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报道介绍了位于广东韶关市浈江区的粤港澳大湾区一体化数据中心项目的完工情况。据报道,这个项目是大湾区首个大规模的全液冷智算中心,由韶关市政府与中国电信共同成立智能算力招商工作组,致力于开展智能算力项目招商。该项目一期总投资超过32亿元,占地约98亩,总建筑面积约9.5万平方米,采用国家A标准进行高质量建设,应用新一代AIDC架构,整合液冷、人工智能、数字孪生、一体化安全防护等新技术,将提供约1.5万P的算力服务。
据透露,单栋智算中心可提供38个液冷方舱,每个液冷方舱可提供约385P算力,相较于传统机房,可节约60%左右的制冷能耗。这个项目不仅是国家东数西算在大湾区核心布局的重要组成部分,也是全国一体化算力网络八大枢纽节点之一。通过此项目的建设和运营,有望为大湾区的数字化发展和信息基础设施建设做出积极贡献。
打赢AI争夺战,要靠一张算力网
AI算力是未来国家、城市、企业的核心竞争力。
文丨华商韬略 陈必章
在人工智能时代,AI算力就是电,AI计算中心就是电厂。
电力时代,我们构建了一张“电网”,如今随着国内各地人工智能计算中心的相继落地,我们正在编织一张AI算力网络。
目前,人工智能的发展已提升到国家战略层面,加快人工智能产业发展,保障和提供充沛的AI算力,对于赢在AI时代的国家、城市和企业来说,已经是迫在眉睫的问题。
【没有算力 就像没有电】
最近这段时间,全国很多地方政府和企业领导最闹心的事情什么?
答案可能是两个字:缺电。
但这个闹心的事情还没解决,在全球各国,乃至一国之内的不同地区,又开始面临一个像电力一样,决定国计民生的关键要素。
这个关键要素就是AI算力。
AI算力,顾名思义,就是支撑AI的计算能力。 此处的计算不是加减乘除,而是对世界万物的计算,是万物互联、人工智能之下的高度复杂、无所不在的计算。
不同于传统算力,AI算力为了支撑AI模型的开发、训练和推理,对并行处理能力的要求特别高,也因此需要专门的AI芯片和框架。
比如, 具备强大浮点运算能力的AI芯片,才能够通过训练、持续迭代优化提供满足行业企业智能化转型的高质量AI模型。 复杂模型训练中,需对上千亿个浮点参数进行微调数十万步,需要精细的浮点表达能力。如果没有强大的训练芯片,则难以保障算法模型产出的效率。千亿级中文NLP(自然语言处理)大模型“鹏程·盘古”,面向生物医学领域的“鹏程·神农”平台的发布,都离不开AI芯片的支撑。
再比如,被视为“AI领域操作系统”的AI框架,90%的AI应用是基于AI框架层来开发。在该领域国内 科技 企业已取得重大成果: 业界领先的AI计算框架升思MindSpore,是一款支持端、边、云全场景的深度学习训练推理框架。 除具备自主可控的优势之外,一套框架即可支持AI+科学计算等多样性应用。当前升思MindSpore社区累计下载量超过60万,有超过100家高校选择升思MindSpore进行教学。
正是有了这些AI芯片和AI框架释放出的AI算力,我们才能加速进入万物互联和人工智能时代。
今天,从每个人手里的手机,到企业的云上平台,再到城市大脑……我们的生产和生活越来越依赖于AI,越来越深入向AI获取力量。
对中国来说,AI是从制造大国向制造强国转型升级的关键。 最近多年,众多城市都在努力争夺各种资源提升城市的发展力和竞争力,而AI算力就是未来发展最重要的“资源”。
在人工智能的世界,没有AI算力,就像没有电。
AI算力已渗入到我们生活和生产的方方面面,以大家较为熟悉的医院药房取药为例:
拿到处方药单,在药房前排队等候,由医务人员拿着处方照单分药,这种漫长的等待和焦虑,很多人都有切身体会。现在,已经有企业开发出利用人工智能技术进行全自动补发药品的机器人,用到了3D视觉定位、机器人智能抓取、智能视觉复核技术,能够确保100%补药准确率,而且效率也更高,发药速度可以达到每小时2500盒,8秒钟就可以处理一个订单。在药品发放过程中,系统可以自主调度搬运药品,不需要人工的干预。
它带来的最直观的改变,就是可以把药品分拣的时间从原来的50秒缩短到3秒,患者只需要一分钟就能取到药品。
这个过程中,怎么识别处方单,怎么准确分拣并发放药品?要实现这些功能就得看这个机器人使用的AI系统能算得有多快、多好、多准,这就是AI算力。
【要有电 就得有电厂和电网】
AI算力如此重要,但很多企业缺乏足够的资金来搭建自己的AI算力。那AI算力需求该如何被满足,国家、城市又该如何提供足够的AI算力支持,推动AI产业发展并赢得AI时代的竞争力呢?答案是, 要让AI算力成为公共资源,配套建立新型基础设施。
这种新型的算力基础设施就是人工智能计算中心,用回电气时代的比喻,那就是要建电厂和电网。
首先是,加快人工智能计算中心的建设。
人工智能计算中心,是以基于人工智能芯片构建的人工智能计算机集群为基础,涵盖了基建基础设施、硬件基础设施和软件基础设施的完整系统,其核心功能就是,提供从底层芯片算力释放到顶层应用使能的人工智能全栈能力,也就是输出AI算力。
人工智能计算中心除了是提供公共算力服务的平台,还同时应该是应用创新的孵化平台、产业聚合发展平台和科研创新人才培养平台。只有同时扮演好这些角色,才能打通“政产学研用”,集中最多的力量,形成产业汇聚力并提升AI竞争力。
目前,全世界都在加快人工智能计算中心建设。尤其是美国,它一方面千方百计地打压其它国家的发展,一方面则大手笔投入加强本国人工智能的发展,拜登政府更一度公布了3000亿美元的投资计划,捍卫美国在人工智能领域的领先地位,而其中很重要的投入,就是加强数据中心和智算中心的新基建。
中国当然不会轻易错过人工智能产业发展带来的机遇。早在2017年,国务院就发布了《新一代人工智能发展规划》,并强调要“建设高效能的计算基础设施”。去年疫情期间,中央进一步明确提出新基建战略,而加强数据中心和人工智能计算中心建设,则是整个新基建的重中之重。
因为,没有强大的算力,以数字化为着眼点的新基建七大领域几乎都无法实现其建设目标。
国家战略指引,市场前景召唤,甚至经济转型升级的压力下,诸多地方政府都已积极行动,牵头人工智能计算中心建设,并以此为基础提升本地算力水平,构筑数字时代的核心竞争力。
今年5月31日, 科技 部批复的15个国家人工智能创新发展试验区中,武汉的人工智能计算中心已率先竣工并投入运营;西安未来人工智能计算中心也已经上线,其它省市的人工智能计算中心建设也陆续规划中。
武汉人工智能计算中心投运以后,为武汉乃至湖北地区的经济发展、科研创新、企业转型等提供了算力支撑。
比如,武汉大学基于武汉人工智能计算中心打造了全球首个遥感专用框架武汉,针对“大幅面、多通道”遥感影像,在整图分析和数据集极简读取处理等方面实现了重大突破。
再比如,中科院自动化所利用该中心的算力支持,研发了全球首个视频生成多模态大模型——紫东.太初。作为业内首个千亿级三模态大模型,紫东.太初的视频理解与描述性能已做到全球第一,不仅具有多任务联合学习能力,还能通过学习实现AI化的图文搜索,以及音频、短视频、MV制作,极大缩短音视频的创造时间。
9月份,西北地区第一个人工智能计算中心落子西北重镇西安市,一期规划具备300P AI算力的西安未来人工智能计算中心,基于升腾AI基础软硬件平台建设,将提供精准可靠的模型训练及推理。
西安未来人工智能计算中心,已经签约了西安电子 科技 大学遥感项目、西北工业大学语音大模型项目、陕西师范大学“MindSpore研究室”多个项目,在支撑西安“6+5+6+1”现代产业体系发展的同时,也会强化西安乃至整个西北地区的人工智能产业集群,为西北地区人工智能产业的发展提供算力支持。
刚刚上线的西安未来人工智能计算中心,算力使用率已快接近满负荷状态。当地各行业企业、科研机构、高校对于算力的渴求可见一斑。
其次,高效利用人工智能计算中心的算力资源。
当越来越多人工智能计算中心建成、投运,如何让它们的算力更高效并服务到更多的行业和企业?如何避免各地算力分布不均衡、使用效率不一致的情况?如何让没有规划建设人工智能计算中心的地方,也能享受到AI算力的使能?人工智能计算中心之间的互联、协同、共享,成为需要各界考虑的一个问题。
这就需要人工智能算力网络了,就像电网之于电厂和用电对象。
有了算力网络,我们就能将分布在各地的人工智能计算中心节点连接起来,动态实时根据算力资源状态和需求,实现统筹分配和调度计算任务,构成全国范围内的感知、分配、调度人工智能中心的算力网络,然后在此基础上汇聚和共享算力、数据、算法资源。
最重要的是,有了这张网,更多的行业和企业,就能像现在用电一样使用AI算力了。
那么,算力网络这张网还会给整个人工智能行业有哪些作用呢?
首先是算力的汇聚, 就是把不同地区、不同城市的算力资源高速互联,实现跨节点之间的算力合理调度,资源弹性分配,这有利于提升各个人工智能计算中心的利用率,实现对于整体能耗的节省,后续可支持跨节点分布学习,为大模型的研究提供超级算力。
其次是数据的汇聚, 政府牵头与各行业企业合作,在达成人工智能领域的公共数据开放之后,可依托人工智能计算中心汇聚高质量的开源、开放的人工智能数据集,能够促进人工智能领域的算法开发和行业落地。
最后是生态的汇聚, 各个人工智能计算中心之间,统一互联标准、应用接口标准,实现网络内大模型能力开放与应用创新成果共享,强化跨区域科研和产业协作,为全国范围用户进行人工智能应用创新提供更多的资源选择和更便捷的合作方式,加速产业聚合,激活产业共融共生。
简单总结算力网络,就是汇聚大数据+大算力,使能大模型和重大科研创新,孵化新应用。进而实现算力网络化,降低算力成本,提升计算能效。
科技 部在三年行动规划中指出,要“布局若干人工智能计算中心,形成广域协同的人工智能平台”。在这一规划的指引下,人工智能计算中心陆续在许多城市落地。就在刚刚结束的HC2021上,20多个人工智能计算中心建设城市联合点亮了“人工智能算力网络”。
这张人工智能行业的算力网络,已经开始编织构建。
【AI算力建设 不是从长计议而是迫在眉睫】
2020年,麻省理工学院计算机科学家、并行计算先驱Charles Leiserson在《科学》杂志上撰文指出:
深度学习正逼近现有芯片的算力极限。
事实上,过去十年,人类最好的AI算法对算力的需求几乎增长了100万倍,平均每3.4个月翻一倍。
相比之下,全球AI算力的增长却十分有限。
需求与供给之间的巨大鸿沟,促使各国政府,尤其是中、美、欧、日等AI技术领先的地区大力建设AI算力。
没有强大AI算力,一个国家或地区必然在未来的 科技 竞争中处于劣势。
从当前算力基础设施建设进度来看,深圳、武汉、西安等城市均已建成人工智能计算中心并投入运营,成都、河南等城市正在建设中,北京、南京、上海等地的人工智能计算中心加速建设,也是蓄势待发。
未来,一旦人工智能计算中心全部建成,并组成人工智能算力网络,不但将为 社会 提供跨地域、源源不断的超级算力。而且,还能够实现跨区域的科研和产业协作,使能大模型和重大科研创新,为千行百业孵化新应用。
最终,使得人工智能赋能更多的行业和场景,让我们在未来国家之间的产业和 科技 竞争中立于不败之地。
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国新开创服务水平如何?
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2万字报告,一文看懂数字经济如何帮助中国经济创造新增量!音频:00:0001:15:15♬ 点上方音频可收听朗读数字经济发展是科技创新与扩大内需的共同需要。
数字资源是 21 世纪的石油,数字经济是第四次工业革命的核心。
数字经济是什么?数字经济是继农业经济、工 业经济之后的主要经济形态,是以数据资源为关键要素,以现代信息网络为主要载体,以 信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力,促进公平与效率更加统一的新 经济形态。
我们理解,基于数据这一生产要素,我国将不断完善数字生产关系,并产生包 括数字产业化和产业数字化在内的新生产力。
数字经济的定位:畅通供给,丰富需求。
一方面,数字化改造和善用数据要素将打破时空限制,延伸产业链条,从而畅通经济循环。
数字经济具有高创新性、强渗透性、广覆 盖性特点,能够助力经济转型和改革深化。
另一方面,数字的产业化和产业的数字化均创造了大量经济增量,是高质量发展的重要组成。
其中既包括以 ICT 行业为核心的数字产业蓬勃发展,也包括数字零售、数字支付等大量数字化消费升级。
总的来说,数字经济是科技创新和扩大内需双重任务下的重要一环。
一方面,从科技创新角度来看,数字化是第四次工业革命的核心特征,与创新驱动发 展的国家战略相匹配:前沿研究:量子计算、量子通信、神经芯片、DNA 存储。
信息科学与生命科学、材 料等基础学科的交叉创新。
“卡脖子”环节突破:高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域。
战略性新兴产业蓬勃发展:人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等数字产 业;通信设备、核心电子元器件等先进制造业。
另一方面,从扩大内需角度来看,数字技术将为农业、工业、服务业赋能,成为全面 促进消费、拓展投资空间的重要领域:数字消费的进一步升级扩容:从已经十分蓬勃的电子商务、移动支付、网络娱乐(游 戏,社交,视频等),逐步向教育、医疗、文化等新生活场景演进。
借力于数字化, 服务业低效特征正在改变。
数字基础设施成为新基建的重要一环:建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高 效的基础设施。
重点包括:5G 网络、光纤通信、IPV6、物联网、大数据中心等。
数字场景在社会经济迅速普及,智能化、数字化转型加快:产业数字化空间巨大。
场 景将进一步普及,包括:数字农业与工业物联网,智慧城市和数字乡村,数字政务与 数字政府,数字物流与数字贸易。
中国已经取得数字竞争优势,数字经济蓬勃发展2020 年中国数字经济规模已近 40 万亿元,稳居全球第二。
与 2005 年相比,15年时 间中国数字经济规模翻了15 倍,增速惊人。
工业和信息化部 2021 年 3 月发布的数据显示, “十三五”期间,中国数字经济年均增速超过 16.6%。
这远快于 GDP 平均增速 7.4%,是其两倍还多。
因此,在中国经济进入高质量发展阶段后,数字经济成为不可忽视的经济增长引擎,数字经济渗透率也不断提升。
中国社会科学院指出,2021 年我国数字经济规模有望达到 45 万亿元,占 GDP 比重或将超过 40%。
在数字产业化稳步前进的同时,中国产业数字化开展顺利。
按照国内习惯分类,数字经济可以分为数字产业化和产业数字化两部分。
根据江小涓教授的解释,数字产业化指的是数字及相关技术的产业化应用,主要包括电子信息制造业、电信业、软件和信息技术服务业、数据服务业等。
2020 年,我国数字经济核心产业增加值占 GDP 比重达到 7.8%。
所谓产业数字化,是指各类产业应用数字技术所带来的产出增长和效率提升,包括数字农业、数字制造业、数字服务业、数字两化融合等广泛的产业领域。
从比重上看,目前数字产业化和产业数字化分别占到数字经济的 1/5 和 4/5 左右。
但是客观来看,我国数字经济仍大而不强。
一方面,虽然中国数字经济规模位列全球第二,但根据 2018-2019 年数字经济指数,中国得分 36.2,处于全球第二梯队(第九名), 德国、英国、美国则都超过 40。
另一方面,中国各地数字经济发展水平也不相同。
北京、 上海数字经济占比超过 50%;贵州、重庆、福建 2020 年增速则超过 15%。
《“十四五”数 字发展规划》明确提出,我国数字经济发展也面临一些问题和挑战:关键领域创新能力不 足,产业链供应链受制于人的局面尚未根本改变;不同行业、不同区域、不同群体间数字鸿沟未有效弥合,甚至有进一步扩大趋势;数据资源规模庞大,但价值潜力还没有充分释放;数字经济治理体系需进一步完善。
从“十四五”目标来看,中国对数字经济发展寄予厚望总结来看,“十四五”数字经济目标基本涵盖了数字产业化、数字基础设施、产业数字化转型、数字政府与数字治理、传统数字消费(电商)等多方面,体现了政策层希望全 面开花、蓬勃发展的希冀。
数字经济核心产业(数字产业化部分)增加值占 GDP 比重要从 2020 年的 7.8%提升到 2025 年的 10%。
静态看需要 5.3%左右年均增长率,但考虑到“十四五”期间 GDP 平均值增速预计也在 5.3%左右,实际上是要 11%左右的增速,即两倍增速。
特别是过去十年中国数字产业化发展迅猛,ICT 领域国产替代浪潮兴起,互联网领域诞生大量全球巨头,基数也并不低,因此这一目标代表着中国对数字经济发展寄予厚望。
IPV6 活跃用户数五年目标几乎翻倍。
从 2020 年 4.6 亿户到 2025 年 8 亿户。
千兆宽带用户数五年目标几乎十倍。
从 2020 年 640 万户到 2025 年 6000 万户。
工业互联网平台普及率五年超三倍。
从 2020 年 14.7%到 2025 年 45%。
如果考虑到企业数量的持续增长,实际增速更快。
在线政务实名用户数五年翻倍。
从 2020 年 4 亿人到 2025 年 8 亿人。
全国网上零售额和电子商务交易额分别在五年时间需要增长 45%和 24%。
作为全球第一大网购国,中国仍然制定了不低的增长目标,全国网上零售额和电子商务交易额分别计划从 2020 年的 11.76 万亿元和 37.21 万亿元增至 2025 年的 17 万亿元和 48 万亿元。
数字新基建,政府指引投资方向,企业把握投资力度新型基础设施是数字经济发展的重要抓手,其市场化程度较高“新型基础设施”概念最早源自 2018 年中央经济工作会议,相关的内涵和外延在近几年不断演进。
2018 年 12 月中央经济工作会议首提“新型基础设施”一词,2019 年国家发改委明确了新型基础设施建设的范围,即包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三类。
2021 年 11 月,国家发改委进一步明确了新型基础设施的重点内容,并确立了“加速建设信息基础设施、稳步发展融合基础设施、适度超前部署创新基础设施”的发展思路。
新基建融于整个数字产业化和产业数字化的过程,总结来就是聚焦两大产业链:通信设施产业链和数据计算产业链。
从 2019 年国家发改委给出的新基建定义来看:1)信息基础设施主要包括通信网络、新技术和算力基础设施三大行业,具体到细分行业有5G、互联网、区块链、云计算和数据中心等典型的数字产业化行业,即是数字技术带来的产品和服务;2)融合基础设施主要包括了智能交通和智慧能源等,即利用数字技术对传统行业进行赋能提高运行效率,是典型的产业数字化行为;3)创新基础设施则包括了科技、科教和产业技术创新基础设施,其模式类似于建造科研中心、建设高校及打造科技类产业集群,为高新技术事业单位和企业建设配套的传统产业园及相关的基础设施。
信息基础设施中偏软件应用类行业理论上不属于传统理论的政府基建范畴,其本质属于老基建转型过程中所需要购买的“要素”。
信息基础设施中除了硬件类的行业,软件类严格来说并不算是狭义的基建。
从传统基建的定义来看,基础设施是指为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施,是用于保证国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统。
部分偏软件应用类的行业例如人工智能、云计算和区块链技术其本质是服务于改善公共服务系统效率的一种服务,本身并不是公共服务系统。
融合基础设施则可以看作传统基建的数字化转型,部分信息基础设施是转型中需要被购买的服务要素,创新基础设施是为了新基建发展所配套的传统基建。
从数字经济的角度来看,政府侧可直接发力的内容集中在归属于传统基建概念的行业。
大多数新基建依靠企业投资,政府更多是采购的身份:数字经济中一部分是作为传统基建的补充,例如 5G 基站、数据中心、智能计算中心等相对“硬”的设施行业,这一部分与传统基建类似,可以由政府牵头发起投资,但在实际建设中国企替代政府承担了很大一部分的职责;另一部分是在传统基建向新基建转型过程中所提供的动力和支持,一方面包括人工智 能、云计算、区块链等相对“软”的数据应用服务行业,另一方面则是涉及交通、能源等 在数字化转型中所需要的硬件设施,这部分投资更多依赖企业自身投资,政府在其中的作 用主要是采购相关服务与设备。
新基建市场化程度更高,以深圳 2020 年新基建计划为例,六成资金来自市场,政府投资项目仅占 40%。
传统基建项目例如“铁公基”基本上是以政府或国企主导建设的。
但是新基建的情况跟老基建不一样,以新产业、新业态、新产品紧密相连,而且直接服务于制造业这样的垂直行业,因此,新基建项目市场化运作的程度更高。
以深圳 2020 年 7 月公布的 4116 亿新基建投资项目汇总来看,社会投资项目 34 个,总投资 2447 亿元;政府投资项目 61 个,总投资 1672 亿元。
社会投资和政府投资的投资占比为六四开。
从项目的类型看,5G 网络、卫星通讯、算力设施等信息基础设施 28 个,总投资 2452 亿元;集成电路、8K 超高清、生物医药等创新基础设施 42 个,总投资 1016 亿元;智能制造、智慧能源、智能交通等融合基础设施 25 个,总投资 651 亿元。
我们通过分拆新基建的主流投资项目,认为:5G 基站建设高峰正在过去,数据中心则仰赖企业投资。
东数西算虽为国家级战略,但仍然需要企业主导投资。
5G 基站:三大移动运营商主导投资进程,投资高峰正在过去目前国内 5G 基站投资由三大运营商主导,下游需求增速放缓,投资高峰或已过去。
国内 5G 基站作为三大运营商的资产项目,其投资基本完全由三大运营商负责。
从“十四 五”规划对于 5G 基站提出的预期性指标来看,其要求到 2025 年每万人拥有 5G 基站数达 到 26 个,即需要累计建设 377 万个 5G 基站。
截至 2021 年底,中国已经建成 142.5 万座 基站,也就是说未来 2022-2025 年年均需要建设 58.6 万个 5G 基站,从三大运营商今年 的目标来看,预计 2022 年新建超过 67 万个基站。
数据中心:仍是企业自身投资行为为主,地方政府提供土地财税等支持按照算力形态分类,可将数据中心分为超算、通用智算以及边缘算力。
长期以来我国 数据中心以通用算力为主,超算、智算及边缘数据中心应用和数量还有待增长。
当前通用算力是数据中心的主力,按照机架规模计算占比超 90%;超算中心主要应用于国家重点科研领域,商用场景较少;智算中心现有规模占比不高,边缘数据中心随着我国数字化转型加快,其需求将得到进一步提升。
(报告来源:未来智库)占比较低的超算中心政府投资比重反而较高超算中心投资依靠政府意愿、国家资金保障以及企业的技术支撑。
从国际经验来看,超级计算中心的建设和运营资源基本均来自政府,运营管理模式上可以区分为以美国为代表的政府直属制以及欧洲为代表的股份制。
我国超算中心发展是依托国家科技部“863”支撑计划中关于超级计算机的研制所规划,主机研制则由厂商和各省各部委签订合作协议。
资金保障方面,国家科技部通过“863”专项资金配套主机研发厂商进行主机研发投入, 地方政府需要承担后续运营维护资金保障。
技术方面由国防科大、曙光集团、江南计算所 以及浪潮集团等保证我国的超级计算机性能。
地方超算中心的投资主体是地方政府,资金来源部分来自专项债。
2020 年山东省专项债(十四期)募资 2 亿元支持济南超算中心项目建设,项目资本金 9.12 亿元,其他方式融资 14.93 亿元。
其中,仅首府城市超算中心项目将经营期内的计算、存储资源经营收入作为债务还款来源,其余两个项目均以厂房、写字楼等物业的出租和出售收入作为还款 来源。
募资建设方案没有突出数据中心项目的特点和优势,显示出当前项目主体对经营前景缺乏判断,这种情况在全国比较普遍,这也是地方政府筹建地方政务数据中心的最突出难题。
占比九成的通用中心则主要依赖企业投入通用数据中心整体投资以市场投入为主,支持多元主体参与建设,政府作为辅助和引导。
根据广州市数据中心建设发展指导意见、建设导则及绿色数据中心评价标准,要坚持数据中心以市场投入为主,支持多元主体参与建设,统筹土地、电力、网络、能耗指标等资源,合理布局建设各类数据中心,优化数据中心存量资源。
政府对于通用数据中心可以支持的部分包括以下几方面:1)土地、贷款和耗能指标:中央和全国各地文件都强调地方政府要完善配套的用地、贷款和用能政策。
江苏省在《关于加快新型信息基础设施建设扩大信息消费的若干政策措施》中提出要保障用地、耗能指标配额,并推动转供电改直供电。
内蒙古在《内蒙古自治区促进大数据发展应用的若干政策》中提出对在自治区建设投资 10 亿元以上的数据中心项目,涉及的国有土地使用权出让收益,按规定计提各种专项资金后的土地出让收益中盟市、旗县(市、区)留存部分,用于支持项目建设。
2)电费优惠:山东省在《山东省支持数据经济发展的意见》中提出对符合条件的各类数据中心、灾备中心、超算中心、通信基站等执行工商业及其他电价中的两部制电价。
对符合规划布局,服务全省乃至全国的区域性、行业性数据中心,用电价格在 0.65 元/kWh 的基础上减半,通过各级财政奖补等方式降至 0.33 元左右。
根据实际用电量和产业带动作用,分级分档给予支持。
3)引导布局:以河北为例,文件要求优化互联网数据中心(IDC)的布局和建设,引导超大型、灾备类数据中心向张家口、承德等能源、气候优势明显的区域聚集,低延时、 高宽带为主的大中型数据中心适度向石家庄、廊坊等区域发展。
从国家的规划来看,目前的东数西算鼓励大量从事数据存储、离线数据分析等业务的数字经济企业在西部地区部署数据中心或购买西部地区数据中心云服务来有效降低运营成本。
上海在节能方面提出存量改造数据中心 PUE 不高于 1.4,新建数据中心 PUE 限制在 1.3 以下。
数据中心建设仍主要依靠企业投资,地方政府放宽投资优惠条件以吸引数据中心的投资。
目前国内的数据中心运营商可以分为以中国电信、中国移动为代表的基础电信运营商, 以及 Equinix、Digital Reality Trust、万国数据等为代表的第三方数据中心运营商。
目前基础电信运营商和第三方数据中心运营商依靠资源、资金及技术研发优势,通过培育自主品牌、拓宽国际营销渠道和提供全方位配套的数据中心服务在全球范围内加速数据中心布局。
正如前文所分析,数据中心作为新基建其特点是市场化运作程度极高,政府在投资过程中所能做的更多的是在提供生产要素给予优惠条件从而吸引厂商的数据中心投资。
东数西算:典型的市场主导型新基建计划,政府积极配合和引导东数西算是国家层面对数据中心的产业规划。
从规划看,与此前南水北调、西气东输、西电东送思路类似,以国家引导带动资源跨区域合理配置。
2 月 17 日,国家发改委、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。
西部地区较东部具有成本优势,同时绿电供应能与数据中心产业形成合理互补。
西部经济发展程度仍处于较低水平,未来有广阔发展空间。
数据中心作为高耗能行业,电力成本占数据中心营运成本 50%以上,因此数据中心在国家能耗双控的要求下难以在东部一线城市大力拓展业务,而西部地区却存在新能源电力富余消纳困难的问题,“东数西算”计划配合其较低的用地用能价格能够带来数据中心和西部绿电企业的双赢局面。
东数西算除了考虑成本及耗能,亦有考虑到扶持经济较落后地区,西部地区有望培育处理后台加工、 离线分析等劳动密集型产业。
东数西算核心目标:绿色、高效、科技创新、区域平衡的多方面进步。
这一点在《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》十分明确:到 2025 年,全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的基础设施一体化格局;东西部数据中心实现结构性平衡,大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到 1.3 以下;数据中心集约化、规模化、绿色化水平显著提高,使用率明显提升;公共云服务体系初步形成,全社会算力获取成本显著降低;政府部门间、政企间数据壁垒进一步打破,数据资源流通活力明显增强;大数据协同应用效果凸显,全国范围内形成一批行业数据大脑、城市数据大脑,全社会算力资源、数据资源向智力资源高效转化的态势基本形成,数据安全保障能力稳步提升。
东数西算背景下,数据中心的投资模式将转变为由地方政府与数据中心企业合资成立数据中心产业园,政府的作用或有限。
“东数西算”作为国家级别的规划,未来数据中心的投资模式或将从企业自建/租赁楼宇建设数据中心转向合资合作建设数据中心产业园/基地,地方政府主要提供用地用能其他审批便利。
在产业生态方面,由地方政府成立的数据中心产业园/基地围绕数据中心产业链上下游进行招商引资,打造数据中心产业集群。
数据中心产业园中的核心设备仍需要依靠入驻企业自身投资,中央政府的作用是提供政策方向指导,地方政府的作用更多是提供用地用能指标以及贷款便利,网络传输的基础设施建设以及合理的规划形成产业生态集群带动入驻企业的发展。
与南水北调、西气东输、西电东送、三峡建设等国家重大规划类似,东数西算落地上 需要由企业担当投融资主力军。
南水北调工程投资规模约 5000 亿元,启动之初仰赖中央预算内资金投入及国有 银行的银团贷款,并利用了 2003 年的长期建设特别国债。
2020 年南水北调集团正式成立,负责南水北调工程的前期工作、资金筹集、开发建设和运营管理,负责南水北调工程安全、运行安全和供水安全,筹措后续工程等项目建设投资。
长江三峡工程则创造了“三峡模式”。
三峡工程总体建设资金超过 2000 亿元,计 划之初,投融资方案确立为:第一部分是葛洲坝电厂的利润,大约为一年 6 亿元, 三峡工程 2003 年开始发电后的利润也将作为三峡工程的资金投入;第二部分是 三峡基金,在全国用电中,每度电加价 4 厘到 8 厘,每年收入近 40 亿元;第三 部分是商业银行贷款和购买国外设备采取的买方信贷,其中国外信贷为十几亿美 元;第四部分是发行债券,三峡总公司迄今已面向社会累计发行五期企业债券, 共筹集资金 140 亿元;第五部分资金来自长江电力 IPO,进行股权融资。
西气东输工程两期合计投资超过 3000 亿元,由中国石油、中国石化等央企牵头, 进行投融资活动,后续也在 2012 年和 2013 年两次引入集体险资投资。
2019 年 国家管网公司正式成立,负责油气干线管网及储气调峰等基础设施的投资建设和 运营,负责干线管网互联互通和与社会管道联通,以及全国油气管网的运行调度。
西电东送工程投资规模超过 5000 亿元,由国家电网、南方电网等央企牵头,进 行投融资活动。
特高压、大能源基地等投资也是由主要央企投资进行招标建设。
政策意义在于引导规划并非亲自下场。
东数西算的创新之处在于,此次投资市场化因素将更加凸显,未来包括央企、地方国企、大型互联网企业等多类型企业将围绕“东数西算”的政策方向加强建设。
过去数据中心的投资布局主要基于用户需求和当地的综合因素。
企业主要是根据市场行为来作出自己的决策,容易杂乱无序,不利于资源的调配和有效配置。
“东数西算”出台后,新增的数据中心会尽量按政策方向来布局。
当前数据中心的建设主要有自建和租赁两大模式,东数西算的启动形成产业集群会进一步鼓励拥有海量数据规模的企业采取自建模式。
政府在其中的作用在于引导投资方向以及提供配套设施,短期政府直接参与数据中心建造的模式预计较少。
从已有的案例来看,三大运营商、互联网企业及地方国企已争相在西部建立数据中心。
数字产业化创新:“卡脖子”的关键突破核心技术是数字经济建设的基石,而我国关键数字技术长期受制于人核心数字技术可分为三大层级,而站在当前节点,基础数字软硬件的突破或是实现数字技术突破的关键症结。
数字经济相关领域纷繁复杂,我们认为其核心技术可分为三个主要层级,亦代表了推动数字经济发展的三大步骤,即补齐关键基础技术,拓展核心产业技术,布局下一代前沿技术。
核心技术突破是推动数字产业化与产业数字化的关键,而基础软硬件的研发突破与迭代应用则是一切数字技术发展的根基。
目前我国在数字经济的基础软硬件,尤其是高端芯片、集成电路、工业软件等领域, 长期受制于人。
根据 IC insights 数据,全球前 15 名半导体厂商中,美国有 8 家,中国大 陆地区无一上榜。
基础硬件方面,目前我国关键核心技术仍无法实现自主可控,对数字经济发展形成严重制约。
从元器件、整机设备、软件、测试到组装的各个环节,目前我国均处于全球价值链的中低端,关键核心技术无法实现自主可控,客观上对数字经济与实体经济融合形成巨大掣肘。
目前,美国半导体公司在微处理器和其他领先设备中保持了绝对优势,并在研发、 设计和工艺技术方面保持领先地位。
目前美国公司拥有全球半导体领域最大的市场份额, 达到 46.3%,其他国家/地区在全球市场中占有 7%至 21%的份额。
2021 年全球前十大半 导体供应商,无一来自中国大陆。
而在 2019 年的该排名中,我国的海思半导体曾以 115.5 亿美元的收入排名全球第 9,市场份额达 2.8%。
而受制于美国贸易制裁,目前海思已经退 出了全球前 25 大半导体供应商的排名。
据 IC insights 数据,2020 年中国半导体自给率或在 15.9%左右,其中汽车芯片自给率不足 5%,如果不包括在中国大陆设厂的非大陆公司, 例如台积电、三星和 SK 海力士等,这个数字将仅有 6%。
基础软件方面,目前我国在操作系统、工业软件等应用领域缺乏竞争优势。
操作系统、工业软件等数字经济基础软件研发难度大、技术门槛高、可靠性要求较高,这导致其研发 周期长、研发费用高、迭代速度慢。
高额的研发投入与较长的研发周期形成了较高的行业 壁垒,用户亦对头部软件形成强烈依赖,因此信息技术基础软件形成了强者愈强、赢者通吃的行业格局。
以操作系统为例,2019 年国内 PC 端操作系统市场 88%份额被 Windows 占据,9%被 macOS 占据,而其余厂商份额不足 4%。
我国在高端工业软件领域基本被外国软件垄断,中国工业软件竞争力严重不足。
以工 业软件为例,在“十四五”期间,工业和信息化部组织实施产业基础再造工程,将工业软 件中的重要组成部分——工业基础软件与传统“四基”合并为新“五基”。
工业软件是现代工业的核心组成,而中国工业软件大多依赖海外产品。
具体而言:研发设计类:研发设计类工业软件国产化率仅有 5%,国产可用的研发设计类产品仅 能应用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域,如国产 CAD 应用与模具、家具家电、通用机械、电子电器等行业。
而高端领域,中国 EDA 市场长期由 Cadence、Synopsys、Siemens EDA 三大巨头垄断,整体市场集中度高,前三大企业占比超 70%。
生产制造类:生产制造类工业软件占据国内半壁江山,但在高端
市场收入超1500亿,全国8个算力枢纽定“十四五”目标
“东数西算”工程启动以来,全国8个算力网络国家枢纽节点施工加速。
第一财经梳理各地公开信息发现,8个国家算力枢纽节点覆盖省份已陆续发布“十四五”通信业发展规划,明确了数据中心机架的建设目标、电能利用效率(PUE)等指标。
各地“十四五”算力目标
今年2月,国家发展改革委等部门同意在京津冀、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,“东数西算”工程正式全面启动。
去年5月发布的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,明确了8个国家算力枢纽节点的定位。对于京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等节点,重点统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局,实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续,优化数据中心供给结构,扩展算力增长空间,满足重大区域发展战略实施需要。
近日,上海发布《新型数据中心“算力浦江”行动计划(2022-2024年)》。该行动计划提出,到2024年,数据中心算力供给呈现以超算算力与智算算力等高性能算力为主的多元算力协同体系,总算力超过15EFLOPS(每秒浮点运算次数百亿亿次),高性能算力占比达到35%。
此前发布的《上海市新一代信息基础设施发展“十四五”规划》提出,互联网数据中心标准机架可用规模2025年预期值在28万架,2020年,这一数值为11万架。
江苏的通信业规划提出,“十四五”期间,统筹大型超大型云计算数据中心布局,推进边缘数据中心建设,江苏数据中心机架数达到70万架,为5G、人工智能、工业互联网等新技术发展提供数据中枢和算力载体,并提升数据中心绿色发展水平。
另据《江苏省新型数据中心统筹发展实施意见》,2025年底,江苏新型数据中心占比进一步提升,算力算效水平显著提高,网络质量明显优化,能效水平稳步提升,可再生能源利用率逐步提高,基本形成“双核三区四基地”发展布局体系和算力体系完备、产业发展领先、资源利用高效、绿色技术普及的发展格局,对数字经济形成有力支撑。
浙江省数字基础设施发展“十四五”规划显示,全省已建在建数据中心193个,总机架数量约17.3万架,已建大型以上数据中心20个,新一轮大型绿色数据中心建设正在启动,全省数据中心布局得到进一步优化。
浙江的目标,是2025年建成绿色高效的算力基础设施。具备45万+个机架的数据中心服务能力,新建数据中心PUE(电能利用效率)值不高于1.4。
安徽省则提出“十四五”积极承接长三角发达地区数据中心产业转移。重点推进安徽电信大数据产业园、安徽移动合肥数据中心、安徽联通长三角(合肥)数字科技中心、华云信创云数据中心等大型数据中心建设投产进度,加快国家中部健康医疗大数据中心、中国广电安徽融媒云数据中心和国家文化大数据长三角分中心等国家级数据中心落地建设。
不过,从供给来看,现在我国数据中心80%在东部,西部大概只有20%,而数据中心的耗电量约占全国总耗电量的2%。
根据工信部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》,数据中心高质量发展工程专栏提出,统筹数据中心区域布局、推进数据中心与网络融合发展、持续提高数据中心绿色发展水平、开展数据中心质量和云计算设施发展监测。比如,鼓励在一线城市周边地区建设热数据聚集区,在能源充足、气候适宜、自然灾害少的地区建设大型和超大型数据中心吸引冷数据聚集,推动数据集聚区之间资源共享调度,提升数据中心利用水平。
随着网络质量的优化,中西部将不再仅是进行冷存储,数据中心聚集区也将承载更多的应用。内蒙古、贵州等地推出了电力、土地、税收等优惠政策,帮助数据中心降低建设运营成本,数据中心建设规模不断增长。
8个枢纽节点中,位于西部的贵州枢纽提出,“十四五”期末争取数据中心标准机架达到100万架。与全国大数据中心集群间和关键城市间的数据中心高速直连性能大幅提升,实现网络资源与云计算资源高效协同发展。
国家发改委相关负责人此前介绍,通过“东数西算”工程,使大量的数据中心建立在西部,就能够提高对西部光伏、风电这些绿色能源的使用,如果由20%的比例提高到80%,就能够在2025年这个节点减少1.6个北京市的碳排放总量。
全球市场规模约700亿美元
世界主要国家均在积极引导数据中心产业发展,市场规模不断扩大。
中国信通院《数据中心白皮书2022》显示,近年来,我国数据中心机架规模稳步增长,按照标准机架2.5kW统计,截至2021年底,我国在用数据中心机架规模达到520万架,近五年年均复合增速超过30%。其中,大型以上数据中心机架规模增长更为迅速,按照标准机架2.5kW统计,机架规模420万架,占比达到80%。
在数据中心市场收入方面,2021年全球数据中心市场规模超过678亿美元,较2020年增长9.8%。预计2022年市场收入将达到746亿美元,增速总体保持平稳。受新基建、数字化转型等国家政策促进及企业降本增效需求的驱动,我国数据中心业务收入持续高速增长。
2021年,我国数据中心行业市场收入达到1500亿元左右,近三年年均复合增长率达到30.69%,随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场收入将保持增长态势。2022年,预计中国数据中心市场收入超过1900亿元。
国家发改委相关负责人表示,东数西算每年能带动投资大概4000亿元;同时,对于西部的产业来说,数据中心这些算力设施建设之后,会带来相关的IT产业、绿色能源产业等。
今年2月,国家发改委高技术司负责人就实施“东数西算”工程答记者问时表示,随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透,全社会对算力需求仍十分迫切,预计每年仍将以20%以上的速度增长。
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