城市算力網(wǎng)先行建設(shè)

編者按：

2023年12月25日，國家發(fā)展改革委、國家數(shù)據(jù)局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《深入實施“東數(shù)西算”工程 加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》（下稱《實施意見》）。它是“東數(shù)西算”的進(jìn)一步深化和拓展，目標(biāo)是形成省市、區(qū)域、國家多級聯(lián)動的全國算力“一張網(wǎng)”。

《實施意見》不僅提出要建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)，還提出要“探索開展城市算力網(wǎng)建設(shè)”。因為，讓全國一體化算力網(wǎng)落地，要先從局部城市、區(qū)域開始嘗試。政策研究部門的設(shè)想是，城市算力網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)營可以讓“全國一體化算力網(wǎng)”漸進(jìn)式落地。隨著建設(shè)模式逐漸成熟，城市算力網(wǎng)會逐漸擴(kuò)展到區(qū)域、國家。城市算力網(wǎng)可以在實踐中探索解決統(tǒng)一算力標(biāo)準(zhǔn)、公平算力調(diào)度、協(xié)調(diào)各方利益等重要問題。

本文為國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部專家團(tuán)隊來稿。文章闡述了如何讓城市算力網(wǎng)落地的一系列政策方案。國家信息中心是國家發(fā)展改革委直屬事業(yè)單位，長期從事全國一體化大數(shù)據(jù)中心、“東數(shù)西算”工程、全國一體化算力網(wǎng)等政策研究工作。

城市算力網(wǎng)，這是全國一體化算力網(wǎng)政策中提出的設(shè)想。全國一體化算力網(wǎng)在2023年12月提出，是“東數(shù)西算”工程的升級版。當(dāng)時，國家發(fā)展改革委、國家數(shù)據(jù)局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《實施意見》。

全國一體化算力網(wǎng)是跨區(qū)域、跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)的重大資源配置工程，目標(biāo)是促進(jìn)全國范圍內(nèi)各類算力資源高比例、大規(guī)模一體化調(diào)度運(yùn)營。和“東數(shù)西算”工程不同，全國一體化算力網(wǎng)的建設(shè)范圍由國家八大算力樞紐節(jié)點為主拓展到全國各個省市，其本質(zhì)由東西部算力資源高效配置深化為全國范圍算力基礎(chǔ)設(shè)施化。

城市算力網(wǎng)是全國一體化算力網(wǎng)的重要組成部分?！秾嵤┮庖姟诽岢?，“探索開展城市算力網(wǎng)建設(shè)”，1毫秒時延城市算力網(wǎng)、5毫秒時延區(qū)域算力網(wǎng)、20毫秒時延跨樞紐節(jié)點算力網(wǎng)在示范區(qū)域內(nèi)初步實現(xiàn)。

如果將全國一體化算力網(wǎng)視為一個宏大的工程，那么城市算力網(wǎng)則是全國一體化算力網(wǎng)建設(shè)的“先手棋”。城市算力網(wǎng)建設(shè)可以讓全國一體化算力網(wǎng)漸進(jìn)式落地。

城市算力網(wǎng)可以在實踐中探索解決統(tǒng)一算力標(biāo)準(zhǔn)、高效算力調(diào)度、多方利益協(xié)調(diào)等重要問題。隨著建設(shè)模式逐漸成熟，城市算力網(wǎng)將逐漸擴(kuò)展到城市之外的區(qū)域和全國。各區(qū)域可以通過率先建成一批城市算力網(wǎng)，發(fā)揮引領(lǐng)示范效應(yīng)。比如，在一個省份或一個區(qū)域“連點成片”形成區(qū)域算力網(wǎng)，然后各區(qū)域算力網(wǎng)按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)互通形成全國一體化的算力網(wǎng)體系。

建設(shè)城市算力網(wǎng)，應(yīng)該充分發(fā)揮不同城市算力資源、綠電資源、產(chǎn)業(yè)資源的比較優(yōu)勢。落地城市算力網(wǎng)，需要尤其注意四個方面工作的落地。

通過多種手段降低算力、電力、網(wǎng)絡(luò)成本

在算力產(chǎn)業(yè)中，算力、電力、網(wǎng)絡(luò)是一盤棋。算力、電力、網(wǎng)絡(luò)成本都會直接影響企業(yè)的積極性。降低城市內(nèi)尤其是跨城市的網(wǎng)絡(luò)、算力、電力綜合使用成本，是城市算力網(wǎng)建設(shè)的首要目標(biāo)之一。

算力方面，可以推動樞紐節(jié)點開展算力服務(wù)模式創(chuàng)新。促進(jìn)機(jī)柜租賃、包年包月等長租模式向隨接隨用、按需付費等短租模式轉(zhuǎn)變，滿足多元化市場需求，顯著降低算力使用成本，提升中小企業(yè)算力使用便利度。

電力方面，可以支持樞紐節(jié)點探索建立政府、電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、用電企業(yè)四方合作機(jī)制，鼓勵樞紐節(jié)點綠電自建自用，通過錯峰供電、負(fù)載協(xié)同等方式，降低數(shù)據(jù)中心用電成本，從而降低算力成本。

網(wǎng)絡(luò)方面，網(wǎng)絡(luò)的時延、資費都會影響企業(yè)的算力成本。網(wǎng)絡(luò)對算力成本的影響還在持續(xù)變大。隨著人工智能大模型等應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，大規(guī)模數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸業(yè)務(wù)爆發(fā)式增長。在單位網(wǎng)絡(luò)成本不變的情況下，企業(yè)總體網(wǎng)絡(luò)資費將會顯著增加，企業(yè)負(fù)擔(dān)也會因此加重。比如，大模型訓(xùn)練需要PB（1024TB）級別的數(shù)據(jù)，一些企業(yè)為節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資費，甚至是用高鐵或飛機(jī)把訓(xùn)練數(shù)據(jù)通過硬盤搬運(yùn)到西部數(shù)據(jù)中心。

影響企業(yè)在東中西部城市之間的數(shù)據(jù)傳輸成本、時延的因素很復(fù)雜。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)時延是物理距離導(dǎo)致的，短時間無法通過技術(shù)優(yōu)化。一些東中西部兩地數(shù)據(jù)中心間數(shù)據(jù)傳輸時，沒有直連網(wǎng)絡(luò)。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)。

城市算力網(wǎng)建設(shè)過程中要解決這些問題。解題思路是，依托“東數(shù)西算”工程建設(shè)，積極建立樞紐節(jié)點專項網(wǎng)絡(luò)傳輸計費機(jī)制，采用彈性帶寬、數(shù)據(jù)快遞等創(chuàng)新模式，降低企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用成本。

近期，國家數(shù)據(jù)局會同國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部將在部分樞紐節(jié)點間試點開通“東數(shù)西算”的“公共傳輸通道”。這將探索采用多種服務(wù)方式，增強(qiáng)算力普惠易用水平，切實提升企業(yè)的獲得感。

具體要如何建立東西部之間的高速穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)直連體系，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸時延？

一方面，強(qiáng)化樞紐節(jié)點一級骨干節(jié)點功能定位，支持電信運(yùn)營商及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)發(fā)展新型算力網(wǎng)絡(luò)，面向樞紐節(jié)點之間以及與業(yè)務(wù)需求旺盛的非樞紐節(jié)點之間，建設(shè)跨區(qū)域數(shù)據(jù)中心高速直連網(wǎng)絡(luò)。

另一方面，積極推進(jìn)低時延、高帶寬、低抖動的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在“東數(shù)西算”工程中應(yīng)用，面向國內(nèi)一線城市、省會城市、計劃單列市及算力需求旺盛的非樞紐節(jié)點城市，構(gòu)建城市級確定性傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系，打通樞紐節(jié)點與非樞紐節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)主干道。目前，面向八大算力樞紐節(jié)點的直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)正在穩(wěn)步推進(jìn)，有利于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速、增效、降費。

建設(shè)城市算力網(wǎng)，將推動更多新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，降低城市內(nèi)部及城市之間網(wǎng)絡(luò)時延，促進(jìn)更多低時延敏感型業(yè)務(wù)向周邊城市遷移。從業(yè)務(wù)需求上看，通過建立東西部之間的高速穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)直連體系，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，有助于促進(jìn)VR、自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)從東部轉(zhuǎn)移到中西部地區(qū)。

圖1：“東數(shù)西算”工程規(guī)劃的八大樞紐和十大集群

結(jié)對子，讓東中西部城市發(fā)揮比較優(yōu)勢

算力、電力、網(wǎng)絡(luò)在不同城市會有不同成本。因此，可以通過“結(jié)對子”的方式開展城市算力網(wǎng)建設(shè)?！秾嵤┮庖姟肪椭赋?，鼓勵以點對點“結(jié)對子”方式推動西部樞紐節(jié)點與東部、中部地區(qū)算力需求旺盛城市開展算力協(xié)同調(diào)度。

西部城市，尤其是樞紐節(jié)點地區(qū)，通常具有算力資源豐富、能源資源豐富的優(yōu)勢。東部、中部城市，通常具有應(yīng)用、人才、業(yè)務(wù)場景的優(yōu)勢。雙方可以“結(jié)對子”協(xié)同落地城市算力網(wǎng)。

西部算力資源富集地區(qū)尤其是西部樞紐節(jié)點地區(qū)，可以加快建設(shè)一批算力供給型城市算力網(wǎng)。西部算力供給型城市算力網(wǎng)，以“結(jié)對子”方式推動與中東部城市算力調(diào)度機(jī)制，不斷優(yōu)化算力供給能力，合理布局通用計算和智能算力資源，與中東部城市算力需求實現(xiàn)高效供需匹配。

西部地區(qū)依托城市算力網(wǎng)建設(shè)，利用綠電和算力資源，有利于培育壯大當(dāng)?shù)卮嫠惝a(chǎn)業(yè)。尤其是隨著人工智能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，重點打造一批人工智能訓(xùn)練場，面向科研機(jī)構(gòu)、中小微企業(yè)提供普惠算力及人工智能研發(fā)服務(wù)，帶動西部地區(qū)人工智能大模型業(yè)態(tài)發(fā)展。

東中部城市在大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、智能制造、生物醫(yī)藥、數(shù)字醫(yī)療、智慧交通等領(lǐng)域有大量業(yè)務(wù)場景。東中部城市具備應(yīng)用、人才優(yōu)勢，可以建設(shè)一批應(yīng)用型城市算力網(wǎng)，以“結(jié)對子”方式與樞紐節(jié)點地區(qū)尤其是西部樞紐節(jié)點形成算力協(xié)同調(diào)度，帶動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

通過“結(jié)對子”方式，可以解決東中部城市業(yè)務(wù)場景需要算力、能源支持的痛點，依托城市算力網(wǎng)建設(shè)，能夠有效解決算力、能源、能耗等約束。這還能夠促進(jìn)本地算力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，通過面向科教、政務(wù)、金融、工業(yè)等領(lǐng)域開展算力資源并網(wǎng)調(diào)度，建立跨地域、跨系統(tǒng)的行業(yè)算力調(diào)度網(wǎng)，賦能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

圖2：城市算力網(wǎng)建設(shè)總體框架

一些地方城市的探索實踐已經(jīng)取得了進(jìn)展。近年來，鄭州、慶陽、哈密三市在聯(lián)合啟動算力網(wǎng)實驗場建設(shè)，打造以慶陽、哈密為“算力供給站”、鄭州為“算力中繼站”的數(shù)算電融合體系。蘇州與貴陽、巴州簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，聯(lián)合推進(jìn)跨區(qū)域算力調(diào)度，為樞紐節(jié)點與非樞紐節(jié)點開展城市算力網(wǎng)建設(shè)提供了經(jīng)驗借鑒。蘇州城市算力網(wǎng)以算力賦能產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型及新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展為特點，預(yù)計2025年底基本形成低時延、大通量、高可靠的城市算力網(wǎng)體系，形成4000億元的算力產(chǎn)業(yè)集群。

東中西部城市發(fā)揮比較優(yōu)勢“結(jié)對子”還有一個重要方向是——算電協(xié)同。因為，算力需要消耗電力，兩者缺一不可。但是，同一區(qū)域內(nèi)的算力、電力供需往往并不平衡，這需要不同城市之間協(xié)同配置資源。

中國信息通信研究院等單位發(fā)布的《綠色算力白皮書》指出，2030年我國數(shù)據(jù)中心總耗電量將達(dá)到5900億千瓦時，是2023年數(shù)據(jù)中心總耗電量的1.79倍。

促進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排，正在成為城市算力網(wǎng)建設(shè)的重要任務(wù)。針對數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中存在的綠電并網(wǎng)難、消納難、直供難等問題，尤其是西部地區(qū)仍有不少“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象。因此，可以通過促進(jìn)算力電力協(xié)同，不斷提升數(shù)據(jù)中心電力使用效能，增加綠電使用比例。那么，不同城市要如何“結(jié)對子”做好算電協(xié)同？

一是依托城市算力網(wǎng)建設(shè)，積極開展數(shù)據(jù)中心集群能源系統(tǒng)一體化建設(shè)，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)預(yù)測和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心用電，提升綠色能源消納率和利用率，支持算力和電力機(jī)構(gòu)圍繞算電協(xié)同開展業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)編制及應(yīng)用推廣。

二是支持西部綠電資源豐沛城市開展數(shù)據(jù)中心“源網(wǎng)荷儲一體化”（源網(wǎng)荷儲指，按照“電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能”整體規(guī)劃的新型電力運(yùn)行模式，讓發(fā)電側(cè)、負(fù)荷側(cè)供需精準(zhǔn)匹配）建設(shè)，打造綠色低碳、大型集約的數(shù)據(jù)中心集群，配套風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心備用電源綠色化。

三是鼓勵城市之間，尤其是東部算力需求旺盛城市與西部綠電資源豐富城市之間，以“結(jié)對子”方式聯(lián)合開展算力電力協(xié)同試點，探索開展綠電直供、自建自用等方式，提升數(shù)據(jù)中心綠色電力供給便利度，減少綠電資源損耗。

引導(dǎo)協(xié)調(diào)不同主體培育算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)

算力和水力、電力的最大不同是，它目前不是一種標(biāo)準(zhǔn)資源，技術(shù)上尚未完全實現(xiàn)算力資源并網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，仍需進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)。它背后還有一個龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，涉及云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、軟件服務(wù)等一系列產(chǎn)業(yè)，它需要被科教、政務(wù)、金融、工業(yè)等行業(yè)使用。因此，城市算力網(wǎng)是做好算力資源的并網(wǎng)調(diào)度、引導(dǎo)協(xié)調(diào)社會各類主體的重要研發(fā)地和試驗場。

如何在城市算力網(wǎng)中，引導(dǎo)協(xié)調(diào)社會各類主體，不斷壯大算力產(chǎn)業(yè)規(guī)模？城市算力網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)充分借鑒城市電力公司運(yùn)作模式，探索成立以地方國資主導(dǎo)、市場化運(yùn)作的算力運(yùn)營公司，統(tǒng)籌城市算力資源規(guī)劃建設(shè)、并網(wǎng)調(diào)度、交易運(yùn)營，為跨區(qū)域算力協(xié)同調(diào)度提供平臺載體。

一是探索“政府推動、國資主導(dǎo)、市場運(yùn)作”模式，打造地方國資主導(dǎo)的算力運(yùn)營公司。由城市算力網(wǎng)運(yùn)營公司具體負(fù)責(zé)實施，打造全市統(tǒng)一的算力調(diào)度平臺，率先面向運(yùn)營商及政府主導(dǎo)的數(shù)據(jù)中心，促進(jìn)算力資源實現(xiàn)并網(wǎng)，積極探索成熟的商業(yè)模式、運(yùn)營機(jī)制。

二是充分引導(dǎo)社會各類主體參與，最大限度調(diào)動市場各方積極性，將算力并網(wǎng)調(diào)度機(jī)制逐步拓展到社會小散數(shù)據(jù)中心。

三是面向華為、阿里、騰訊等頭部互聯(lián)網(wǎng)公司，積極推動閑置算力資源并網(wǎng)、調(diào)度，逐步實現(xiàn)全市算力資源一網(wǎng)統(tǒng)籌、一網(wǎng)調(diào)度。

如何做好算力資源并網(wǎng)調(diào)度？一個重要舉措是，開展算力網(wǎng)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。《實施意見》提出，探索建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)原型技術(shù)實驗場，支持產(chǎn)學(xué)研各方開展算力網(wǎng)共性技術(shù)研發(fā)及試驗推廣。因此，城市算力網(wǎng)會是創(chuàng)新性技術(shù)的研發(fā)地、試驗場。

一是積極探索新型研發(fā)模式，面向不同需求、不同技術(shù)路線，打造若干全國一體化算力網(wǎng)實驗場，圍繞新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、算力并網(wǎng)、算力調(diào)度、算電協(xié)同、國產(chǎn)芯片適配等關(guān)鍵技術(shù)開展“揭榜掛帥”。

二是加快基礎(chǔ)軟硬件和新興數(shù)字領(lǐng)域核心技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化芯片等軟硬件環(huán)境適配能力，分階段實現(xiàn)國產(chǎn)化替代和關(guān)鍵技術(shù)安全可靠，不斷提升算力網(wǎng)領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控能力。

三是充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等作用，積極開展算力計量、算力并網(wǎng)、算力調(diào)度、算力結(jié)算等領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定及應(yīng)用。

建立多層級、立體化的保障機(jī)制

落地城市算力網(wǎng)，還需要做好國家、地方層面多層級、立體化的保障機(jī)制。

國家層面，一是在“東數(shù)西算”示范工程一期、二期順利實施基礎(chǔ)上，圍繞網(wǎng)絡(luò)直聯(lián)、跨區(qū)域算力調(diào)度、算力電力協(xié)同等方面，啟動全國一體化算力網(wǎng)示范工程，利用“結(jié)對子”方式推動?xùn)|中西部城市算力網(wǎng)建設(shè)。二是支持城市算力網(wǎng)、算電協(xié)同等項目發(fā)行基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域不動產(chǎn)投資信托基金（REITs），強(qiáng)化政策性金融支持，有序開展綠電、綠證交易，鼓勵東西部城市之間跨區(qū)域開展碳匯互認(rèn)結(jié)算探索。三是推動建立算力網(wǎng)統(tǒng)計監(jiān)測評價體系，率先制定城市算力發(fā)展評價指標(biāo)體系，定期發(fā)布城市算力發(fā)展指數(shù)報告，搭建國家算力統(tǒng)計監(jiān)測平臺，建立全國算力發(fā)展情況“一本賬”。

地方層面，一是強(qiáng)化組織實施力度，由市長或主管市長牽頭成立算力網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，建立跨部門協(xié)調(diào)會商機(jī)制，由市大數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)會同相關(guān)部門制定時間表、任務(wù)圖，加快推進(jìn)落實。二是啟動城市算力網(wǎng)專項建設(shè)工程，在土地、財稅、用能、生產(chǎn)空間及算力補(bǔ)貼等方面出臺優(yōu)惠政策，加強(qiáng)算力領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)招商，培育本地算力產(chǎn)業(yè)集群。三是發(fā)揮政府投資示范帶動作用，撬動社會資本積極參與，鼓勵金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新金融服務(wù)和融資產(chǎn)品，大力發(fā)展算力經(jīng)濟(jì)。

城市算力網(wǎng)是多源異構(gòu)算力在市域空間范圍的一體化連通整合，其本質(zhì)是城市算力的基礎(chǔ)設(shè)施化。需要通過構(gòu)建類似電網(wǎng)、水網(wǎng)、路網(wǎng)一樣的低成本、低門檻的城市算力網(wǎng)體系，打造未來數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代城市的“新市政”。

在未來，應(yīng)堅持“城市-省域-國家”的算力網(wǎng)建設(shè)路徑，以城市算力網(wǎng)建設(shè)帶動省域和區(qū)域性算力網(wǎng)橫向延伸，分步驟、分階段打造多級聯(lián)動、融合創(chuàng)新、自主可控的全國一體化算力網(wǎng)體系。

（作者于施洋為國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部主任，郭明軍為國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部算力經(jīng)濟(jì)處處長，郭巧敏、馬驍為國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部專家；編輯：謝麗容）