算力 築基數字化競爭力

王志勤

中國信息通信研究院副院長，正高 級工程師，享受國務院政府特殊津貼，2019年入選國家百千萬人才工程。長期在信息通信技術標準、產業與政策等領域進行開拓性研究工作，主持制訂多項移動通信行業標準，推動我國3G、4G及5G創新。獲得國家科學技術進步獎特等獎、全 國三八紅旗手、“全 國創新爭先獎”、全 國五一勞動獎章等榮譽稱號。

 

何寶宏

博士，中國信息通信研究院雲計算與大數據研究所所長，正高 級工程師。發起創立了開放數據中心委員會(ODCC)，可信區塊鏈推進計劃(TBI)等。曾任中國信息通信研究院因特網研究領域主席、中國下一代因特網(CNGI)專 家委副秘書長等。從事因特網技術、標準、產業和政策等研究二十餘年，主導完成十餘項國際標準，獲得十餘項發明專利，主持完成多項國 家級科研項目。

 

李潔

博士，中國信息通信研究院雲計算與大數據研究所副所長，開放數據中心委員會副主席，中國通信標準化協會TC1 WG4數據中心工作組組長，正高 級工程師。長期從事算力等方面的政策、技術、標準和產業研究工作。支撐國家部委和地方政府發布多項算力相關政策，主導和參與多個國家專項和國家重點課題的研究。參編著 作六本，發表論文二十餘篇，獲得省部級獎勵多次。

 

郭亮

中國信息通信研究院雲計算與大數據研究所總工程師，正高 級工程師。長期支撐國家部委和地方省市的算力相關工作，牽頭完成工 信部工業因特網創新發展工程項目，擔任科學技術部重大研發計劃課題負責人，對算力相關的網絡、計算、存儲和設施等方面進行了長期深入研究。獲得省部級獎勵多次，主編出版專著四本，發表論文三十餘篇，牽頭制定國家標準兩項、通信行業標準二十多項，獲得專利授權若乾。

第 一章 概述 001

1.1　數據處理單元技術備受關註　001

1.2　邊緣計算產業前景廣闊　002

1.3　服務器低碳發展　003

1.4　“源網荷儲”一體化提供能源利用新思路　003

1.5　數據中心越發重視綠色設計　004

1.6　可持續發展能力研究　005

1.7　智能化運維快速發展　005

1.8　第三方數據中心服務商表現亮眼　006

1.9　算力網絡發展是大勢所趨　006

第二章　DPU技術　009

2.1　算力成為新型生產力　009

2.1.1　算力產業政策關註高　009

2.1.2　產業規模迅速增長　010

2.1.3　全面賦能實體經濟　011

2.2　數字基礎設施發展綜述　011

2.2.1　數字基礎設施發展進入以算力為中心的時代　011

2.2.2　算力基礎設施從雲網協同走向算網一體　013

2.2.3　“聯接+計算”構建下一代新型算力的基礎　014

2.3　DPU成為邁向“聯接+計算”的關鍵一步　014

2.3.1　DPU的技術發展綜述　014

2.3.2　DPU的核心技術價值　017

2.3.3　DPU發展的黃金時代來臨　021

2.4　推動DPU發展的關鍵技術及因素　023

2.4.1　RDMA高速網絡技術　023

2.4.2　數據面轉發技術　028

2.4.3　網絡可編程技術　031

2.4.4　開放網絡及DPU軟件生態　032

2.5　發展展望　035

第三章　邊緣計算　037

3.1　產業概述　037

3.1.1　邊緣計算定義與特點　037

3.1.2　邊緣計算發展歷程　038

3.1.3　邊緣計算應用場景　040

3.1.4　我國邊緣計算挑戰　041

3.2　中國邊緣計算產業發展現狀　042

3.2.1　邊緣計算產業相關政策　042

3.2.2　邊緣計算產業標準與開源項目　046

3.2.3　市場情況分析　049

3.2.4　區域發展特點　050

3.3　中國邊緣計算技術發展分析　050

3.3.1　邊緣計算技術架構　050

3.3.2　邊緣計算技術熱點　051

3.3.3　技術發展趨勢　052

3.4　中國邊緣計算生態構建　053

3.4.1　邊緣計算產業服務商圖譜　053

3.4.2　邊緣計算產業上游　054

3.4.3　邊緣計算產業中游　057

3.4.4　邊緣計算產業下游　058

3.5　行業案例分析　059

3.5.1　邊緣音視頻案例　059

3.5.2　安防監控案例　060

3.5.3　邊緣雲游戲案例　061

3.5.4　智慧工程案例　062

3.5.5　智慧交通案例　063

3.5.6　智慧零售案例　064

3.5.7　5G小基站應用案例　065

3.5.8　邊緣超融合一體機應用案例　068

3.5.9　智慧加油站案例　070

3.5.10　智慧園區案例　071

3.6　發展展望　072

第四章　算力碳效研究　075

4.1　全球碳中和發展趨勢　075

4.1.1　國際主要國家碳中和目標　075

4.1.2　國際主要國家數據中心降碳政策　075

4.1.3　中國碳中和目標　076

4.1.4　中國數據中心降碳政策　077

4.2　數據中心和服務器低碳發展分析　078

4.2.1　國際數據中心頭部企業　078

4.2.2　國內數據中心頭部企業　079

4.2.3　服務器及芯片企業　081

4.3　數據中心算力綠色低碳技術分析　083

4.3.1　服務器綠色低碳技術趨勢　083

4.3.2　CPU綠色低碳技術　085

4.4　服務器算力碳效模型研究　090

4.4.1　服務器耗能概述　090

4.4.2　服務器算力、能耗的相關研究　091

4.4.3　服務器算力碳效模型設計　093

4.4.4　服務器碳排放量的定義　093

4.4.5　服務器算力性能定義　094

4.4.6　測試範圍　094

4.4.7　服務器算力碳效模型實驗與測試結果分析　095

4.5　發展展望　097

第五章　“源網荷儲”一體化研究　099

5.1　電力系統發展現狀　099

5.1.1　新能源發電量占比持續提升　099

5.1.2　資源優化配置能力穩步提升　101

5.1.3　新興技術創新水平不斷突破　101

5.1.4　二氧化碳排放規模有效降低　101

5.2　新型電力系統內涵　101

5.2.1　新型電力系統提出背景　101

5.2.2　新型電力系統的意義深遠　102

5.2.3　新型電力系統特徵顯著　103

5.2.4　新型電力系統面臨的挑戰　103

5.3　新型電力系統構建“源網荷儲”新生態　104

5.3.1　發電側：以新能源為主、煤電為輔　104

5.3.2　電網側：分佈式微電網和大電網互補　104

5.3.3　負荷側：由“源隨荷動”轉向“源網荷互動”　105

5.3.4　儲能側：增強電網柔性　108

5.4　“源網荷儲”一體化發展的關鍵舉措　109

5.4.1　電源側：提高綠色能源接納　110

5.4.2　電網側：優化電網發展方式　111

5.4.3　負荷側：提升電力負荷彈性　111

5.4.4　儲能側：深化儲能技術應用　114

5.5　“源網荷儲”一體化發展模式與實施效果　116

5.5.1　發展模式　116

5.5.2　實施效果　117

5.6　應用場景分析　119

5.6.1　數據中心應用場景　119

5.6.2　“零碳”物流園應用場景　122

第六章　數據中心綠色設計　125

6.1　數據中心綠色設計發展背景　125

6.1.1　數據中心能耗現狀　125

6.1.2　數據中心能耗政策標準分析　128

6.1.3　數據中心綠色發展面臨的挑戰　133

6.2　數據中心綠色設計的理念和基本要素　134

6.2.1　數據中心綠色設計　134

6.2.2　綠色設計理念　135

6.2.3　綠色設計原則　135

6.2.4　綠色設計目標　135

6.3　數據中心綠色設計先進技術和方案　136

6.3.1　IT設備　136

6.3.2　供電系統　140

6.3.3　製冷系統　143

6.3.4　監控系統　148

6.4　數據中心綠色設計優秀案例　149

6.4.1　騰訊儀徵數據中心設計PUE方案　149

6.4.2　維諦廣州數據中心設計PUE方案　150

6.4.3　網宿和綠色雲圖上海數據中心設計PUE方案　151

6.4.4　華為貴州數據中心設計PUE方案　151

第七章　數據中心可持續發展　153

7.1　數據中心可持續發展能力產業現狀　153

7.1.1　數據中心可持續發展能力概述　154

7.1.2　數據中心硬件可持續發展能力　156

7.1.3　數據中心軟件可持續發展能力　158

7.1.4　數據中心可持續發展面臨的挑戰　159

7.2　數據中心可持續發展能力提升方案　160

7.2.1　夯實各類芯片技術基礎，服務器全棧能力提升　160

7.2.2　釋放全快閃內存存儲價值優勢，存儲新技術競相涌現　163

7.2.3　深化薄弱環節應用創新，網絡基礎扎實發展　167

7.2.4　增強網絡安全硬件支撐，高性能、高可靠是關鍵　169

7.2.5　打造開源操作系統生態，覆蓋多樣化應用場景　171

7.2.6　提升開發框架適配能力，實現異構算力規範化　171

7.2.7　加快機密計算商用進程，數據要素實現高可靠　172

7.2.8　構建數據庫發展新格局，推動新技術應用賦能　172

7.3　數據中心可持續發展能力提升建議　173

7.3.1　發展模式加速轉變，體系化佈局逐步形成　173

7.3.2　軟硬協同優勢顯現，計算性能指數級增長　173

7.3.3　開源模式創新引領，集聚性資源激發活力　174

7.4　發展展望　175

第八章　數據中心智能化運維　179

8.1　概念與內涵　179

8.1.1　基本概念　179

8.1.2　發展歷程　180

8.1.3　目標與理念　182

8.2　數據中心智能化運維發展核心　183

8.2.1　設施自動化運行　183

8.2.2　平臺智能化管理　186

8.2.3　體系精細化落地　189

8.2.4　服務價值化輸出　191

8.3　數據中心智能化運維發展實踐　193

8.3.1　以自動化設施提升運行效率　193

8.3.2　以DCIM平臺促進智能管理　194

8.3.3　以技術手段賦能運維體系變革　196

8.3.4　以巡檢機器人釋放運維人力　197

8.4　發展展望　198

第九章　第三方數據中心服務商研究　201

9.1　產業發展總覽　201

9.1.1　數據中心市場格局　201

9.1.2　第三方數據中心服務商產業規模　203

9.1.3　第三方數據中心服務商經營模式　205

9.1.4　第三方數據中心服務商發展新定位　207

9.2　市場運營投資方向　209

9.2.1　國內市場建設運營　209

9.2.2　海外市場投資佈局　210

9.3　創新發展趨勢　211

9.3.1　建設跨區域算網協同的資源部署架構　211

9.3.2　推動數據中心實現智能運維管理　212

9.3.3　推廣綠色低碳的節能技術及應用　213

9.3.4　構築高效可靠的數據中心安全體系　214

9.4　綜合評價　215

9.4.1　體系構建　215

9.4.2　總體規模指數TOP10　216

9.4.3　能力建設指數TOP10　217

9.4.4　財務狀況指數TOP10　218

9.4.5　綠色低碳指數TOP10　219

9.5　全景圖譜　220

9.5.1　強勢領跑　221

9.5.2　後起之秀　224

9.5.3　轉型新星　225

9.6　發展展望　226

第十章　算力網絡評估體系研究　227

10.1　研究背景　227

10.1.1　算力網絡提出背景　227

10.1.2　算力網絡研究進展情況　228

10.1.3　算力網絡發展面臨的挑戰　229

10.2　算力網絡總體架構　231

10.2.1　算力網絡的定義及內涵　231

10.2.2　算力網絡總體架構　231

10.2.3　關鍵技術分析　233

10.3　算力網絡的發展階段分析　233

10.3.1　算網協同階段　234

10.3.2　算網融合階段　234

10.3.3　雲網一體階段　235

10.4　算力網絡評估體系　235

10.4.1　評估體系需求分析　235

10.4.2　重點評估方向　237

10.4.3　總體框架及指標體系建立　245

10.4.4　評估體系構建　247

10.5　發展展望　249

參考文獻　251

致謝　252