中国算力产业高质量发展白皮书

中国通信工业协会数据中心委员会中国算力产业高质量发展白皮书中国通信工业协会数据中心委员会2023年12月简介中国通信工业协会数据中心委员会(简称CIDC)在相关部门指导下成立，秉持平等互利、优势互作为IDC专业智库，研究提出行业发展和政策建议，助力政府进行IDC产业发展规划和生态建协会成果(部分)已发布标准已发布标准研暖数据据中心度和测试现范订阅号服务号中国通信工业协会数据中心委员会秘书处8刘女士随着数字经济时代全面开启，算力作为新的生产力形式正在为各行各业的数字化转型注入新动能，成为经济社会高质量发展的重要驱动力。中国算力产业在过去数十年中一直处于市场主导的粗放型发展阶段，面临底层技术自主可控不充足，算力互联协同体系不健全，应用生态不深入等诸多挑战。解决这些问题要求中国算力产业由过去的粗放型发展转入高质量发展，从而更好地支持数字经济的发展，服务于中国国民经济高质量为进一步凝聚产业共识，推动我国算力产业高质量发展，中国通信工业协会数据中心委员会邀请乌兰察布市、韶关市、中卫市、张家口市、资兴市、贵安新区等地方政府主管部门及算力产业上下游企业于2023年2月28日在十七届中国IDC产业年度大典一算力产业高质量发展大会暨数字产业高质量发展大会上正式启动《中国算力产业高质量发展白皮书(2023年)》的编撰工作。白皮书前瞻性的提出了算力产业进入高质量发展阶段的概念，对算力产业高质量发展的内涵和特征进行了总结，并对当前算力产业发展面临的问题的系统性梳理，进而提出实现算力产业高质量发展的举措与趋势展望。2022年2月，国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、数据中心集群，推动数据中心合理布局、优化供需、成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。习近平总书记在要求加快新型基础设施建设时明确提出，“要加强战略布局，加快建设以5G网络、全国一体化数据中心体系、国家产业互联网等为抓手的高速泛在、天地一体、云网融合、碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经济社会发展的信息‘大动脉’”。会数据中心委员会于2021年7月正式启动“区域数字产数字产业高质量发展。“区域数字产业高质量发展行动计划”综合考虑全局及区域产业发展阶段特点，聚焦发展数字核心先导产业、的新高度。 理事单位，专家委具单位，企直率位“建说数字中国",数字经济发属已经上升为国家就嘻。“十四五积发展胞。技术，者业与，模大相互交织演进，已成为各地区产业高质量发展的速切要求域数字产业实观高质量发展，中国通你工业协会数据中心委员会于"(以下筑称“行动计划”).力产业和政府国“区域数字产业高质量发展行动计划”框架“区域数字产业高质量发展行动计划”秉持系统观念、前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局，聚全国优势资源，以促进政策落地、产业规划、产业运营、政务数智化、产融平台、智库建设、人才培养等产业发展要素为行动纲领，为区域数字产业高质量发展保驾护航!区域数字产业高质量发展行动计划总体框架产业人才基地地方产融平台产业发展大会产业高端智库产业运营决策平台·数字基础设施产业链图谱库·基础设施资源及能耗可视化监测系统·数字基础设施运营能力监测系统·基础设施运营服务口碑监测评价系统·新基建供应链服务系统·节点算力服务调度系统·招商引资大数据决策系统·全球数字基础设施采购者对接系统参编单位(排名不分先后)·中国通信工业协会数据中心委员会·韶关市人民政府中卫市人民政府,乌兰察布市人民政府,张家口市人民政府·庆阳市人民政府内蒙古和林格尔新区管理委员会·贵州贵安新区管理委员会·宜昌市人民政府,资兴市人民政府,中国计量科学研究院·宁夏东数西算产融研究院韶关市中科新基建产融研究院武汉大学计算机学院·北京理工大学,中科智道(北京)科技股份有限公司·北京科智咨询有限公司·上海宝信数据中心有限公司,秦淮数据集团·万国数据服务有限公司,北京世纪互联宽带数据中心有限公司·上海商汤科技开发有限公司,科华数据股份有限公司,北京中科合盈数据科技有限公司·竹间智能科技(上海)有限公司,北京泰豪智能工程有限公司,鹏博士电信传媒集团股份有限公司·广州市汇源通信建设监理有限公司,中建三局第一建设安装有限公司,中电系统建设工程有限公司,深圳易信科技股份有限公司·上海奎宇智能科技有限公司,宁夏西云算力科技有限公司,中国建筑第八工程局有限公司(华北),中国移动通信集团设计院有限公司参编专家(排名不分先后)沈庆飞潘建初申成纲王建新何国泊张丽娜目录目录第一章中国算力产业发展概述一、中国算力产业发展现状(一)中国算力供给(二)中国算力产业图谱二、算力产业发展历程(一)粗放型发展阶段(二)高质量发展阶段三、算力产业发展面临的挑战(一)上游技术自主可控不充足(二)中游互联协同体系不健全(三)下游应用生态赋能不深入第二章中国算力产业高质量发展内涵、意义与目标一、算力产业高质量发展的内涵二、算力产业高质量发展的意义(一)推动国家经济高质量发展战略要求(二)实现数字经济持续发展的基础保障(三)衡量国民经济发展水平的重要指标三、算力产业高质量发展的目标第三章中国算力产业高质量发展关键举措一、夯实算力基础(一)实现关键技术自主可控(二)建设绿色低碳算力设施二、优化算力供给(一)布局互联协同算力体系(二)提供多元泛在算力资源三、促进算力应用(一)推进行业赋能应用创新(二)构建普惠应用服务体系第四章中国算力产业高质量发展趋势展望算力：以IT软硬件设备及其供电、制冷等基础设施和为主要构成，具备计算能力的设施，包括通用数据中心、智能计算中心、超算中心等。算力产业是指以计算能力为核心，以硬件、软件和服务为支撑的产业。算力产业链涵盖了由设施、设备、软件供应商、网络运营商构成的上游产业，由基础电信企业、第三方数据中心服务商、云计算厂商构成的中游产业，由互联网企业、工业企业以及政府、金融、电力等各行业用户构成的下游产业。以及由政策支持与产业联盟构成的算力产业的认为以东数西算工程的启动为起点，中国算力产业进入高质量发展阶段，其主要特征是安全可控、绿色低碳、互联协同、多元泛在、融合赋能、普惠共享中国算力产业发展概述 (一)中国算力供给中国算力规模持续高位增长。从计算设备供给侧看，中国算力规模持续增长，在2018年-2022年五年间，中国算力规模从60EFlops增长至302EFlops,保持50%左右的稳步增长。2022年中国计算设备算力总规模约302EFlops¹,占到全球计算设备总算力规模的近33%,中国算力规模增长率也以50%的高位增长超过全球平均增速的47%。智能算力占比进一步扩大。2022年中国智能算力规模达178.5EFlops,同比增长72%,占比59%,已经成为算力供应的主力，相关AI服务器出货量达到28万台。通用算力规模约120EFlops,较2021年增长26%,占到中国算力总规模的40%,较2021年下降7个百分点，相关通用服务器出货量图22021&2022年中国算力内部结构内环耗0年数据来源：中国信息通信研究院、科智咨询东部地区综合算力供应能力处于领先地位。中国算力基础设施建设围绕国家重大区域发展战略开展，2022年已确定了在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地建设国家算力枢纽节点的规划。按综合算力供应能力来看，目前东部算力枢纽节点所在省份算力总体处于领先水平，如大湾区、长三角区域城市排在前列。而西部省份如内蒙古、贵州因具备一定的政策和环境优势，也进入了排名前十。《中国综合算力评价白皮书(2023年)》指出，综合算力供应排名前五位的省市分别为广东省、江苏省、上海市、河北省、北京市，可见东部算力总体处于领先。北上广及周边省份市场需求旺盛，算力、存力、运力和环境整体处于较高水平，综合算力指数总体较高。其中广东省大中型数据中心机架规模已达62.5万个标准机架，在建大型、超大型数据中心的总建设规模超16.9万个标准机架，算力约占全国12%左右；2022年河北省在用大型以上数据中心42个，机架总规模达52.6万标准机架，在建及规划大型、超大型数据中心的总建设规模超40万标准机架，预计到2023年底算力总规模将达到20EFlops;上海在用标准机架数41.5万，在建数据中心标准机架规模20万，算力总规模约14Eflops。相对东部地区庞大的算力规模，西部地区算力需求和算力规模小的多，西部算力也主要集中在八大枢纽的甘肃省、贵州省、内蒙古，其中贵州在建及投运重点数据中心达37个，大型、超大型数据中心18个，在中西部地区处于领先地位；川渝在全国范围内属于前列水平，且成都和重庆在2023年均被评选为中国数字经济发展十大城市之一，算力发展前景广阔。 图32023年综合算力指数排名前5位智能算力分布在经济发达地区。在智能算力方面，《2022-2023中国人工智能计算力发展评估报告》公布了2022年中国AI计算力城市排行，排名前五的城市分别是北京、杭州、深圳、上海和广州。这五个城市的政策引导和配套政策保障完善，智算基础设施投入充分，均已具备百家AI企业集聚、十万级人才保障，千亿级AI产业集群规模的连线优势。其中江苏省在建及规划中智算中心7个，京津冀智算中心6个、中部地区6个，其他位于西部地区，可中国算力产业高质量发展白皮书(二)中国算力产业图谱图5中国算力产业图谱基础电信运营商第三方数据中心服务商云计算服务商超算/智算中心(AIGC/大模型)设施供应商设备供应商软件服务商网络运营商(电信运营商)算力+工业算力+教育算力+金融算力+交通算力+医疗算力+能源产业生态体系技术创新体系 (一)粗放型发展阶段(二)高质量发展阶段通用服务器芯片市场长期被美国公司英特尔的X86架构所主导，2022年英特尔独占70.77%、90%,这种过度依赖进口的情况使得中国算力产业的可持续发展受到了很大制约。2022年10月7日，及以上NAND芯片的设备。2023年10月17日美国商务部宣布新的出口限制，进一步禁止向中国销售4090在内的性能较高的AI芯片。制作工艺上，中国大陆地区能实现28nm芯片量产以及14nm芯片小规模量产，但14nm以下的自产率算力设施能源利用效率和算力碳效(CEPS)水平低下。近10年，数据中心的数量不断增多而带来商追求低成本等因素，导致中国数据中心能源利用效率较低。据统计，目前我国仅有41%的数据中心年中国在用数据中心PUE平均值为1.52,较2015年提高了0.19,但与国际先进水平仍有差距4。 对绿色能源的投入，预计到2025年全球数据中心绿色能源应用比例将达到近60%。然而，不同的地区 第二章 绿色多元泛在安全可控：CPU、GPU、操作系统、存储等关键产品技术自主可控，数据传输、存储和使用安全，提供可靠的算力服务能力。互联协同：东西部算力设施协同互补，基于统一标准体系进行调度和交易，实现多源异构算力的跨多元泛在：通用算力、智能算力和边缘算力多元供给，云边端算力泛在分布，满足未来智能社会的算力增长需求和多元架构诉求。融合赋能：算力资源与行业应用深度融合，赋能工业、教育、金融、交通、医疗、能源等行业数智共享普惠：普惠算力资源服务于个人、中小企业及科研机构，保障生活、惠民场所的智能服务算力应用需求。算力产业是数字经济的重要组成部分，对经济增长有着显著驱动作用，算力产业的高质量发展可以带动数字经济的发展，提高国民经济的整体水平。首先算力产业高质量发展有助于推动其他产业的数字化和智能化升级，提升生产效率，降低生产成本，提升产品服务质量，推动其他产业的整体升级；其次算力产业的高质量发展能够为新技术、新应用、新模式的创新提供支持，推动经济社会的创新发展；最后算力产业高质量发展有助于提升国民经济发展质量，实现可持续发展，算力产业将创造更多高科技质量的产品服务和就业岗位，提升这些产品服务的竞争力，从而形成创新和科技驱动的经济形态，是国民数字经济是新一代信息技术与经济社会深度融合的产物，而算力作为信息技术发展的核心资源，将成为数字经济发展的新动能。目前中国数字经济占GDP比重已经由2018年的34.8%提升至2022年的41.5%。统计中国近五年的数字经济规模及占GDP的比重也可见，数字经济的增长与算力规模增长具有■中国数字经济规模(万亿元)占GDP比重(%)--增长率(%) 算力产业高质量发展有助于提升数字经济对GDP的带动作随着数字经济在国民经济中的地位越来越重，衡量国民经济发展水平的核心指标正在由工业经济时代的电力变为算力，因此算力产业的发展水平也将成为衡量国民经济发展水平的重要指标。首先，算力产业是数字经济时代的核心产业，算力产业的发展水平直接关系到数字经济的整体发展水平，影响到国民经济的整体发展水平，因此算力产业的发展指标也将成为衡量国民经济发展水平的重要指标。其次，算力产业发展对其他产业发展也有重要影响，对其他产业发展有积极带动作用，算力产业的高质量发展能够带动其他产业发展水平，进而提升国民经济发展水平。此外，算力产业的发展水平还能够体现国家的创新能力和竞争力，是国家在竞争中获得优势的关键因素。算力规模目标：到2025年，中国算力设施算力总规模超过300EFLOPS,建设智算中心50个，确保智能算力占比达到35%,东西部算力平衡协调发展。安全可控目标：到2025年根本改变核心关键技术受制于人的局面⁵,形成安全可控的信息技术产业强化关键产品自给保障能力⁶。绿色低碳目标：到2025年，数据中心基本形成绿色集约的一体化运行格局',全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到4A级以上，改建核心机房PUE降到1.5以下。互联协同目标：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。多元泛在目标：加速打造多层次的、云边端泛在部署算力设施体系，推动不同计算架构的智能算力与通用算力协同发展，满足均衡型、计算和存储密集型等各类业务算力需求。融合赋能目标：打造一批算力新业务、新模式、新业态，在工业、教育、金融、交通、医疗及能源等重点领域打造30个以上应用标杆。共享普惠目标：打造集成多方算力资源和开发平台的算力服务，鼓励各地为中小企业、科研机构提供普惠算力资源，降低算力使用成本和门槛，保障算力使用需求。推动算力在更多生产生活场景的应用第三章一、夯实算力基础(一)实现关键技术自主可控 聚在中国原生根社区，为国内操作系统产业发展增添新动能，此外可以推动企业与科研院所、高校开展关键技术联合攻关，提升操作系统与底层硬件的兼容性、与上层应用的互操作性，在应用兼容、应用质量和应用体验方面提升用户用户满意度，累积多行业多领域用户规模。绿色算力是算力高质量发展的重要目标，工信部等六部门联合发布的《算力基础设施高质量发展行动等方面注重高效、节能和低功耗，以降低数据中心PUE,大规模提升能源使用效率；强化能降碳技术创新提升算