算力基础设施的供配电系统、冷却系统等设施组成功能与数据中心相似,数据中心领域应用的新一代绿色技术已经外溢到整个算力基础设施领域,如高压直流、预制化、液冷、自然冷却等。为应对全球气候变化和实现绿色发展,我国提出双碳发展战略,双碳战略的提出将从内而外改变算力基础设施建设运营的方式。从建设上看,预制化将加快算力基础设施向内外纵深扩展;从产品上看,供配电系统、制冷系统、IT设备等将会朝着节能高效的方向发展;从运营上看,智能运维、余热回收、可再生能源将会在算力基础设施领域充分应用。
3 算力基础设施建设面临的挑战
3.1 多元算力设施建设薄弱,产业生态体系仍需完善
设施层面,当前数据中心规模占比最高,超过90%,而超算中心、智算中心和边缘数据中心总体规模较小,出现专用算力不足、部分地区通用算力过剩、能耗成本过高的局面,无法满足国防科技、产业转型和社会生活对于多元普惠算力的需求。生态层面,多样性算力面临挑战,硬件、操作系统、数据库的多样性算力产业体系需多方共建,软硬件自主研发投入不足,标准评测体系有待完善。国内硬件产品存在严重的同质化竞争现象,软件投入和应用难以支撑上层业务发展。算力衡量指标多维,而现有标准化工作推进不够完善,因此算力还无法像水电一样标准化衡量;平台兼容性问题突出,不同OS、固件、整机、芯片平台兼容性问题突出,制约了产业的进一步发展。
3.2 算力标识和度量尚未统一,算网融合处于研究阶段
算力的标识和度量是全网算力资源衡量的基础,也是算力资源与应用需求敏捷对接的首要步骤。算力的统一标识和度量需要考虑诸多因素,在计算系统中,需要考虑精度、操作、指令、芯片、系统级的分层度量,不同的计算机对不同的应用有不同的适应性,因此很难建立一个统一的标准来比较不同计算机的性能。而且,算网协同中的算力标识度量不仅与硬件资源的计算能力、存储能力和通信能力密切相关,也取决于计算节点的服务能力和业务的支撑能力。当前,算网协同处于研究阶段,其实现路径业内存在较多的讨论,中国移动、中国联通等运营商提出了相关的实现路径和实践案例,预计未来仍需大量的标准化工作和技术研究工作。
3.3 算力布局供需失衡,服务实体经济比例严重不足
国内算力布局存在供需对接失衡,主要体现在3个方面。一是中西部地区算力过剩,中西部地区应用需求不足,导致供给余量较大,“东数西算”模式尚未形成规模,造成资源闲置和浪费。二是用于产业互联网的算力不足,过去十年,主要由消费互联网带动算力市场发展,而未来十年,产业互联网将是算力市场的主要动力,在不考虑网络等因素的情况下,当前的算力建设应用显然存在与产业互联网发展需求不匹配的情况。当前,算力基础设施服务于传统行业和实体经济的比例较低,以提供通用算力为主的数据中心市场为例,服务于传统行业的比例不足10%。三是算力使用门槛较高,企业缺乏相关数字化转型人才,无法直接使用算力资源,因此需要通过云服务的方式提供算力服务,并通过低代码无代码提升软件开发效率,最大化降低人力和时间成本,降低算力使用门槛。
3.4 算力基础设施整体能耗和碳排放不容忽视