运营商争夺“双碳”算力网络“东西方”，如何平衡数据中心容量？

2022-11-12

从中国电信贵州数据中心到北京CBD，距离约2200公里，跑全程约需10小时。得益于算力的“高速路网”，算力传输不到10毫秒。每秒 310 亿次浮点运算，这意味着每秒有大量的计算能力在调度。算力与网络的全面融合正以难以想象的速度从无形延伸到有形，服务于我们生活的方方面面。

随着“东算西算”战略的深入推进，算力网络的概念逐渐进入人们的视野。为实现算力成为“一点接入、即用”的社会级服务，还需要构建东西方（东西方跨区域物理一体化）、北向互补的网络-南联（云、边、端多层次逻辑整合）。综合算力网络。在通信网络方面具有先天优势的基础运营商正在加速布局算力网络建设。

今年前三季度，运营商新兴业务收入增长亮眼，云计算业务收入同比增速超过100%。通过推动数据中心等基础设施节能减排，运营商的做法也将对我国“双碳”目标的实现产生长远影响。

运营商加大算力网络投入

“在算力网络方面，中国移动预计2022年资本支出将达到480亿元，增长26%。” 今年8月，中国移动在其2022年半年报中写道。这里所说的算力网络包括对移动云、IT云、数据中心的直接投资，以及对传输网络的共享投资。其中，2022年上半年算力网络投资规模为200亿元。

“计算与网络的融合需要无处不在的高性能计算能力作为支撑，需要高带宽、低时延的网络作为桥梁，需要更灵活灵敏的调度管理大脑。” 网络事业部副总经理奚强表示，当算力和网络相互结合时，会出现很多意想不到的“化学反应”。他表示，根据业务特点，中国联通会将时间敏感、访问量大的应用调度到离用户最近的计算节点上，调度不直接面向用户的应用，如非实时数据、备份数据等。 , 到西部节点。这样就实现了东西方之间的智能算力调度。

计算能力是处理数据的能力。从算盘到电脑，再到信息通讯时代的个人电脑、手机、平板电脑……这些生活中常见的工具，都是单点计算设备。此类计算设备的计算能力主要取决于设备中芯片的计算能力。“云计算”技术的诞生，将“算力”的发展带到了一个新的阶段。它对分散的计算资源进行整合、集中和利用，从而突破单点设备的计算能力限制，从而能够在极短的时间内快速处理海量数据。

“要真正做到‘算东算西’，需要非常大的技术突破。” 中国工程院院士、阿里云创始人王健在接受新京报贝壳财经记者采访时表示，云计算技术是一个非常重要的应用。不受地域限制，延迟可以控制在用户可以接受的范围内。“比如东方的用户在淘宝上买东西，传统上数据会记录在东方，但是使用飞天平台的云计算系统，可以在西方提供服务，这样数据就会留在西方，否则'“数物算物”只能是“数物存物”。

2012年，中国电信宣布启动天翼云计算战略，正式进军云计算领域。IDC中国公有云服务市场最新报告显示，今年上半年，中国电信以11%的中国公有云IaaS（基础设施即服务）市场份额超过腾讯成为第三，接近华为的11.6 %。%。据了解，这也是运营商首次进入IaaS市场份额前三名。

在云计算的支持下，很多以前不可能的事情越来越成为现实：在广州机场高速上，汽车可以无感觉地以每小时80公里的速度通过收费站，而且只有收费环节可以每天省钱。2.75小时，大大提升市民出行体验。面对疫情，每分钟7.8万人次的峰值采样数据传输，24小时内分析计算超过2500万人次的核酸和行程数据，确保了高速、特大城市平稳运行。

在山区教室，算力在智能教育中的应用，正在给孩子的学习带来颠覆性的改变。偏远地区的孩子也能像大城市的孩子一样享受优质的教学资源。人工智能助力教师真正做到“因材施教”。通过反复的人工智能训练，他们可以学会阅读、识别错误和评估，这有大量人工智能深度学习算法和计算能力的支持。在汽车行业，新车上线前需要经过数千次碰撞测试，超强的计算能力可以模拟整个碰撞过程，一分钟内可以成功模拟300次模拟碰撞测试。

减少延迟和能耗是关键

目前，数据中心的建设已经成为“云计算”发展的关键。它可以进行多点协同计算，从而大大提高计算能力的速度和规模。从西到东，一个数据中心的建立，标志着基于算力的智能世界的加速到来。

2020年12月，国家发改委等四部委发布的《关于加快建设国家一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》指出，国家一体化大数据中心体系总体框架涵盖“数字网络”和“数字新”。、“数据链”、“数据大脑”、“数据盾牌”五个子系统，其中“数据网络”旨在打造一体化、优质的数据中心集群和互联网；“数据新”旨在加强算力服务，通过算力调度优化东西方资源结构；“数字链”旨在促进跨部门、跨区域、跨层级数据流通与治理，打造数字化供应链；“数字大脑”旨在加强数据的行业创新应用，树立国家数字化转型典范；“数字盾牌”旨在加强网络安全和数据安全能力。因此，“东数西算”工程的本质是推动数据中心、网络、算力、云、大数据、人工智能、安全、绿色等多个数字要素的集成协同调度。 ”和“智慧”。旨在加强网络安全和数据安全能力。因此，“东数西算”工程的本质是推动数据中心、网络、算力、云、大数据、人工智能、安全、绿色等多个数字要素的集成协同调度。 ”和“智慧”。旨在加强网络安全和数据安全能力。因此，“东数西算”工程的本质是推动数据中心、网络、算力、云、大数据、人工智能、安全、绿色等多个数字要素的集成协同调度。 ”和“智慧”。

“新一代信息技术几乎都是围绕算力进行创新的。” 中国联通专家指出，随着算力、网络、数据的深度融合，其应用领域也从信息安全和科学计算转向更广阔的国民经济主战场。算力与数字经济的关系将进一步加强，赋能千行百业的数字化转型升级。

延迟是这个庞大网络系统的核心指标之一。据中国移动介绍，该公司已实现东西部算力枢纽区域和区域骨干节点之间的全互联网络，节点间单向网络时延小于20毫秒。目前，中国移动已基本实现算力枢纽所在省东西部的全互联。加速部署边缘计算能力。预计2022年边缘计算节点将覆盖全国200多个城市；加快多元化算力建设，优化移动云“N+31+X”布局，构建京津冀、长三角、粤港澳网络，

然而，随着云计算、5G、虚拟货币等技术的快速发展，对数据的需求呈指数级增长。在数据中心集群化趋势的背后，还有不断攀升的功耗。根据国家能源局公布的数据，2020年我国数据中心用电量将超过2000亿千瓦时，成为全球增长最快的耗能设备之一。如何做好“新基建”数据中心领域的节能减排工作，已成为整个通信行业面临的挑战。

“东西方”平衡数据中心容量

在内蒙古包头的联通智云数据中心，巨大的屏幕上，各种设备的能耗数据正在实时跳动。机房的功耗是下降还是上升，电力利用效率，这些问题都可以在大屏幕上得到解答。

这背后，中国联通依托“东数西算”工程，引导非实时数据中心建设任务向西部地区转移，选址贵州贵安新区、庆阳等地在甘肃和宁夏中卫建设数据中心集群。在内蒙古开展数据中心集群选址调查，缓解能耗指标紧张、电费高企的压力。“西部地区可再生能源丰富，空间充足，气候适宜，可大大提高可再生能源在数据中心的应用比例，促进西部地区可再生能源消费。”

在宏观层面，建立全国协同的算力网络，可以平衡东西部数据中心的产能，集中保障数据中心的能源、土地和水资源利用。同时，也对各区域数据中心集群的能耗检测和能耗指标统一调度提出了更高的要求。据包头联通创新业务支撑中心邵杰介绍，2021年，公司将建设数据中心能耗管理平台，对机房内的温度、湿度等指标进行统一监测和监管，监测PUE（用电效率）数据中心的实时值。能源使用的变化和消耗。“一旦数值异常，

PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近1，数据中心的绿色度越高。数据中心的PUE值受地域、机房布局、机柜功率密度、空调制冷方案、电源方案、节能技术应用等因素综合影响。一般来说，北部和西北部地区气温较低，自然冷源可以得到充分利用，较低的PUE值更容易实现，而中部、东部和东南部地区气候炎热，需要长时间空调制冷，PUE值较高。高的。如何降低PUE值是运营商正在努力的领域，

以中国电信为例，据官方初步统计，中国电信大型和超大型数据中心的PUE值大多在1.3-1.5之间；一些中小型数据中心由于建设时间长，使用以前的技术方案，导致PUE。值高于 1.5。随着技术的发展，2019年以来新建的大型和超大型数据中心的PUE值基本在1.3以下。其中，中国电信内蒙古信息园、北京永丰国际数据中心、亦庄数据中心均获得绿色低碳4A等级。

构建低碳绿色优质算力服务体系，智能算力调度任重道远

中国电信专家表示，一体化大数据中心体系不仅对PUE值、绿电占比等碳减排指标的演进提出了明确要求，还依赖于数据中心集群化建设和“计算东西方”。推动算力基础设施能效优化和与绿色能源融合发展，构建低碳绿色优质算力服务体系，进一步释放系统建设为全社会经济转型带来的绿色价值.

针对提升数据中心绿色水平的目标，中国电信也拿出了一套“组合拳”。一是探索新型大型、超大型数据中心新技术在行业内的试点应用，包括蒸发冷却、热管多联、液冷等高效空调节能技术。以及智能小母线、分布式电源等高效供配电解决方案。枢纽节点南方省份PUE值力争低于1.25，北方省份PUE值力争低于1.2。二、对于能耗高的老旧数据中心，大力开展节能改造和绿色低碳改造，淘汰老旧空调。组织优化、AI智能控制、新风、蒸发冷却等节能技术的应用，可实现精准节能，将PUE值大幅降低至1.5以下能耗管理问题，进一步提高能耗利用率，降低运营成本。

中国联通中卫云数据中心总经理朱云介绍，中卫云数据中心已与江苏联通达成初步合作计划。在清洗加工、模型算法、分析处理、产业协同等前沿交叉领域开展联合科研与交流合作。

“要实现‘碳中和’的目标，节能只是一小步。从根本上看，只有使用绿色能源才是数据中心‘碳中和’的最佳解决方案。” 上述中国联通专家表示，“碳中和”不仅是一个环保理念，更是一条技术路线。只有数据中心产业链上下游企业共同努力，才能推动绿色、低碳、可持续发展。

这一愿景即将成为现实。据中国联通宁夏中卫云数据中心工作人员尹晓辉介绍，该数据中心已从新疆采购绿色风电，并计划利用数据中心屋顶和设施空地建设太阳能和风能。 -太阳能混合发电系统。利用。

“通信运营商是计算基础设施和骨干传输网络的建设者，也是下游云计算服务的提供者。” 上述中国联通专家表示，“东数西算”项目推动新建数据中心扩容，不仅将为通信运营商网络发展带来积极贡献，还将刺激崛起算力行业。

然而，在算力网络的建设中，运营商也并非没有挑战。“目前，通信运营商的网络建设主要是以承载语音和流量为主，如果要彻底转变为承载算力的网络架构，真正意义上的算力智能调度是可以实现的。” ” 朱云表示，这需要电信运营商、云服务商和产业链设备商等相关方参与关键技术方案和标准，达成共识，协同推进。

新京报贝壳财经记者承诺罗一丹