咱给算力“算算账”

  如果机房有感知，那一定可以感觉到，在算力对外澎湃输出时，高温、散热风扇的高噪声、各类CPU/GPU/AI芯片运行时看不见的辐射，密密麻麻排列的机柜，如同无边无际的电子森林，散发出蒸腾的热气。

  在万物互联、AIGC、大数据深刻改变生产力的背景下，数据与算力基础设施作为数字化的经济的重要底座，早已成为各地争相建设的新型基础设施。而算力中心、数据中心光鲜亮丽的科技外表下，其“哼哧哼哧”的散热，有着与19世纪工业革命年代蒸汽机相似的笨重与粗犷。

  建设算力中心，供电和散热都是大事。供电很21世纪，但散热还很19世纪——算力中心全力运转的散热系统，也是将19世纪的“蒸汽轰鸣”，在21世纪填埋。

  除此之外，算力为谁而建，钱需要出多少，怎么算清楚账，都是一系列需要厘清的问题。

  据统计，2023年全球数据中心PUE（总能耗/IT设备能耗）平均值在1.5左右，这也代表着，制冷系统的总能耗占了IT设备能耗的一半。工信部多个方面数据显示，截至2023年7月中国PUE最优水平已降至1.08。具体到不一样的区域，以西部为例，据2023年10月报道，西部（重庆）科学城先进数据中心的PUE值为1.144；计算核心部分PUE值为1.04，低于全行业中等水准约30%。

  但这些都是能耗最低的少数案例。位于内陆的算力设施能够使用浸没式液冷技术降低能耗，而海边的城市近水楼台，还能利用冷海水降温。

  2023年3月，全球首个商用海底数据中心首舱落地（准确表述应为“下水”）海南陵水。据了解，将服务器安放在海底数据舱，能以海水为自然冷源，进而实现省水、省电、省地、高安全、高算力以及快速部署。以陆地1万个机柜为例，同等算力的海底数据中心，每年能节省用电总量1.75亿千瓦时、节省建设用地面积9.84万平方米、节省淡水15万吨。

  因为随着在轨卫星数量持续不断的增加，太空数据传输却受限于卫星与地面通信时间窗口、带宽容量。由于地面站部署受限，高速飞行的卫星运行只有至境内地面站通信范围时，才能迎来短暂的数据传输窗口，大量数据不能及时传回地面进行计算。而太空数据中心的建设就是要在卫星侧实现在轨计算和存储，利用太空辐射散热。

  当然，抛开太空特殊场景的必须性，上天和入海相比，还是入海性价比更高；且散热效率也会更高，太空辐射散热的效率是不能和海水冷流散热相比的。

  不过入海这笔账，还要从另一个角度算。陵水海底数据中心的核心供应商是海兰信，据新闻媒体报道，2023年11月24日3号海底数据舱在海南陵水海域下水后，就宣布海底数据中心（UDC）一期工程全面竣工。运营多个方面数据显示，海南海底数据中心一期项目已在 2023 年一季度确认 UDC 相关收入 3736.40 万元。当时仅有首批两个数据舱，以此简略估算，两个数据舱一年可实现收入1.5亿元左右，则单舱年收入可按照7500万元计算。

  据海兰信公告，计划在2026年前完成布放100个数据舱，项目完成后每年可实现租舱收入超过10亿元——该公告按照租舱计算，但单舱年租金收入仅1000万元起步。其中差异或许在于，单舱年收入需要与当地政府来投资收益核算，而租舱收入主要计算可以落袋海兰信的部分。

  海底钢结构基础和舱体设计寿命在25年以上，以25年计算，则单舱全生命周期收益为2.5亿元。不过，这些都是理论值，还需要更多批量订单的验证。

  海兰信董事长申万秋在采访中就指出，海底数据中心项目是陆地数据中心的补充而不是替代，相比陆地项目具备节能（PUE值低至1.076）、节水、不占地等优势，但目前海底单舱布放的用船成本高，只有更大规模部署和运维之后，才能将成本明显降低（自然是低于陆地项目）。

  也就是说，尽管海底数据中心运维期间的能耗成本低于陆地项目；但整体建设成本目前仍是高于陆地项目的，需要更大规模实现降本，才能发挥好运维上的节能优势。

  更进一步从环保的角度来说，太空数据中心散热可以立即进入太空，而海底数据中心的散热还是立即进入地球生态圈，“肉烂在锅里”反而不好，这时还是太空散热更有优势。

  除非，数据中心更多使用绿电——这可以用RER(Renewable Energy Ratio，可再次生产的能源利用率)值进行衡量。

  算力、电力一盘棋。脱离电力规划的算力建设，肯定是难以实现意见中的80%绿电占比目标的。

  截至2023年9月底，全国分布式光伏累计装机2.25亿千瓦，在全部光伏发电装机中占比43%，在全部电源装机中占比8%。分布式光伏的快速地发展给消纳和配网运行带来很大压力，以往全额消纳且不承担调节责任的局面已经不可维系，怎么办？

  除了政策上鼓励、强制分布式光伏配储，以配储换消纳，让分布式光伏承担调峰消纳责任之外；一些地区还在推行集中汇流开发模式，逐步将分布式新能源纳入市场主体范围，与集中式新能源场站同等参与市场偏差费用分摊。

  但分布式光伏的配储，也还是分布式。因此，国家发改委能源研究所研究员时璟丽就在公开活动中指出，建议地方取消分布式光伏配储要求，以增加自发自用比例或在配电网侧消纳比例为目标，户用光伏达到特殊的比例地区推广集中汇流，集中汇流后的光伏系统可配储、可控、可调和参与市场。

  也就是说，将分布式光伏集中汇流后统一处理，这更是一种集中化的管理、调度手段。

  “十四五”时期集中式和分布式风光并举的发展路径当然不会变，但集中式显然正在发挥更为主导的作用。

  据统计，截至2023年11月底，我国大型风电光伏基地第一批已建成并网4516万千瓦，第二批、第三批已核准超过5000万千瓦，正在陆续开工建设。而从国家级的第一、二、三批风光大基地到沙戈荒基地再到水风光一体化基地以及采煤沉陷区基地，国家级大基地规划达到了4.5亿千瓦（450GW）。

  分布式光伏新增装机布局向东中部地区转移，助力光伏就近消纳。而大基地则主要分布在西部地区、“三北”地区。

  电力规划设计总院副处长高雷在公开活动中就曾指出，“东数西算”工程枢纽节点的建设是以集群形式进行，规模更为庞大，为集中式新能源的应用提供了条件。

  数据中心的供能主要依赖于电网，且用能耗电还在持续不断的增加。高雷指出，目前我国每年用电量新增约为4000-5000亿千瓦，在不包括智算大规模爆发的情况下，数据中心行业也将长期保持20%甚至30%的用电量快速地增长，据预测，2030年数据中心占全社会用电量比重将达到7%-8%，在当年新增用电量中接近30%。

  第一批风光大基地项目涉及19 个省份，并以内蒙古、青海、甘肃、陕西、宁夏、新疆等地为主，恰好对应主要是做非实时计算的“东数西算”西部算力枢纽（8个国家算力枢纽，有5个位于西部：成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏）。

  这种算力中心与风光大基地的大范围地域重叠，恰好是中国发展算力产业的优势基础。

  绿电作为非化石能源发电，正在逐渐取代化石能源发电。2023我国非化石能源发电装机容量占发电总装机容量的比重。未来，绿色发电还将进一步占更高比例，能源革命也将对产业产生连带革命性影响。

  欧洲英国、法国、德国、丹麦等多国近年来光伏装机量激增，夏季光照强烈，大量廉价太阳能导致供应严重超过标准，甚至会出现负电价，2023年夏季德国部分时段电力交易价格一度达到-500欧元/兆瓦时——也就是说，用电还能赚钱。中国与欧洲制度不同，但绿电同样也需要找到能大量消耗的下游客户。绿电基地多在西部和三北地区，绿电基地结合数据中心、算力中心一块建设，正是天作之合，算力用绿电，越用越合算。

  据统计，截至2023年6月，全国投运／在建／拟建的智算中心共计79个，总建设规模超过31.2EFLOPS（换算为FP32），空间分布呈现“一二线城市为核心，三四线城市为辅”格局。

  不过，地市层面建设算力中心，绿电比例往往并非第一考量目标，可能也未必有足够多的绿色能源。国家层面的算力枢纽，经济账、生态账早已算得清清楚楚。但地市层面的算力建设，依然有必要盘一盘经济账。

  比如，衡量超级计算采用的是双精度浮点运算能力(64位)，而智能计算的衡量精度则是单精度(32位)、半精度(16位)、及整型运算(INT8、INT4)，地方建设的算力中心，到底可提供哪种计算服务，能否找到足够的场景，就是需要通盘考虑的事情。

  在多个地方的算力设施建设中，基本命名都是XX智算中心/算力中心/公共算力中心/AI计算中心/先进计算中心等。那么，算力中心和数据中心的区别是什么？

  毕竟，算力中心也需要传输数据才能够计算，而数据中心也同样提供通用算力服务。

  2020年，国家发改委将“以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施”纳入新型基础设施建设，但并未严格界定两者区别；2021年7月印发的《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年》，定义新型数据中心为汇聚多元数据资源、运用绿色低碳技术、具备安全可靠能力、提供高效算力服务、赋能千行百业应用，与网络、云计算融合发展的新型基础设施。

  简而言之就是“高技术、高算力、高能效、高安全”，且强化了新型数据中心利用率、算力规模、能效水平、网络时延等高水平质量的发展指标，弱化了机架规模等数据中心规模指标。

  尽管字面上，算力中心更侧重于计算和解决能力的提供，而数据中心更侧重于数据的存储和管理。但很多时候，算力中心和数据中心的定义是重叠的。

  在2023年10月，工信部等6部门联合印发的《算力基础设施高水平质量的发展行动计划》从计算力、运载力、存储力以及应用赋能四个方面提出了到2025年发展量化指标：比如，到 2025 年，计算力方面，算力规模超过300 EFLOPS，智能算力占比达到 35%，东西部算力平衡协调发展；存储力方面，存储总量超过1800EB，先进存储容量占比达到30%以上。

  在数字化的经济建设大潮中，以数据中心、超级计算中心、智能计算中心等为代表的算力基础设施也成为地方政府的建设目标。算力中心有大有小，根据使用设备和提供算力强度的不同，算力可分为基础算力（也叫通用算力）、智能算力和超算算力三大类。其中，超级计算中心投入高、门槛高，还是智算中心更受青睐。

  算力和数据，虽然指向上有区分，但建设算力或者数据中心，都是为了发挥数字化的经济、数据要素的乘数作用。

  有趣的是，在2020年7月公布的《数据安全法》（一次审议稿）中规定，“省级以上人民政府应当制定数字经济发展规划，并纳入本级国民经济与社会持续健康发展规划”；2021年4月修改后二次审议稿改为“县级以上人民政府应当将数字化的经济发展纳入本级国民经济与社会持续健康发展规划，并根据自身的需求制定数字化的经济发展规划”，不再仅仅对省级以上人民政府提出要求，而是下沉到县级以上人民政府；在正式对外发布的《数据安全法》中，又改为“省级以上人民政府应当将数字化的经济发展纳入本级国民经济与社会持续健康发展规划，并根据自身的需求制定数字化的经济发展规划”。

  其实在2021年9月1日起施行《广东省数字化的经济促进条例》中，就明确规定了省级、地级、县级的不同职责，指出“县级以上人民政府应当将数字化的经济发展纳入国民经济与社会持续健康发展规划，并根据自身的需求制定本级数字化的经济发展规划”。

  也就是说，国家层面的数据安全法，将制定数字化的经济发展规划只规定到省一层，各省通过你自己真实的情况，再确定县级政府的数字化的经济规划职责。不做一刀切，就是法律的本意。但广东省还是给了县级政府制定本级数字化的经济发展规划的义务与权力。

  国家层面，可能担心县级在规划数字化的经济时忍不住建设算力中心的冲动，导致算力建设的浪费，收回了曾经想要给与县级的规划职责。

  但省一级层面，比如广东省，又给予了《数据安全法》（二次审议稿）中曾加上的县级规划权。毕竟这也是法律赋予省级的权力。

  毕竟，算力中心，对于一个县来说，大钱或许拿不出，但几千万投资一个中小型算力中心，相比于此前的地产投资，并不算昂贵。核心问题不是钱，而是要建设什么样的算力中心，提供怎样的算力服务。

  这在算账之外，又增加了一个新问题——新型基础设施的超前建设，要不要更多基层地方政府的参与？

  “一抓就死一放就乱”，在央地博弈上，不同层级的利益考量点都会不同。对于地方来说，数据中心、算力中心不仅是数字化的经济时代的成绩代表，在这个大模型引发的智能算力需求爆发时期，更容易对未来的算力售卖充满信心。

  上世纪80年代，各地小造纸厂、小啤酒厂、小化肥厂处处冒烟，各地争相建设彩电生产线，更多家电行业也纷纷掀起生产线引进高潮，国家担心重复投资，抓紧管控，结果“一抓就死一放就乱”。算力建设上也是，各地如果抢先建设算力中心，特别是地市级、县级，能否找到足够的客户购买算力？是否会出现大面积亏损？在国家枢纽之外，对地方算力中心的建设管控上，既要抓也要放，既要相关部门有为，也要市场有效——这笔账显然需要两头都算清楚。

  有些业务数据流需要以毫秒级的延迟进行，光速每毫秒约300公里，这就从另一方面代表着算力中心距离业务发生地的距离就不能超过300公里。这也代表着，国家级算力枢纽，不能代替各大城市建设区域级算力中心。毕竟，由于距离原因，依然有大量数据需要本地运算，随着数字化的经济的蓬勃发展，地市级甚至县级算力中心，从需求侧来说确实有提前建设的必要。

  在中国经济发展的过程中，适度超前的基础设施往往在多年后被证明是正确的，这一点从高铁、高速公路、5G等建设中即可看出。而一些最初按照短期够用即可建设的工程，往往后期被证明为满足不了需求，比如一些城市早期按照C型、B型设计的地铁线路，后期运营往往证明应该以B型、A型建设才能满足需求（标准A型车车宽3米；标准B型车车宽2.8米；标准C型车车宽2.6米）。

  尽管提倡适度超前建设，但对于利用率不足的项目，《算力基础设施高水平质量的发展行动计划》也推出管控措施：加强对数据中心上架率等指标的监测，指导整体上架率低于50%的区域规划新建项目加强论证。

  2023年12月25日，国家发展改革委、国家数据局等部门联合印发《深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施建议》，也提出积极打造低成本、高品质、易使用的行业算力供给服务，加快构建全国一体化算力网。

  这也是自2022年2月全面启动“东数西算”工程近两年以来，一次国家层面的总结与展望，要盘一盘算力应用现状，如何提升算力设施利用效率，如何促进东西部算力资源高效互补和协同联动。

  《实施意见》还指出，“国家枢纽节点地区各类新增算力占全国新增算力的60%以上”。这句话会导致国家级算力枢纽占60%以上新增算力的误解，但实际上，“国家枢纽节点地区”不可忽略，这在某种程度上预示着，并不是只是说国家级算力枢纽节点，还包括枢纽节点所在地区的区域性算力中心。这些地区区域算力中心的超前建设，也找到了政策依据。

  据了解，中国移动目前已实现东、西部算力枢纽间全互联组网，初步打造全国20毫秒、省域5毫秒左右、地市1毫秒的三级算力时延圈。这更是算力全国一张网的有利条件。

  算力就是生产力。特别是大模型火爆以来，无论是模型的训练还是后期的应用，都需要算力支撑。即使没有大模型的横空出世，随着各行业数据量的迅速增加，要想释放数据这一关键生产要素的经济价值，也需要算力作为核心生产力。

  中科院主导的新一代AI计算平台在2021年就曾给出算力的价格标准方案：在综合存储、能耗、开发、定制、数据调度等一系列因子，并代入明确的算法标准后，得出在同时具备5P双精度算力（64位）、25P单精度算力（32位）和100P半精度算力（16位）的情况下，智能计算中心的基础设施价格约为1亿-1.5亿。

  随着国产芯片和基础软件的崛起，这一建设成本还有逐步降低的空间。具体三四线城市的数据中心、算力中心建设成本能降低到多少，如何搭配异构算力，如何协调分布式、多样化算力资源，如何寻找到更多落地客户，还要专业人士去考量。

  从能源互联网到算力网络，增量绿电搭配增量算力，每一次能源革命都会带来新的工业革命，再叠加算力革命，一个新工业体系与数字化的经济正同步出现，未来的算力需求，进一步高涨是能预见的。

  在适度超前推进基础设施建设的过程中，阶段性的使用场景不足，只是行业发展初期不可避免的正常现象。但长期乐观不代表消除了短期问题，对于投资主体来说，找不到客户，或者低于成本价才能将算力卖给客户，肯定是要竭力避免的。

  算力中心的建设绝非简单的速度比拼，是要提前建设以在数字化的经济竞争中拥有先手优势，还是可能自己遍体鳞伤，却为后来者铺就更为成熟稳定的发展之路？

上一篇:2022年我国数据中心产业链上中下游商场分析（附产业链全景图）
下一篇:参展华南国际机器人与自动化展会非夕重点展示消费电子领域的自适应机器人应用