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“东数西算”全面实施，详解背后设计思路及规划难点
作者 王一鹏 李冬梅
近日，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。
“东数西算”起源于《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，由国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发，将重点解决西部算力需求不足，东部资源有限的核心问题。本次四部门联合通知，主要是在布局层面进行完善，通过以京津冀、长三角、粤港澳大湾区为代表的“东数”节点，以内蒙古、贵州、甘肃、宁夏为代表的“西算”节点，形成整体的“4+4”布局，初步计划到2023年底，使全国数据中心机架规模年均增速保持在20%左右，平均利用率力争提升到60%以上，总算力超过200 EFLOPS，高性能算力占比达到10%。国家枢纽节点算力规模占比超过70%。
“东数西算”的思路、行动计划及关注重点
“‘东数西算’中的‘数’，指的是数据，‘算’指的是算力，即对数据的处理能力。”国家发展改革委高技术司副司长孙伟介绍说，我国西部地区资源充裕，特别是可再生能源丰富，具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。“要像‘南水北调’‘西电东送’一样，充分发挥我国体制机制优势，从全国角度一体化布局，优化资源配置，提升资源使用效率。”
国家发改委指出，“东数西算”工程有三个总体思路：
一是推动全国数据中心适度集聚、集约发展。通过在全国布局8个算力枢纽，引导大型、超大型数据中心向枢纽内集聚，形成数据中心集群；二是促进数据中心由东向西梯次布局、统筹发展；三是实现“东数西算”循序渐进、快速迭代。为坚决避免数据中心盲目发展，在当前起步阶段，8个算力枢纽内规划设立了10个数据中心集群，划定了物理边界，并明确了绿色节能、上架率等发展目标。
围绕8个国家算力枢纽节点，10个国家数据中心集群分别是张家口集群、长三角生态绿色一体化发展示范区集群、芜湖集群、韶关集群、天府集群、重庆集群、贵安集群、和林格尔集群、庆阳集群、中卫集群。
而在工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》文件中，“新型数据中心建设布局优化行动”也被摆在了首要位置，其具体行动计划包括：
- 加快建设国家枢纽节点。推动京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等国家枢纽节点适当加快新型数据中心集群建设进度，实现大规模算力部署，满足重大区域发展战略实施需要；贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等国家枢纽节点重点提升算力服务品质和利用效率，打造面向全国的非实时性算力保障基地；
- 按需建设各省新型数据中心。国家枢纽节点以外的地区，着力整合并充分利用现有数据中心资源，加快提高存量数据中心利用率；
- 灵活部署边缘数据中心。积极构建城市内的边缘算力供给体系，支撑边缘数据的计算、存储和转发，满足极低时延的新型业务应用需求。引导城市边缘数据中心与变电站、基站、通信机房等城市基础设施协同部署，保障其所需的空间、电力等资源。
- 加速改造升级“老旧小散”数据中心。分类分批推动存量“老旧小散”数据中心改造升级。
- 逐步布局海外新型数据中心。支持我国数据中心产业链上下游企业“走出去”，重点在“一带一路”沿线国家布局海外新型数据中心，加强与我国海陆缆等国际通信基础设施有效协同，逐步提升全球服务能力。
具体行动计划还包括了网络质量升级、算力提升赋能、产业链稳固增强、绿色低碳发展等方面，其中也重点提及了“云边协同”问题，以及“碳达峰、碳中和”问题。尤其是在“碳达峰、碳中和”问题上，国家发改委创新驱动发展中心副主任徐彬也在此前中国网的采访中提到：
“目前，数据中心对‘绿电’的使用大约占总能耗的20%。通过‘东数西算’工程，可以加大数据中心产业对西部光伏、风电等绿色能源的使用，如果能将此前20%的‘绿电’使用比例提升至80%，那么在2025年这个关键节点减少的碳排放量，相当于1.6个北京市的总碳排放量。”
“东数西算”利好AI，仍存挑战
在此前国家发改委联合工业和信息化部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》文件中，我们能看到，国家正鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3。到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5。
这也意味着在这次全国统一的算力布局中，关于数据中心的架构设计、制冷措施、PUE指标都有一定的技术难度，要求采用前沿先进技术。中国移动研究院网络与IT技术研究所所长张昊在接受InfoQ的采访时表示，这本身就是一次前沿科技领域的重大实践，会惠及整个行业和民生。
而政策利好，一定会带来一些新的发展机遇。作为对算力重点需求的行业，AI行业也会迎来新的发展机遇，张昊向InfoQ记者分享了三个重点：
首先，AI芯片研发企业会从中受益。这些企业通过把AI相关算法和模型固定到芯片，提供渲染、训练等功能。在数据中心的建设过程中，必然涉及到AI芯片的规模应用，自然会给AI芯片研发企业带来很大的收益。“东数西算”未来肯定会考虑建设智算中心，智算中心内部都是高性能AI芯片集群，对于AI芯片行业从业者来说，是一个潜在的行业爆发契机，对于研发、售卖以及加速商用进程都会有很大的带动作用。
第二点，智算中心比普通数据中心的建设要求更高，其内部的设计、供电、架构、AI板卡设计都有很多新的要求，所以也会为一些传统的数据中心构建者带来很多新机会。
第三点，也是最核心的一点，AI算法工程师、AI应用开发者都将因此受益。行业需要对AI算法模型进行大量的训练，需要使用大量的AI算力，而AI算力的价格又非常昂贵。那么当“东数西算”数据中心建成后，AI算力的使用成本就会降低，这等同于降低了AI技术和应用的开发成本，也提升了AI行业的研发效能。
当然，“东数西算”政策除了为行业带来各项利好外，也会面临许多实施层面的困难。张昊认为挑战将主要出现在三个方面：
首先，建设数据中心本身就存在技术难度，当下一些PUE大于1.5的机房，其指标本身就和国家要求存在差距。
第二，单是建好数据中心仍然不够，把数据中心用好才是目标。从东部到西部，跨越了相当大的物理距离，这就要求相关技术团队面向数据中心提供高性能、高带宽、高稳定性网络连接。而整体的网络设计、网络结构调整、网络保障、测试等，都需要一定的时间。
第三，相比于数据中心的建设，运营工作同样重要。数据中心建好后，更重要的是把东部和西部打通、连接起来，全国一盘“棋”，做好协同。那么，怎么让东西部的算力需求和数据中心充分发挥协同互补的作用？这就要让“东数西算”融入到各个实际的业务场景中，实现东数西存，东数西训，东数西算，改善业务能耗、生态，提升业务场景，形成闭环。
西北早已成为算力集中区域，此前缺少系统规划
早在前几年，很多IDC和云服务商就开始在西部的数据中心建设布局。2020年8月，阿里云在内蒙古乌兰察布布局的超级数据中心开始正式对外提供云计算服务。据了解，该数据中心大量使用风电、光伏等清洁能源。
而华为云同样在乌兰察布打造了数据中心，并将该数据中心作为大数据、温冷存储、视频转码等创新方案孵化基地，提升核心站点的计算网络能力，为客户提供更优质的数据服务。
实际上，在“东数西算”工程启动之前，贵阳贵安就已经成为全世界聚集超大型数据中心最多地区之一。苹果、微软、英特尔、惠普、戴尔、阿里巴巴、华为、腾讯、百度、京东等一大批国际大数据企业纷纷落户贵州。朗玛、满帮集团、白山云等一批大数据本土企业应运而生。
可此前的数据中心，基本处于“粗犷型”的发展阶段，缺少整体规划、不够规范，一些小机房设备陈旧、能耗高。张昊表示，在“东数西算”工程启动后，原来的零散小机房、旧机房可能会被重新整改。目前这种自上而下的数据中心建设指导方案，等同于为日后动工的数据中心提供一个建设指南。
大批企业各建各的，不考虑碳排放指标、耗电等因素，只顾虑业务需求，这样的情况将被永久打破。未来数据中心的整体建设，一定是一个差异化、互补化、协同化发展的局面。
数字化进程高速推进，人才也是关键点
在目前全社会大力推进数字转型的背景下，“东数西算”已成为加速数字化进程的关键一环。不过，在产业高速发展的同时，数字化应用人才短缺的问题也日益凸显。
以人工智能工程技术人员为例，根据人社部发布的相关报告测算，我国人工智能人才目前存在较大缺口，国内供求比例为1∶10，供需比例严重失衡。不断加强人才培养、补齐人才短板成为当务之急。
对于“东数西算”工程也是一样，数据中心的整体设计、网络设计、维护和运营工作，都需要大批的专业人才负责。中国移动研究院网络与IT技术研究所所长张昊提到：“不管是从科技创新还是从数字经济的角度来说，数字化人才的培养和能力提升都是最关键的问题。这就相当于，你的武器先进了，但人的能力跟不上，可能就用不好。只有合二为一、齐头并进，才能更好地发挥前沿科技的作用。”
“以我们中国移动为例，我们也在积极响应‘东数西算’工程的建设工作，并发布了发展算力网络的愿景，从提供单纯的连接，向提供“连接+算力+能力”的新型信息服务转变，这就对我们中国移动的人才团队提出了新的要求。我们内部也有很多的人才培养计划，希望大家从传统的CT向CT + IT转型，形成ICT融合思维，这对人才的要求是很高的，更考验人才的综合素质。”
在算力工程领域、在大数据领域、AI领域，以及各种带有时代色彩的前沿技术领域，正有大量的人才需求产生，横跨数字化管理人才、数字化专业人才、数字化应用人才几大范畴。极客邦科技也在通过极客时间、极客时间企业版、InfoQ、TGO鲲鹏会、QCon、ArchSummit等内容产品，参与到数字人才梯队建设的庞大工程中，希望能尽早实现数字人才和数字发展的均衡匹配。
采访嘉宾介绍：
张昊，中国移动研究院网络与IT技术研究所所长。长期从事移动通信发展策略、体制标准研究与技术研发工作，作为公司级重大项目负责人，先后推动4G/5G网络技术体制、基于NFV/SDN技术的网络转型、边缘计算等重大技术攻关。目前重点牵头5G行业专网、边缘计算、算力网络等领域的研发工作。担任中国通信学会信息通信网络技术委员会第七届委员、中国通信标准化协会网络与业务委员会新型网络技术工作组副组长、SDN/NFV/AI标准与产业推进委员会NFV部署规范与推进组组长。曾获三项省部级科技进步一等奖。其参与撰写的图书《算力时代》已于今年2月在中信出版集团出版，欢迎大家关注。