當前，算力已成為推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的核心力量，正強有力地支撐數(shù)字中國建設。然而，傳統(tǒng)的計算方式對能源的消耗和環(huán)境的影響較大。在碳達峰碳中和目標引領下，大力推動算力綠色化發(fā)展，實現(xiàn)綠色算力升級，成為我國建設數(shù)字基礎設施和展現(xiàn)節(jié)能減碳大國擔當?shù)闹匾}。
日前，中國信息通信研究院聯(lián)合內(nèi)蒙古和林格爾新區(qū)管委會共同編制的《中國綠色算力發(fā)展研究報告（2023年）》（以下簡稱《報告》）發(fā)布?！秷蟾妗穼Ξ斍叭蚣拔覈G色算力發(fā)展現(xiàn)狀進行系統(tǒng)性梳理，分析了主導綠色算力發(fā)展成效的四大關(guān)鍵因素，展望了我國綠色算力發(fā)展趨勢。
全球綠色算力發(fā)展進入活躍期
《報告》指出，全球綠色算力發(fā)展進入活躍期，世界各國加快出臺算力政策推動算力生產(chǎn)技術(shù)的高效演進，圍繞算效的提升，科技龍頭企業(yè)加快產(chǎn)品迭代升級。與此同時，全球各國統(tǒng)籌協(xié)調(diào)可再生能源供應與算力低碳發(fā)展。算力綠色賦能的核心作用越加凸顯，助力傳統(tǒng)行業(yè)“碳中和”。
我國綠色算力發(fā)展態(tài)勢良好，算力生產(chǎn)綠色化正吸引頭部主體競賽。國內(nèi)頭部主體圍繞算力底層軟硬件計算架構(gòu)方面積極進行技術(shù)創(chuàng)新，推動算效的提升。
例如，阿里達摩院研發(fā)了基于 DRAM 的 3D 鍵合堆疊存算一體芯片，實現(xiàn)內(nèi)存、算法以及計算模塊的融合，大幅提升帶寬并降低功耗。華為推出超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡智能無損技術(shù)，基于其智能無損算法實現(xiàn)業(yè)界首個 0 丟包以太網(wǎng)，可構(gòu)建出大規(guī)模、低時延、高吞吐的算力網(wǎng)絡，助力算力 100%釋放。
此外，算力運營綠色化得到全面推進與提升，政府密切關(guān)注算力運營用能低碳。近年來，國家發(fā)改委、工信部等部委發(fā)布一系列政策，引導數(shù)據(jù)中心應用可再生能源，鼓勵數(shù)據(jù)中心企業(yè)參與可再生能源市場化交易。
《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》提出要系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎設施布局，促進東西部算力高效互補和協(xié)同聯(lián)動。“東數(shù)西算”工程引導數(shù)據(jù)中心規(guī)?；?、集約化、綠色化發(fā)展。與此同時，我國智能計算中心加快布局，為業(yè)界提供綠色普惠智算服務能力。
四大因素主導綠色算力發(fā)展
《報告》提出，綠色算力發(fā)展受四大關(guān)鍵因素主導。
一是算力規(guī)模激增帶來持續(xù)性的降碳挑戰(zhàn)。AI 大模型及 AIGC 應用雙重爆發(fā)，算力規(guī)模 CP 激增，為區(qū)域綠色算力發(fā)展帶來挑戰(zhàn)。據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國算力規(guī)模年增長率近 30%，截至 2022 年底，我國算力總規(guī)模達到 180EFLOPS（百億億次浮點運算/秒），位列全球第二。
但從應用需求看，算力領域的缺口仍然不小，尤其是以 AI 大模型與 AIGC 為代表的 AI 技術(shù)實現(xiàn)突破性演進，帶來全球算力市場需求的高速上漲。
二是算效持續(xù)提升但仍需重大技術(shù)突破。計算軟硬件架構(gòu)持續(xù)協(xié)同優(yōu)化，未來需要新一代半導體芯片、量子計算技術(shù)突破，從而極大提升算效 CE。
三是電能利用率受益于技術(shù)創(chuàng)新穩(wěn)步優(yōu)化。液冷、間接蒸發(fā)冷、全變頻氟泵等先進技術(shù)正逐步應用于數(shù)據(jù)中心，均可有效減少數(shù)據(jù)中心制冷方面的用電，提升制冷效率，助力 PUE 值持續(xù)降低。
四是碳排放因子受益于政策推動持續(xù)降低。2022 年 11 月，國家發(fā)改委、國家統(tǒng)計局和國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于進一步做好新增可再生能源消費不納入能源消費總量控制有關(guān)工作的通知》，明確“新增可再生能源電力消費量不納入能源消費總量控制”，為數(shù)據(jù)中心能源層面實現(xiàn)零碳排奠定政策機制基礎。
從各地推進數(shù)據(jù)中心節(jié)能審查看，可再生能源利用方案已經(jīng)成為項目節(jié)能報告的必備，并對可再生能源利用比例有了明確要求。
當前算力規(guī)模爆炸式增長，帶來算力能耗的急劇增長，不過隨著PUE穩(wěn)步下降，算效短期內(nèi)逐步提升，以及可再生能源利用率穩(wěn)步提升后碳排因子降低，區(qū)域綠色算力發(fā)展成效將顯現(xiàn)，綠色算力技術(shù)產(chǎn)品將有力支撐算力領域節(jié)能降碳。
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