”“賦智”。
“新一代信息技術，幾乎都是圍繞算力展開創新。”中國聯通的一位專家指出，伴隨算力與網絡、數據的深度融合，其應用領域也從信息安全、科學計算領域，向更為廣泛的國民經濟主戰場快速擴張。算力與數字經濟共促共進的關系將會進一步強化，賦能千行百業數字化轉型升級。
時延，是這個龐大網絡系統的核心指標之一。中國移動方面表示，公司已實現東部與西部算力樞紐區域間、區域內骨干節點間全互聯組網，節點間單向網絡時延均小于20毫秒。目前，中國移動已基本實現算力樞紐所在省的東、西部全互聯。加快布局邊緣計算能力，預計2022年邊緣計算節點覆蓋全國地市200+；加快多樣化算力建設，優化移動云“N+31+X”布局，構建以京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重要區域為核心的資源體系，預計2022年底云服務器規模超66萬臺。
不過，云計算、5G、虛擬貨幣等技術迅猛發展，數據需求呈幾何級增長。在數據中心集群成勢的背后，還有用電量的不斷攀升。根據國家能源局發布的數據顯示，2020年，我國數據中心耗電量突破2000億千瓦時，已成為全球增長最快的耗能設備之一。如何在“新基建”的數據中心領域做好節能減排，成為整個通信行業所面臨的挑戰。
“東數西算”平衡數據中心產能
位于內蒙古包頭的聯通智云數據中心，一張巨大的屏幕上，各類設備用能數據正在實時跳動。機房耗電量是降是升，電能利用效率如何，這些問題都能在大屏幕上找到答案。
這背后，是中國聯通依托“東數西算”工程，引導非實時性數據中心建設任務轉移到西部地區，選址貴州貴安新區、甘肅慶陽、寧夏中衛等地建設數據中心集群，并在內蒙古地區展開數據中心集群選址的調研，以緩解能耗指標緊張、電力成本高等壓力。“西部地區可再生能源豐富、空間充足、氣候適宜，可大幅提升數據中心可再生能源應用比例，促進西部地區可再生能源消納。”上述中國聯通專家表示，因地制宜的建設規劃，不僅降低了數據中心能耗強度，還能解決數據中心供需不對等、不匹配等矛盾。
在宏觀層面，建立全國協同的算力網絡，可以平衡東西部數據中心產能，集中保障數據中心用能、用地和用水。同時，也對各區域數據中心集群能耗檢測、能耗指標統一調度提出了更高要求。包頭聯通創新業務支撐中心邵杰介紹，2021年，公司就搭建了數據中心能耗管理平臺，對機房內溫度、濕度等指標進行統一監控監管，并實時監測數據中心內PUE（電源使用效率）值變化和能源使用消耗情況。“一旦數值發生異常，系統將啟動告警機制，由處置人員第一時間進行排查，避免因設施故障產生的高耗電量。”他說道。
PUE值是指數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比，PUE值越接近于1，表示一個數據中心的綠色化程度越高。數據中心的PUE值受地域、機房布局、機架功率密度、空調制冷方案、電力電源方案、節能技術應用等綜合因素的影響。一般來講，北部、西北地區氣溫較低，可以充分利用自然冷源，較低的PUE值較容易實現，而中部、東部、東南等地區氣候炎熱，需要長時間通過空調降溫，PUE值相對較高。如何降低PUE值，是運營商們都在發力的領域，也是“東數西算”工程能夠助力“雙碳”目標實現的關鍵所在。
以中國電信為例，經官方初步統計，中國電信的存量大型、超大型數據中心PUE值大多在1.3-1.5之間；部分中小型數據中心因建設時間較長，采用以前的技術方案，導致PUE值高于1.5。隨著技術的發展，2019年以來新建大型、超大型數據中心的PUE值基本處于1.3及以下，其中中國電信內蒙古信息園、北京永豐國際數據中心、亦莊數據中心都獲得綠色低碳4A等級。
構建低碳綠色的高質量算力服務體系，智能算力調度還有很長的路要走
中國電信的一位專家表示，一體化大數據中心體系不僅明確提出PUE值和綠電占比等碳減排指標演進要求，更借助數據中心集群化、“東數西算”等建設路徑，重點推動算力基礎設施能效優化以及與綠色能源的融合發展，構建低碳綠色的高質量算力服務體系，并進一步釋放體系建設給全社會經濟轉型帶來的綠色價值。
而針對提升數據中心綠色水平的目標，中國電信也拿出了一套“組合拳”。一是針對新建大型、超大型數據中心，探索試點應用業界新技術，包括蒸發冷、熱管多聯、液冷等高效空調節能技術，智能小母線、分布式供電等高效供配電方案，在國家樞紐節點南方省份PUE值力爭低于1.25，北方省份PUE值力爭低于1.2；二是針對能耗高的老舊數據中心，大力開展節能改造和綠色低碳化重構，通過老舊空調替換，氣流組織優化，AI智能控制，新風、蒸發冷等節能技術應用，實現精準節能，大幅降低PUE值至1.5以下，進一步提高能耗利用率，降低運營成本。
中國聯通中衛云數據中心總經理朱赟介紹，中衛云數據中心現與江蘇聯通達成初步合作計劃，下一步擬提供醫療云、工業云的異地災備服務，實現溫冷數據的遷移，并在數據清洗加工、模型算法、分析處理、產業協同等前沿交叉領域開展聯合科研攻關及交流合作。
“對于實現‘碳中和’這一目標來講，節能只是一小步。從根源上看，只有采用綠色能源，才是數據中心‘碳中和’的最優解決方案。”上述中國聯通專家表示，“碳中和”不僅是環保概念，更是技術路線。只有數據中心產業鏈上下游企業共同發力，才能推動綠色低碳可持續發展。
這一設想即將成為現實。據中國聯通寧夏中衛云數據中心工作人員殷曉輝介紹，該數據中心已從新疆采購綠色風電，準備利用數據中心樓頂及設施空地建設太陽能及風光互補發電系統，實現太陽能直接并網發電，即發即用。
“通信運營商是算力基礎設施和骨干傳輸網絡的建設者，同時也是下游云計算服務的提供商。”上述中國聯通專家表示，“東數西算”工程推動新增數據中心擴容，不僅將給通信運營商網絡發展帶來正向貢獻，同時也會拉動算力產業的興起。
不過，在算力網絡的建設上，運營商也并非沒有挑戰。“目前通信運營商的網絡建設多以承載語音和流量為主，想要徹底轉變為以承載算力為主的網絡架構，真正意義上做到全國‘一盤棋’的智能算力調度，還有很長的路要走。” 朱赟表示，這需要電信運營商、云服務商和產業鏈設備提供商等相關方對關鍵技術方案和標準共同參與、達成共識、協同推進。（記者 許諾 羅亦丹）
編輯：海洋