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時間:2022-12-12來源:懷念蜜桃多瀏覽數:992次
在規劃策略上,秉持“優化存量、巧用增量”原則,充分盤活存量算力資源,以集群化模式部署增量算力資源;在建設運營中,按照“全局統一、環節解耦”原則,打破數據中心孤島現狀和寡頭壟斷特征形成算力調度“一張網”;在關鍵技術上,堅守“自成體系、可信可控”原則,打造高通量高效能、安全自主可控的新型數字經濟基礎設施底座。面向未來,算力只有像電力網、交通網一樣實現基礎設施化,才能真正促進數據高效流動和價值創造,才能真正實現數字經濟與實體經濟的融合發展。
隨著“東數西算”工程啟動實施,我國云網協同和算網融合發展加速推進,加快推動算力網成為新型基礎設施已成為社會普遍共識。研究著眼于數字經濟高質量發展,以城市算力網建設作為切入點,系統梳理了算力基礎設施、算力網及其設計思路,分析了城市算力網的內涵及特征,創新性提出了包含算力并網、算力調度、算力運營及標準體系的“3+1”城市算力網建設總體架構,設計了從建設試驗場、培育產業園到打造樣板點“三位一體”的實施路徑,建議以運營機制創新為牽引,強化配套政策支持,完善網絡協同,培育生態集群,努力推動數字城市算力基礎設施的改造升級,打造數字城市“新市政”,助力全國算力“一張網”建設。
關鍵詞:數字城市;數字化轉型;算力基礎設施;城市算力網;數字新市政
一、引言
習近平總書記在中共中央政治局第三十四次集體學習時指出,要加強戰略布局,加快建設智能化綜合性數字信息基礎設施,打通經濟社會發展的信息“大動脈”。當前,全球信息化浪潮風起云涌,云網融合成為大勢所趨。世界各國對算網資源投資部署的重視程度空前高漲,數字化、網絡化、智能化成為數字經濟的主要特征,融合多維感知、異構計算、智能調度的算力網基礎設施被視為新一輪國家競賽的重點方向,算力網成為搶占先發優勢、打造產業生態的“價值藍海”。在國內,以“東數西算”為代表的新基建工程啟動實施,全面加速國家算力基礎設施化進程。京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、貴州、甘肅、寧夏、內蒙等八大算力網絡樞紐節點建設加速推進,為構建全國一體化算力樞紐體系奠定了堅實基礎。“東數西算”的本質,不是簡單地將東部的“數”放在西部“算”,而是為實現國家算力基礎設施化布局超大規模“算力站”,形成城市算力與超大規模遠程“算力站”相互配合的算力新格局。當前,應將建設的重點轉向試點建設一批城市算力網,把算力網打造為像水網、電網一樣的數字城市“新市政”,促進算力基礎設施統籌規劃、建設、調度、運營,助力實現全國一體化大數據中心協同創新體系的建設目標。????當前,隨著工業互聯網、智能駕駛、遠程醫療、音像識別、存儲備份等各類對時延要求不一的算力需求猛增,國內已形成依業務而定的通用算力、人工智能算力、超算算力、邊緣算力協同發展格局。就城市范疇而言,算力資源分散在城市的大大小小、各式各樣的機房和終端上,多源異構算力之間的算力壁壘普遍存在,形成城市“算力孤島”,造成算力資源利用率低下,往往是平時算力大量閑置,危急時刻算力又不夠用,導致算力需求不能充分滿足、算力成本居高不下。如何構建類似城市水網、電網、交通網、金融網一樣的城市算力網,打造形成數字經濟時代的城市“新市政”,助力新時代城市數字化轉型升級,具有重要的理論意義及實踐價值。
二、研究綜述
(一)算力基礎設施的研究脈絡
1961年,麻省理工教授John McCarthy首次提出算力可以作為一種資源,提出了utilitycomputer即計算公共服務的理念。20世紀90年代,伴隨計算機網絡的快速普及,阿貢國家實驗室的Ian Foster和南加州大學的Carl Kesselman借用電力網的理念,提出了網格計算(grid computing),利用高速互聯網把分布于不同地理位置的計算、數據、存儲和軟件等資源連為一體,通過調度、管理和安全保障機制,建立一個像電網一樣的計算網格,將算力像電力那樣輸送給終端用戶,支持共享使用和協同工作。在實踐應用方面,美國、歐盟、日韓等國家和地區先后實施了一批網格計算研究項目。美國和歐洲的一些國家開始從政策設計角度出發推動算力發展,美國出臺《引領未來先進計算生態系統戰略計劃》及《2021年美國創新與競爭法案》,為構建覆蓋政產學研的國家級算力體系和高速寬帶網絡提供政策保障,力圖維護算網領域領先優勢。2022年,美國信息技術與創新基金會(ITIF)發布《保持美國高性能計算在E(百億億次級計算)時代的領先地位》,為促進高性能計算發展提出政策建議。德法兩國共同提出倡議,聯合歐盟27國共同建立“歐洲云”基礎設施,以提升政府信息化服務能力。隨著云計算概念的提出,國內外互聯網巨頭紛紛跟進。物聯網、移動互聯網的發展也催生了邊緣計算。伴隨數字經濟的發展,特別是人工智能和物聯網技術的推廣普及,計算需求日益旺盛,算力成為研究熱點。近年來,國內算力網建設步伐加快。在2019年召開的ITU SG13全會上,中國移動主導的算力感知網絡的需求及應用場景通過立項,成為算力感知網絡首個國際標準項目。隨后,算力網的理念研究、技術研發、政策設計、實踐探索不斷深入。2021年,國家發展改革委等部門印發《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》,提出要構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡體系,形成算力服務資源池,標志著我國算力網絡基礎設施建設駛入快車道。目前,學術界還沒有對算力形成嚴格的學術定義,字面上可以理解為計算能力,維基百科上將算力定義為computing power。國內孫凝暉院士團隊考慮到消費側需求和算力的公共服務屬性,將computility即comp(ute)和utility(效用)的聚合表達為算力。有關智庫和通信企業也開展了算力指數方面的研究,算力的概念內容得以豐富,主要體現在計算速度、計算方法、存儲能力、通信能力和云計算服務能力等五個層面。
(二)城市數字化轉型中的算力網
數字化轉型成為全球議題。近年來,人工智能和物聯網等新一代信息技術應用加速普及,計算需求變得旺盛,建設算力網絡的呼聲日漸高漲。據統計,全球數據總量到2025年將達到163ZB,提高全網算力利用效率成為算力網絡建設的終極目標,算力網建設成為大國角逐的新賽道。可以說,算力基礎設施化對于經濟發展和國家安全非常重要,是一種重要的國家戰略能力,也是國家和企業競爭的前沿領域。城市數字化轉型作為數字經濟的關鍵一環,其本質不是單純的技術迭代,而是以大數據深度綜合運用為驅動,推動算力、算法和數據的基礎設施化,這也被認為是智能社會發展的三要素。算力網絡作為數字經濟基礎設施的底座,最初的研究起源于通信領域,被認為是動態、分布式計算與網絡深度融合的新范式,通過提供連接網絡與計算一體化服務的形式實現網絡即服務(NaaS)功能,用戶通過網絡直接獲取計算的結果。算力網絡通過對計算、存儲、網絡等多種資源的編排管理,實現資源的統一管理和協同調度,促進算力在網絡全局優化。整體來看,運營商普遍認為的算力網的特征是算網共生,需要實現云網一體到云網融合的過渡,從而實現算力和數據有效連接,讓數據高效處理的需求能夠便捷地獲得算力的支撐,通過算力與網絡在形態和協議方面的深度融合,形成類似水電一樣的一體化基礎設施。中國移動認為,算力網可以通過“算力泛在、算網共生、智能編排、一體服務”設計,促進算力與水電一樣“一點接入,即取即用”,實現“網絡無所不達,算力無所不在,智能無所不及”的市政基礎設施底座。中國聯通認為,算力網是隨著云化網絡技術演進的新階段,通過將算力資源在云邊端之間進行有效配置,實現算力的融合服務。中國電信認為,算力網是解決算力分配與資源共享,滿足“隨時、隨地、隨需”的新型基礎設施。華為認為,隨著技術的發展,社會對算力的需求將帶來對算力“隨時、隨地、隨需、隨形”的新要求。可以看出,“即取即用”“無處不在”“隨時、隨地、隨需”是算力網建設所要實現的核心目標。在落地實踐中,需要通過建設若干城市算力網示范應用,作為算力網應用需求入口,為新技術研發、新產品生產導入真實應用需求,拉動產業技術創新。2022年6月,鵬城實驗室提出“像建設電網一樣建設國家算力網,像運營互聯網一樣運營算力網,讓用戶像用電一樣使用算力服務”的發展愿景。有研究機構從經濟學視角提出了城市算力服務網概念,從算力需求度及供給度兩個方面,構建了城市算力網發展指數,并對京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝以及西部地區22個樣板城市進行了量化評估,指出了供需不匹配是城市算力網發展面臨的困境。在“人機物”三元融合的萬物智能互聯時代,需要一種新型信息基礎設施,以城市算力網為應用牽引,為全社會提供高通量低熵算力網,通過終端設備、網絡、服務器等基礎軟硬件構成網絡計算系統,為社會提供全面的信息服務算力支撐。
(三)算力網的設計思路
隨著算力市場的進一步發展,通信企業以及科研機構積極開展算力網總體架構的研究探索。以三大運營商為例,中國移動通過“4+3+X”數據中心布局,在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝,呼和浩特、哈爾濱、貴陽等多地部署算力節點,在此基礎上將算力網從功能上分為算網基礎設施層、編排管理層和運營服務層。中國聯通通過構建“5+4+31+X”的數據中心建設模式,在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、魯豫陜等地部署算力節點,將算力網絡架構分為服務提供層、服務編排層、網絡控制層、算力管理層和算力資源層、網絡轉發層等功能模塊。中國電信提出“2+4+31+X+O”的數據中心布局規劃,從算力感知與算力評估、資源標識、多方異構資源整合、算力交易四個維度構建算力網的多維資源關聯、尋址、交易、調配。在科研院所層面,中科院計算所針對算力網發展面臨的多云統一、站網分離、變租為用、單一計量、網程抽象、質量測度等六個挑戰,展開了算力網架構的系統設計,從五個層面提出構建高通量低熵算力網(信息高鐵)新型基礎設施:即物理層提供與數字世界的數據出入口,接入層面向萬億物端的接入需求提供邊緣網絡部署,網絡層提供廣域高速互聯與可控傳輸,算力層作為信息高鐵的處理中樞,系統軟件層為用戶提供人機交互界面,共同管理調度云、網、邊、端各種算力資源,開展了算力并網、算力調度、算力標準、異構算力互操作、算力度量、新興應用評測、新型算力等領域的系列試驗,促進算力網基礎設施化。鵬城實驗室提出的中國算力網可以使各個城市的人工智能計算中心連接成網,動態實時感知算力資源狀態,實現統籌分配和調度計算任務,構成區域內可感知、可分配、可調度的AI算力資源,以“一網絡”實現算力、數據和生態“三匯聚”,為人工智能大規模發展提供基礎支撐。
三、城市算力網的內涵及意義
(一)城市算力網的內涵與特征
城市算力網是多源異構算力在市域空間范圍的一體化連通整合,其本質是城市算力的基礎設施化,是未來數字經濟時代城市的“新市政”。城市算力網不僅僅是一項具體的技術,而是需要從技術創新、體制機制、商業模式等多層面,對各類算力進行統籌規劃設計,促進算力的統一供給、智能匹配、按需接入,是推動城市數字化轉型的新底座。具體而言,城市算力網由主算力、邊緣算力、終端算力、周邊算力及遠程算力等五種形態聯網而成,是以城市主算力和邊緣算力為中心,其他算力為輔助,以工業互聯網、車路協同、智慧醫療等各類終端應用為導向,能夠統籌調度的“算力一張網”。隨著城市計算需求泛在化、智能化,通過城市算力網將計算、存儲等基礎資源在云、邊、端之間進行統一高效編排,搭建一張能夠連接不同算力類型的網絡,讓接入網絡的需求側可以共享網絡中的所有算力供給,從而使更高服務質量、更佳服務體驗的計算與網絡融合,解決不同類型云計算節點規模建設后的算力資源供需平衡、資源共享等難題,助力城市數字化轉型,為城市實體經濟高質量發展提供普惠、優質、經濟、安全的算力保障(參見圖1)。
(二)打造城市算力網的重要意義
依托城市算力網,可以有效整合政府、企業、社會等各方算力資源,形成異構、跨域算力統一調度機制。在此基礎上,通過城市算力運營技術支撐,實現算力的統一服務、統一交易、統一計費和統一監管,按需靈活調度不同行業、機構、區域的算力資源,滿足政府治理、產業發展、社會民生等方面的計算需求,促進算力使用如同水電等基礎設施使用一樣便利,為數字經濟發展、實現“雙碳”目標、應對全球科技競爭提供新思路。
⒈為發展數字經濟提供新動能回顧歷史,電力經歷過由非公共品到公共品的發展過程。1992年,MIT出版社出版的《美國電氣化》提出,1880-1900年期間,美國和英國只有小電站,每個工廠、每條電車道都有自己的發電設備,倫敦的電力有10種不同的頻率、32種不同的電壓、70種不同的電價;美國為了實現電力系統的融合,規定地方政府控制的地區只允許用公共電力,這一舉措推動電力基礎設施化,電力價格得以下降。從我國發展情況來看,1992年確立經濟體制的改革目標是建立社會主義市場經濟體制以來,綜合人均可支配收入和電價變化情況,電價相對值整體呈現下降趨勢,為工業經濟發展做出了巨大貢獻(參見圖2)。可以說,沒有電力基礎設施化,就沒有我國工業經濟的迅猛發展,電力基礎設施化改變了工業經濟發展的商業模式和空間布局,創造出不可計數的市場需求。正如電力對工業經濟發展的重要作用,算力基礎設施化對于數字經濟發展同樣重要。
算力基礎設施化是數字經濟高質量發展的必要前提。《2021中國算力發展指數白皮書》中提到,算力產業中每投入1元,平均將帶動3-4元的經濟產出,算力指數每提高1個百分點可帶來數字經濟3.3‰的增長和GDP1.8‰的增長,算力正成為衡量經濟發展和科技創新的“晴雨表”。
據統計,2021年末,我國算力總量位居世界第二,僅次于美國。雖然我國在用數據中心機架超過590萬架,算力總規模超過150EFLops,年均增速達全球平均水平的2.3倍,但人均算力水平排名中后位,遠落后于歐美等發達國家,加之近年來計算基礎設施的完善、各種智能化應用興起帶動的算力需求爆炸式增長,我國未來算力資源將會嚴重不足。算力差距直接體現在數字經濟規模上,美國2021年數字經濟總量為15.3萬億美元,我國僅有7.1萬億美元,美國、德國、英國數字經濟占GDP比重均超過65%,而我國僅為39.8%。可以說,我國算力基礎設施化發展空間非常大,未來對數據經濟發展的推動作用不可小視。
⒉為實現“雙碳”目標提供新思路綠色發展是新時代高質量發展的必由之路,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》提出,“十四五”期間,加快推動綠色低碳發展,降低碳排放強度,支持有條件的地方率先達到碳排放峰值。與此同時,《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》明確提出,加快實現數據中心集約化、規模化、綠色化發展。一方面,2021年我國數據中心年耗電量2161億千瓦時,占全國總用電量的2.6%[26],超過鋼鐵行業成為各產業中耗電第一大戶,考慮到未來對算力需求仍將高速增長,算力對電力消耗所占比重將進一步上升。另一方面,雖然我國算力規模排名全球第二,算力產業規模近五年平均增速超過30%,但由于體制機制、商業模式、技術應用等方面制約,我國算力資源利用率只有30%,大量閑散算力資源得不到充分利用。建設城市算力網,一方面能夠有效盤活閑置算力資源,變相提升電力資源使用效率,另一方面可以促進算力網與電力網協同聯動,合理調度算力負載以適應風、光、水等綠色電能源端電力供給能力的波動變化,提供更低成本、更穩定的算力服務。算力網絡作為信息基礎設施在大局上統一調度,橫向融合網、云、數、智、安、邊、端、鏈多種能力要素,高效匹配供需,能夠實現算力資源高效配置,為推動數字經濟發展和數字城市建設提供基礎支撐。在算力并網、算力交易等實際應用中,基于市場發展的供給側和需求側規律,為企業和個人使用提供最優匹配結果,也可以大幅減少數據中心的能耗。同時,通過建設一批綠電超大規模數據中心集群,大力發展綠色算力,能充分利用風、光、水、核、海上風電等新能源,有效降低數據中心碳排放水平。
⒊為全球科技競爭構筑新優勢黨的二十大報告進一步強調實施科教興國戰略,提出要以國家戰略需求為導向,集聚力量進行原創性引領性科技攻關。在過去近半個世紀里,我國的信息技術發展采取了跟隨美國的策略,面向新的發展階段,數字中國建設必須走與中國式現代化相適應的新的發展模式。在這樣大的時代背景下,推動建設城市算力網,是面對更加激烈的全球科技競爭形勢下我國進行科技突圍的一條重要路徑。在發展算力網上中國有可能發揮引領全球的作用,其中,布局建設城市算力網是關鍵一步,具備重要戰略意義。當前,過度依賴傳統網絡技術面臨諸多挑戰,需要創建新型算力網絡技術,滿足全國算力整體布局的網絡資源需求。算力網絡雖然已經成為全球新型網絡技術的焦點,但目前對于算力網絡的定義和技術路徑,尚未形成普遍共識,缺乏成熟的標準體系,應積極搶抓算力網絡技術重要機遇,通過提前謀劃布局,獲得新一輪技術競爭優勢的制高點。如孫凝暉院士所述,在中美科技競爭進入拉鋸戰的新形勢下,數字新基建被賦予新的使命,以全國一體化算力網建設為抓手,推動形成具有中國特色的自主創新體系,掌握科技創新主動權,對于實現獨立自主、構建創新型國家具有重要意義。
四、城市算力網的總體框架
城市算力網的布局建設應基于“3+1”總體架構展開,即以算力并網、算力調度及算力運營為核心,以標準規范體系為保障,實現算力資源的高效整合、算力資源跨區協同調配及算力資源多元價值充分釋放,推動算力從供給到運營再到消費的全鏈條多環節解耦,促進全國算力資源的一體化高效調度,打造數字城市“新市政”(參見圖3)。
(一)算力并網:實現算力資源充分利用
打造城市算力網,首先是促進并網,面向算力生產商提供算力資源接入并網服務,為城市提供統一、穩定、可靠的算力,實現并網算力的高效接入和跨域資源整合。建設算力并網平臺,能夠解決算力供給側的發現、注冊、調用、計量、結算和安全保障等問題,在不影響算力生產商自身業務穩定安全運行的前提下,實現算力并網。對于存量算力資源,可通過政策引導手段鼓勵算力生產商自愿并網,利用閑置算力資源提高投資收益,比如可以從政務算力、國有可控算力入手,率先引導城市政務算力資源組網,提高城市數字治理協同調動能力。對于新增算力資源,通過制定專項激勵政策加以引導,充分調動政府、企業、社會各方積極性,促進核心算力、邊緣算力、終端算力的整合調度,鼓勵周邊算力、遠程樞紐節點算力接入城市算力網,增強城市算力供給能力。
(二)算力調度:促進算力資源高效匹配
算力調度是根據算力用戶方的應用需求和算力生產方的供給能力,實現各類算力的精準匹配,為用戶優選出高性價比的算力,是實現算力供需匹配、加速算力交易流通、擴大算力市場需求的中間配置環節。通過構建算力調度平臺,智能匹配各類算力增值服務與多態混合算力資源協同聯動,實現供應端和用戶端的環節解耦,具體包括四個方面:
一是實現區域內算力調度,以滿足政策公平性、商業效能、服務質量、成本優化等多方面的綜合目標,解決各并網數據中心之間的算力需求分配問題。
二是實現跨區域算力調度,重點解決城市周邊地區及遠程算力跨區域傳輸,特別是通過“東數西算”工程推動西部向東部輸出算力服務。
三是實現云邊端協同調度,重點解決城市算力中云、邊、端多級算力的協調聯動問題,綜合服務本地不同時延、不同場景的應用。四是算力與電力協同調度,聚焦實現算力、電力“雙網聯動”,合理調度算力負載電力供給能力的峰谷波動匹配,確保算力資源和需求相匹配。
(三)算力運營:推動算力資源普及應用
算力運營的目的是實現算力的統一服務、統一交易、統一計費和統一監管,支持與各類云服務商等算力產業生態伙伴共同打造數字政府、智慧城市、企業數字化轉型、科技創新等豐富的算力應用場景。算力運營平臺功能主要涵蓋城市算力網的管理、維護,面向算力增值服務商和用戶提供算力服務等核心功能,通過整合集成算力并網、算力調度、算力度量、算力交易、算力運營等環節,支持算力提供商、算力增值服務商便捷開店,使得算力最終消費者可以低門檻使用增值服務。基于服務內容打造城市算力網算力交易平臺,為算力運營提供技術支撐,通過智能匹配、算法推薦、需求發布、競價撮合等先進技術手段,解決標準化算力商品的快速提供及非標準化算力商品的高效定制,構建完整的智能化算力交易撮合機制,實現交易過程和交易結果的可信存證,為算力資源標準化提供有效解決方案,進而助推城市算力網生態體系培育。
(四)標準規范:建立算力流通基本規則
城市算力網標準規范體系是打造良性有序算力服務新業態的重要保障,主要包括算力并網、算力交易、算力服務及算力調度安全標準等,從技術接口、合規認證、共享規范、結算機制、質量評價、價值評估、監管審查、激勵機制等全方位立體化推動城市算力網的規范發展。算力并網標準規范對并網算力的技術約束條件和接口加以標準化和統一化,讓各類零散數據中心得以并入,使得算力作為貨架化商品在技術上可行,實現算力供給端解耦。算力交易標準規范主要定義算力交易的方式,如批發、零售、按時計費、按量計費等,指導算力資源成本核算與交易定價,約定交易各方的權利和義務邊界,實現運營端解耦。算力服務標準規范能夠明確各類算力服務的技術接口規范與服務質量要求,通過定義統一、穩定的算力服務接口集,確保算力增值服務商和用戶不被算力供應商綁定技術范式,實現消費端解耦,為算力商品服務質量監管提供遵循。算力調度安全標準主要結合《中華人民共和國數據安全法》等上位法,維護城市算力網的網絡安全和數據安全。
五、城市算力網的實施路徑
建設城市算力網的目的是實現算力基礎設施化,為城市創新發展及經濟高質量發展提供新動能。建設城市算力網,應從我國國情出發,立足城市發展現狀,遵循算力產業發展規律,按照“先試點再推廣、先局部再全局”的思路有序開展,有序推進城市算力網試驗場、產業園、樣板點“三位一體”立體化發展布局。
(一)建設城市算力網試驗場
回顧近百年來科技創新史,很多創新型應用都是從試驗場開始,比如互聯網的發展就是從科學試驗起步。近年來,美國在算力技術創新領域動作頻頻,2018-2020年美國連續建設了Edge Net、FABRIC和Pronto等多個開放的、全球性的與算力網有關的科研創新綜合試驗平臺,推動美國數字化基礎設施研發。2022年5月,美國橡樹嶺國家實驗室正式推出第一臺百億億級算力的超級計算機,成為目前世界上運算速度最快的超算機。與其相比,我國在技術科學領域的工程科學裝置長期缺位,目前僅有“未來網絡”一個國家級試驗平臺,在算力并網、算力調度、先進算力、分布式系統、云計算、邊緣計算等領域的國家級科研試驗平臺還處于空白的狀態。因此,通過建設城市算力網試驗場方式,加快布局城市算力網“調度實驗場”,對于實現城市范圍內算力資源協同化管理和一體化調度能力具有重要意義。應選擇科研能力強、網絡和產業基礎良好、應用場景豐富、算力需求旺盛或算力資源富集的城市,建設國家級城市級算力網科學試驗場,打造高通量、高品質、高安全算力基礎設施綜合性研發環境。
(二)培育城市算力網產業園
我國在未來巨大的算力缺口下,預期需要建設的算力基礎設施將是世界級規模,其管理和調度本身也必將是世界級挑戰,需要從做大做強算力產業角度進行總體超前謀劃。一方面,著力打造產業硬實力,可考慮建設若干國家級算力科技產業園,從健全算力產業鏈、培育壯大算力運營企業、發展培育算力交易市場等視角出發,推動城市算力網產業上中下游縱深化發展,如上游重點發展服務器、數據庫、器件等算力基礎軟硬件產業,中游重點發展互聯網數據中心服務、人工智能計算、邊緣計算等算網建設與平臺產業,下游重點發展云服務、數據利用、算力安全等算網服務與應用產業,不斷提高算力網絡全產業鏈服務水平。另一方面,著力打造產業軟實力,在城市算力網“調度試驗場”基礎上,依托算力網絡樞紐節點內重點城市和節點外代表城市,成立城市算力網產業發展聯盟,廣泛匯聚國內外優質人才、企業、技術等關鍵資源,通過開展高端會議、學術研討、報告發布、經驗分享、聯合研發、基金投資等活動,培育城市算力網產業生態。在此基礎上,發揮新型舉國體制優勢,探索組建國家和省市級算力網運營公司,打造萬億級算力市場,形成全新算力產業集群。
(三)打造城市算力網樣板點
在建設城市算力網試驗場和產業園體系基礎上,打造一批國家級城市算力網“樣板點”。第一,從政策制定角度看,通過城市算力網樣板點的打造,為相關主管部門規劃和制定算力基礎設施發展政策提供重要參考,為相關運營服務商制定業務發展戰略、開展建設運營服務提供發展依據。第二,從模式探索角度看,城市算力網在技術路線、商業運營、治理方式等領域面臨多種可能性,最終哪一種模式能夠成功,應當基于市場的效率邏輯和國家安全的需要綜合考慮。第三,從未來發展角度看,就是要“連點成網”,通過打造一批城市算力網,逐步延展形成區域算力“一張網”,深化算力資源跨區域、跨層級調動,通過城市間、區域間的算力并網調度,最終形成全國算力“一張網”。第四,從國際合作角度看,“城市樣板”可作為“一帶一路”沿線重點合作城市和國家數字貿易發展大背景下,實現算力與新能源、高鐵、數字金融的協同出海及全球互聯互通。通過構建“算力換能源”模式,嘗試探索算力貿易的突破點,通過在能源輸出國建設算力基礎設施,在幫助當地實現產業升級的同時,建立我國的全球性算力資源儲備,面向全球提供算力服務,打造數字經濟時代的數字命運共同體。
六、對策建議
依托“東數西算”工程,以體制機制創新為牽引,強化城市算力網建設與運營機制創新協同、多種金融工具與創新驅動力協同、城市算力網與全國一體化算力網絡樞紐協同、城市算力網與算力產業發展協同,推動城市算力網的高效調度,促進實現算力全面基礎設施化。
(一)加強運營機制創新
充分借鑒組建電網公司以統籌調度電力資源、組建電信運營公司以統籌建設網絡資源的運營模式,探索構建新型算力網絡建設運營機制。在算力樞紐節點區域以及周邊核心城市,兼顧東西部城市算力供需特點,遴選一批代表性城市率先開展城市算力網運營機制創新。作為連接供求雙方的樞紐,建議先期以政府引導、國資控股、市場化運營的方式推動,其他相關算力站、增值服務等可以高度市場化。鼓勵社會各類主體參與,最大限度調動市場積極性,促進算力提供方、運營方、消費方等供需各環節解耦,實現城市內部算力資源的一體化高效調度以及算力樞紐節點地區算力的高效供需匹配。
(二)強化配套政策支持
研究試點城市在算力補貼、算力券、稅收統籌、能耗指標共享等方面的政策銜接機制,探索形成可復制、可推廣的試點經驗。探索城市算力網絡資費結算機制,建設數據中心網絡監測體系,探索網絡資費結算新機制,改革網絡通道收費定價機制,進一步降低網絡資費。創新應用金融工具、單列能耗等政策手段,探索REITs等創新政策工具,研究出臺算力基礎設施公募REITs專項指南,鼓勵產權清晰、運營狀況良好的數據中心、傳輸網絡、城市算力增值服務等項目申報REITs試點工程,通過引入社會資本以緩解投資過重給政府和參建企業帶來的財務壓力。
(三)完善網絡協同機制
分階段分步驟促進城市數據中心之間、集群內數據中心節點間、國家樞紐節點間的低時延數據傳輸網絡建設,優化傳輸路由、減少跳轉,積極布局大帶寬、低時延、低抖動、高可靠的確定性傳輸網絡干線。建立城市算力網試點城市與算力樞紐節點之間的算力調度機制,統籌推進算力供給站、網絡試驗線、算力調度網、數據要素場、安全防護盾立體化建設,加強樞紐節點內外城市聯系,構建多層級、多地域聯動的城市算力網絡體系。強化數電聯動建設,根據城市算力網建設布局,優化城市及周邊區域內的電網規劃,促進數據中心與電網協同發展,通過優化布局、錯峰供電、負載調整等方式降低數據中心能耗成本。
(四)培育產業生態集群
以城市算力網建設及國家算力網絡樞紐節點為引領,在算力基礎設施建設完善、算力應用場景豐富的基礎上,推動產業上下游協同發展,不斷完善城市算力網產業生態體系。鼓勵試點城市依托“東數西算”數據中心產業基地設立統籌協調機制,按照園區化、生態化模式開展招商和產業孵化,通過產業招商進行強鏈、補鏈、延鏈。以重點企業為主體,鼓勵在東西部數據中心集群同步投資、聯動運營的項目,帶動東西部產業協同發展。建議由政府引導、社會主體廣泛參與,共同發起設立城市算力網產業基金,通過靶向投資方式引導數據中心、人工智能、區塊鏈、綠色電力設施和網絡環境的規劃建設。七、結語如果說工業經濟時代城市化發展的基本特征是水網、路網、電網的基礎設施化,并進一步內化為城市市政的基本組成部分,那么數字經濟時代城市創新發展的方向,就是算力的基礎設施化,即城市算力網成為城市的“新市政”。作為新型算力服務基礎設施,城市算力網是促進城市數字化轉型的重要舉措,能夠進一步推進實體經濟高質量發展。類比工業經濟時代的電力基礎設施化,推動算力基礎設施化也應遵循普惠、優質、經濟、安全的原則,需要從成本測算、土地利用、建筑空間、能耗分配、網絡穩定、綠色環保等多個層面展開,需要政策支持、技術研發、商業創新等多措并舉。在規劃策略上,秉持“優化存量、巧用增量”原則,充分盤活存量算力資源,以集群化模式部署增量算力資源;在建設運營中,按照“全局統一、環節解耦”原則,打破數據中心孤島現狀和寡頭壟斷特征形成算力調度“一張網”;在關鍵技術上,堅守“自成體系、可信可控”原則,打造高通量高效能、安全自主可控的新型數字經濟基礎設施底座。面向未來,算力只有像電力網、交通網一樣實現基礎設施化,才能真正促進數據高效流動和價值創造,才能真正實現數字經濟與實體經濟的融合發展。