十大國家級算力集群兩年發(fā)展現(xiàn)狀

吳俊宇

2022年2月“東數(shù)西算”工程啟動，迄今已滿兩年。作為國家“東數(shù)西算”的核心工程，十個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群目前已有較大進(jìn)展。中國算力資源的區(qū)位布局逐步得到了優(yōu)化。

十個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群（也被業(yè)內(nèi)稱為“十大集群”，以下稱“集群”）包括張家口集群、長三角集群、蕪湖集群、韶關(guān)集群、天府集群、重慶集群、貴安集群、和林格爾集群、慶陽集群、中衛(wèi)集群。當(dāng)時(shí)，“十大集群”明確了上架率等發(fā)展目標(biāo)。比如，數(shù)據(jù)中心平均上架率要達(dá)到65%以上。

上架率，即已上架開機(jī)運(yùn)行的服務(wù)器數(shù)量/機(jī)架可容納的服務(wù)器數(shù)量。指標(biāo)越高，一般意味著數(shù)據(jù)中心利用率越高。第三方市場調(diào)研機(jī)構(gòu)沙利文數(shù)據(jù)曾顯示，2022年中國數(shù)據(jù)中心平均上架率為58%。華東、華北、華南地區(qū)上架率超過65%，西北、西南地區(qū)分別約為30%和40%。

近一年來，“十大集群”的上架率有較大提升。3月5日，《財(cái)經(jīng)》從相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和部分樞紐集群獲取了一組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年11月末，張家口、蕪湖、韶關(guān)、重慶、貴安、慶陽、和林格爾和集寧、中衛(wèi)等八個(gè)集群的算力總規(guī)模超過105萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，整體上架率約為62%。貴安、慶陽、和林格爾和集寧、中衛(wèi)四個(gè)西部集群的平均上架率由2021年的50%提高至60%以上，略低于東部集群。按這一趨勢，2025年底“集群”整體上架率有望超過70%，將提前完成65%以上的上架率目標(biāo)。

西部集群的上架率情況尤其受外界關(guān)注?！敦?cái)經(jīng)》得到的上述數(shù)據(jù)顯示，截至3月1日，中衛(wèi)、慶陽等西部集群的上架率已超過80%。上述數(shù)據(jù)表明，“十大集群”平均上架率已經(jīng)高于全國平均水平，且西部集群上架率提升明顯。中國東西部算力資源分布不均衡局面得到了一定程度改善。

數(shù)據(jù)中心上架率提升，通常意味著算力效率也得到了提升。不過，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f，衡量算力利用效率的指標(biāo)不僅包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上架率，還包括服務(wù)器CPU資源利用率。

提升算力利用效率已是數(shù)據(jù)中心集群城市當(dāng)下的共同目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)的速度、質(zhì)量、資費(fèi)同樣會制約算力效率。部分?jǐn)?shù)據(jù)中心集群城市還有一些個(gè)性化訴求，比如：建立樞紐集群直連網(wǎng)絡(luò)，降低東西部間數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用。

上架率為何得以提升

“東數(shù)西算”政策規(guī)劃、地方城市招商引資、企業(yè)自發(fā)遷移等因素共同讓“十大集群”上架率提升了。

張家口、和林格爾和集寧（和林格爾是呼和浩特市轄縣，集寧是烏蘭察布市轄區(qū)）是“十大集群”中算力規(guī)模位居前列的兩個(gè)集群。它們的天然優(yōu)勢是離東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)近，網(wǎng)絡(luò)延遲低、帶寬資費(fèi)低，土地、綠電資源豐富。兩個(gè)集群順勢承接了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的數(shù)據(jù)中心。

企業(yè)普遍愿意遷移至這兩個(gè)集群。“東數(shù)西算”工程啟動前，一批企業(yè)就已在張家口、和林格爾和集寧部署數(shù)據(jù)中心。“東數(shù)西算”工程啟動后，這兩個(gè)集群的集聚效應(yīng)增強(qiáng)了。大批知名科技公司在此部署業(yè)務(wù)。比如，阿里和華為在張家口、和林格爾和集寧兩個(gè)集群均規(guī)劃了可容納數(shù)十萬臺服務(wù)器的智算中心。蘋果公司在和林格爾和集寧集群部署了云數(shù)據(jù)中心，為蘋果中國用戶提供iCloud服務(wù)。

《財(cái)經(jīng)》了解到，張家口、和林格爾和集寧在很多科技公司數(shù)據(jù)中心布局規(guī)劃中處于重中之重的位置。這兩個(gè)集群上架率為60%上下，且發(fā)展空間不小。原因在于，不少科技公司數(shù)據(jù)中心布局規(guī)劃中，這兩個(gè)集群處于重中之重的位置。在這里，科技公司不僅會規(guī)劃可容納數(shù)十萬臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心，還留下了較大的擴(kuò)容和冗余空間。

中衛(wèi)、慶陽兩個(gè)集群位于西部，上架率均超過80%。它們的機(jī)架規(guī)模低于東部，但當(dāng)?shù)匕阉懔Ξ?dāng)作支柱產(chǎn)業(yè)?！皷|數(shù)西算”工程落地后，當(dāng)?shù)卣鼉赡昙涌炝苏猩桃Y步伐，大量引入產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)。

中衛(wèi)集群相關(guān)人士在近期一場內(nèi)部討論中表示，中衛(wèi)集群數(shù)據(jù)中心上架率超過80%的一大原因是，企業(yè)自主化行為高，政府自建項(xiàng)目少。當(dāng)?shù)貎A向于引入有影響力的平臺企業(yè)，用市場需求催生良性循環(huán)。2013年中衛(wèi)最先引入亞馬遜，形成了產(chǎn)業(yè)示范效應(yīng)。三大電信運(yùn)營商進(jìn)入中衛(wèi)后，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善。此后，華為、阿里、三星、小米、小紅書、愛奇藝、美團(tuán)以及一批央國企乃至中小企業(yè)逐步在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)數(shù)據(jù)中心或使用當(dāng)?shù)厮懔Y源。

慶陽集群相關(guān)人士在同一個(gè)內(nèi)部討論中則表示，慶陽集群起步晚，不過已圍繞數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)引入了超過110家算力、能源、制造等上下游企業(yè)。慶陽引入了包括華為、阿里、百度、京東、金山云、秦淮數(shù)據(jù)等云公司，以及三大電信運(yùn)營商，乃至中國能建、易事特等能源相關(guān)制造企業(yè)。其招商引資邏輯是，算力發(fā)展需要能源供給，能源供給又會帶動裝備制造。這些產(chǎn)業(yè)會環(huán)環(huán)相扣、輪動發(fā)展。

圖：“東數(shù)西算”工程規(guī)劃的八大樞紐和十大集群

注：1.八大樞紐指內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、成渝、貴州、京津冀、長三角和粵港澳等八大樞紐；2.十大集群指張家口、長三角、蕪湖、韶關(guān)、天府、重慶、貴安、和林格爾、慶陽、中衛(wèi)等十大集群資料來源：國家發(fā)展改革委，《財(cái)經(jīng)十一人》整理

數(shù)據(jù)中心上架率提升，一般意味著算力資源得到了更充分利用。

多位數(shù)據(jù)中心集群城市相關(guān)人士普遍認(rèn)為，理想上架率應(yīng)為60%-80%。健康的上架率要根據(jù)實(shí)際情況評估。比如，部分集群2022年開始起步，隨后新引入了一批算力企業(yè)，新建的數(shù)據(jù)中心投產(chǎn)仍需一段時(shí)間，因此60%左右的上架率是合理的。部分集群的算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期超過十年，理論上架率應(yīng)該超過80%。但數(shù)據(jù)中心上架率并非越高越好，因?yàn)橐３诌m度冗余以便隨時(shí)擴(kuò)容。

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上架率提升后，還需要提升服務(wù)器CPU利用率。兩者共同提升，意味著算力資源的利用效率可以拉到最高。這也是部分集群正在思考的下一步問題。

一位數(shù)據(jù)中心集群城市人士提到，數(shù)據(jù)中心上架率提升后，也可能存在部分已上架服務(wù)器資源未滿載運(yùn)行的情況。這需要挖掘本地企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)算力需求，或是通過算力調(diào)度平臺跨集群、跨城市資源共享。

《財(cái)經(jīng)》了解到，目前不同算力資源的CPU利用率不一。其中，公有云合理利用率為40%-60%，政務(wù)云合理利用率區(qū)間為25%-40%，智算和超算為50%-80%。

一位央企背景的云廠商人士對《財(cái)經(jīng)》表示，目前各地城市正在推進(jìn)“一城一云”項(xiàng)目，也就是本地投資建設(shè)一朵云，政府、國資企業(yè)、醫(yī)療教育等公共部門統(tǒng)一使用。一些大型央國企集團(tuán)也在嘗試“一云一網(wǎng)”項(xiàng)目，也就是集團(tuán)建設(shè)一朵云，各子公司統(tǒng)一使用。一城一云、一云一網(wǎng)可以有效提升算力利用效率。這雖然無法實(shí)現(xiàn)公有云一樣高的利用率，但卻是中國當(dāng)下IT發(fā)展階段最現(xiàn)實(shí)的做法。

為什么呼吁提速降費(fèi)

“十大集群”需要進(jìn)一步提升上架率。從最新的分析來看，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣?、質(zhì)量、資費(fèi)被認(rèn)為是核心制約因素。

數(shù)據(jù)中心并非孤島，集群城市之間、集群城市與核心城市（如北京、上海、廣州、深圳、杭州等）之間有數(shù)據(jù)傳輸需求。這需要通過三大電信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)帶寬。不過，東西向遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膸捹Y費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)延遲，“對沖”了中西部集群的電力、土地價(jià)格優(yōu)勢?！敦?cái)經(jīng)》了解到，一些企業(yè)寧愿在東部地區(qū)多承受30%到50%的成本，也不愿將業(yè)務(wù)遷移到西部。這在一定程度上制約了西部集群的算力效率持續(xù)提升。

影響東西部間的數(shù)據(jù)傳輸成本、時(shí)延的因素很復(fù)雜。東西部兩地?cái)?shù)據(jù)中心間數(shù)據(jù)傳輸通常沒有直連網(wǎng)。數(shù)據(jù)傳輸需要通過“國家骨干網(wǎng)-省級骨干網(wǎng)-城域網(wǎng)”繞轉(zhuǎn)。三大電信運(yùn)營商間也無法“三網(wǎng)互通”。路由跳轉(zhuǎn)后實(shí)際距離會更長。比如，寧夏中衛(wèi)與北京、上海的時(shí)延分別為8.4毫秒、18.1毫秒，與廣州的時(shí)延為22.6毫秒，無法滿足東部業(yè)務(wù)對20毫秒內(nèi)時(shí)延的需求。

目前，電信運(yùn)營商對西部集群仍沿用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。一些企業(yè)在東西向傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，甚至不用通信網(wǎng)，而是用高鐵/飛機(jī)搬運(yùn)硬盤。一位數(shù)據(jù)中心技術(shù)人士對《財(cái)經(jīng)》表示，這種極端現(xiàn)象偶爾在遠(yuǎn)距離部署數(shù)據(jù)中心時(shí)存在。這是時(shí)間、成本綜合考量下的選擇。數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)規(guī)模可能高達(dá)EB（100萬個(gè)TB）。租用的帶寬速度如果不夠高，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間長達(dá)數(shù)月。但高鐵/飛機(jī)傳輸數(shù)周就能完成，成本甚至更低?！敦?cái)經(jīng)》了解到，蘇州和青海間租賃一條100G/秒/月帶寬的成本為300萬元。

表：國家數(shù)據(jù)中心集群上架率（2023年末）

注：1.上架率=已通電的服務(wù)器總數(shù)量/該數(shù)據(jù)中心能承載的最大服務(wù)器數(shù)量；2.如規(guī)劃可容納10萬臺服務(wù)器，已安裝通電1萬臺服務(wù)器，則上架率為10%資料來源：相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、部分國家數(shù)據(jù)中心集群，截至2023年11月末數(shù)據(jù)，《財(cái)經(jīng)十一人》整理 制表：顏斌

多位通信技術(shù)人士對《財(cái)經(jīng)》表示，在光纖中，數(shù)據(jù)傳輸速度是每200公里1毫秒。這幾乎發(fā)展到了技術(shù)極限。西部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是物理距離導(dǎo)致的，無法短時(shí)間內(nèi)通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。理論的解決方案有兩條：一是重新布設(shè)線纜，建立部分城市的直連網(wǎng)絡(luò)；二是打通集群與各重點(diǎn)城市間的數(shù)據(jù)直連通道。

部分集群城市人士認(rèn)為，“東數(shù)西算”需要新一輪“提速降費(fèi)”?？梢钥紤]的提速方案包括，在集群城市之間、西部集群城市與北上廣深杭等一線城市間修建直連網(wǎng)絡(luò)；或是把樞紐節(jié)點(diǎn)的集群城市升級為國家一級骨干傳輸網(wǎng)。降費(fèi)方案包括，由電信運(yùn)營商推出針對數(shù)據(jù)中心的“東數(shù)西算套餐”。

比如，蕪湖集群相關(guān)人士提到，蕪湖到上海直線距離300公里，但網(wǎng)絡(luò)路由距離為500公里，這帶來了一定的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。當(dāng)?shù)氐钠谕牵箅娦胚\(yùn)營商能夠加強(qiáng)蕪湖至上海、杭州、蘇州等長三角城市的直連網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)，以便于蕪湖集群承載更多算力需求。

《財(cái)經(jīng)》得到的信息是，一些數(shù)據(jù)傳輸需求大的科技公司一直也有降低帶寬費(fèi)用的聲音。一般數(shù)據(jù)傳輸需求越大，網(wǎng)絡(luò)成本在數(shù)據(jù)中心總成本中的占比越高?！敦?cái)經(jīng)》掌握的一組數(shù)據(jù)顯示，抖音等視頻類企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)成本約為40%，阿里云、華為云等云廠商網(wǎng)絡(luò)成本約為20%-30%，訊飛等AI解決方案公司網(wǎng)絡(luò)成本通常不足10%，一些西部地區(qū)專業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)公司網(wǎng)絡(luò)成本占比甚至高達(dá)50%。

有政策研究人士和云計(jì)算技術(shù)人士同時(shí)對《財(cái)經(jīng)》表示，數(shù)據(jù)中心的“提速降費(fèi)”要有限制條件。因?yàn)橐紤]到電信運(yùn)營商的積極性。目前集群城市算力業(yè)務(wù)大，數(shù)據(jù)傳輸需求明確。合理做法是，只針對東西向集群城市之間降低網(wǎng)絡(luò)傳輸成本。東西向數(shù)據(jù)傳輸需求逐步增長后，運(yùn)營商也能因此受益。

事實(shí)上，曾有電信運(yùn)營商人士提出，“先定算力、再定網(wǎng)絡(luò)”的方案。因?yàn)樵谀膬航ňW(wǎng)、怎么建網(wǎng)都要考慮成本和收益。如果算力需求夠大、夠明確，就可以建網(wǎng)。電信運(yùn)營商也會有繼續(xù)降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的動力。但也有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專家針對這種想法提到，這是個(gè)“先有雞還是先有蛋”的問題。有時(shí)不是先有需求才有網(wǎng)絡(luò)，而要先建好網(wǎng)絡(luò)，需求才會慢慢跟上。

好消息是，上述問題目前正在解決。2023年12月底發(fā)改委等五部委聯(lián)合發(fā)布的《深入實(shí)施“東數(shù)西算”工程，加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實(shí)施意見》提到過相關(guān)建設(shè)目標(biāo)。如，國家樞紐節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)傳輸費(fèi)用大幅降低，建立國家樞紐節(jié)點(diǎn)專項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)傳輸計(jì)費(fèi)機(jī)制，打通國家樞紐節(jié)點(diǎn)與非國家樞紐節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)主干道。

《財(cái)經(jīng)》了解到，優(yōu)化“東數(shù)西算”網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣?、質(zhì)量、資費(fèi)等問題已提上議事日程。相關(guān)部門已經(jīng)制定了一系列解決方案。其中包括推動三大電信運(yùn)營商出臺“東數(shù)西算”資費(fèi)優(yōu)惠套餐?！百F陽-深圳（或廣州）”城市間網(wǎng)絡(luò)降費(fèi)試點(diǎn)也正在展開。