算力供求優(yōu)化：助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)騰飛

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等數(shù)字核心技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)處理量激增，算力需求快速膨脹。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，各類機(jī)構(gòu)、企業(yè)不斷探索創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)，中國也不例外。目前中國本土的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模已經(jīng)位列世界第一，數(shù)據(jù)中心規(guī)模列世界第二[1]。根據(jù)國際數(shù)字公司（IDC，International Data Corporation）的測算，預(yù)計(jì)到2025年，中國一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量將達(dá)48.6澤字節(jié)，占全球的27.8%[2]。

數(shù)據(jù)要素與數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，為了消化這些數(shù)據(jù)需求，中國的“東數(shù)西算”工程于今年2月正式全面啟動(dòng)，各大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目相繼落地，這也將為中國社會(huì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入持續(xù)動(dòng)力。

認(rèn)識(shí)“東數(shù)西算”

作為一項(xiàng)國家級(jí)超級(jí)工程，“東數(shù)西算”從整體布局的角度為進(jìn)一步推動(dòng)中國算力網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建、提升整體算力水平提供了一種解決方案。

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什么是“東數(shù)西算”？

“數(shù)”代表數(shù)據(jù)，“算”指的是算力。我國的東西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異巨大，東部沿海城市人口密集、產(chǎn)業(yè)集中，有大量的算力需求，而西部地區(qū)幅員遼闊，擁有很多潔凈的可再生能源?！皷|數(shù)西算”就是通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，將東部密集的算力需求有序引導(dǎo)到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進(jìn)東西部協(xié)同聯(lián)動(dòng)。簡單地說，就是讓西部的算力資源更充分地支撐東部數(shù)據(jù)的運(yùn)算，更好地為數(shù)字化發(fā)展賦能。

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“東數(shù)西算”在哪里？

圖1：全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系布局

按照全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系布局，中國計(jì)劃設(shè)立8個(gè)國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)作為算力網(wǎng)絡(luò)的骨干連接點(diǎn)，發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群，開展數(shù)據(jù)中心與網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)之間的協(xié)同建設(shè)，并作為國家“東數(shù)西算”工程的戰(zhàn)略支點(diǎn)，推動(dòng)算力資源有序向西轉(zhuǎn)移，促進(jìn)解決東西部算力供需失衡問題。

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“東數(shù)西算”算什么？

西部數(shù)據(jù)中心處理后臺(tái)加工、離線分析、存儲(chǔ)備份等對網(wǎng)絡(luò)要求不高的業(yè)務(wù)；東部樞紐處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、金融證券、災(zāi)害預(yù)警、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻通話、人工智能推理等對網(wǎng)絡(luò)要求較高的業(yè)務(wù)。通過東西部地區(qū)協(xié)同的方式，“東數(shù)西算”能有效提升整體算力利用率。

算力供求優(yōu)化：助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)騰飛

如今，算力在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)劃分上來看，算力可以被分為兩大部分：一是量子計(jì)算、邊緣計(jì)算、AI芯片、存儲(chǔ)等利用計(jì)算產(chǎn)生極大價(jià)值的核心產(chǎn)業(yè)；二是網(wǎng)絡(luò)安全、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、人工智能平臺(tái)、智能安防、可穿戴設(shè)備、高性能計(jì)算等與我們切身相關(guān)的外圍產(chǎn)業(yè)[3]。

圖2：算力時(shí)代下計(jì)算產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵

隨著數(shù)字化技術(shù)深入社會(huì)的各個(gè)角落，數(shù)字經(jīng)濟(jì)實(shí)力已成為一股不可或缺的核心競爭力。由IDC、浪潮信息、清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院聯(lián)合編制的《2021-2022全球計(jì)算力指數(shù)評估報(bào)告》顯示，算力指數(shù)平均每提高1點(diǎn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP便將分別增長3.5‰和1.8‰[4]?？梢娝懔υ谡麄€(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要作用。

圖3：計(jì)算力指數(shù)與GDP回歸分析趨勢

然而，據(jù)IDC、EMC（易安信）以及慧與科技（HPE，Hewlett Packard Enterprise）統(tǒng)計(jì)，近10年來，全球算力的增長明顯滯后于數(shù)據(jù)量的增長。

圖4：2006-2020年算力與數(shù)據(jù)量發(fā)展趨勢對比曲線

工信部副部長張?jiān)泼髟?022中國算力大會(huì)新聞發(fā)布會(huì)上表示，中國算力總規(guī)模超過140EFlops（每秒一萬四千億億次浮點(diǎn)運(yùn)算），近五年年均增速超過30%[5]，算力規(guī)模排名全球第二。然而，該增速仍然難以滿足未來3年中國大數(shù)據(jù)分析需求，算力擴(kuò)容和優(yōu)化問題迫在眉睫。

通過對全國算力供需關(guān)系進(jìn)一步優(yōu)化，“東數(shù)西算”工程將大力助推中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在“東數(shù)西算”工程中的全國10個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群中已有25個(gè)新開工項(xiàng)目，數(shù)據(jù)中心規(guī)模達(dá)54萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力超過每秒1350億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，約為2700萬臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的算力。

能源合理布局：

科技生態(tài)共贏

在不斷推動(dòng)算力發(fā)展的同時(shí)，海量數(shù)據(jù)處理所造成的能源消耗問題也持續(xù)引發(fā)業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗總量目前已占據(jù)全球電力使用量的百分之三。2020年，中國數(shù)據(jù)中心的年耗電量為2,045億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的2.7%[6]。有專家預(yù)測，到2030年，全球?qū)⒂谐^10%的電力用于信息處理?？梢姡瑪?shù)據(jù)處理正成為碳排放的主要來源之一。

“東數(shù)西算”工程一方面利用西部資源優(yōu)勢，就近使用西部地區(qū)過剩新能源綠電，提高對綠色能源的使用，優(yōu)化全國電力使用結(jié)構(gòu)，減少碳排放總量。另一方面，該工程對數(shù)據(jù)中心的能電利用率[7]（PUE，Power Usage Effectiveness）指標(biāo)提出了更高要求，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心通過高效制冷技術(shù)、先進(jìn)通風(fēng)技術(shù)、能耗管理系統(tǒng)等方式提升能效水平。

SK海力士支持數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展

作為致力于推動(dòng)信息及通信技術(shù)行業(yè)發(fā)展的先進(jìn)科技企業(yè)，SK海力士不斷突破技術(shù)瓶頸，以自身前沿產(chǎn)品與科技支持?jǐn)?shù)據(jù)處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)，SK海力士同樣關(guān)注全球數(shù)據(jù)處理量的激增所帶來的一系列環(huán)境與能源問題，并為行業(yè)環(huán)保理念與解決方案的發(fā)展革新貢獻(xiàn)力量。

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以技術(shù)賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)

SK海力士在2021年10月成功研發(fā)HBM3，并在2022年6月率先對其進(jìn)行量產(chǎn)。該產(chǎn)品每個(gè)引腳傳輸速率達(dá)6.4Gbps，1024位寬接口，最高帶寬可達(dá)819GB/s，較HBM2E（460GB/s）提高約78%。HBM3配備ECC校驗(yàn)（On-die Error Correction Code）功能，可自我檢測和糾正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，此為在系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC，System on Chip）和DRAM之間實(shí)時(shí)傳輸海量數(shù)據(jù)的先決條件。一旦使用HBM3的系統(tǒng)投入商用，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將很有可能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

除產(chǎn)品外，技術(shù)領(lǐng)域的革新同樣必不可少。SK海力士創(chuàng)新研發(fā)的內(nèi)存中處理（PIM，Processing In Memory）技術(shù)通過在DRAM中加入運(yùn)算回路，解決了大帶寬要求的工作負(fù)載，并通過減少計(jì)算內(nèi)存數(shù)據(jù)移動(dòng)來提升性能、改善能效，有望成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能限度的有力選擇。

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與“東數(shù)西算”同行環(huán)保之路

“東數(shù)西算”工程以調(diào)整國家算力與能耗布局的方式，踐行全局環(huán)保理念，邁向“雙碳”目標(biāo)。同樣，SK海力士也在理念、產(chǎn)品、技術(shù)等多個(gè)層面布局，在環(huán)保之路上持續(xù)前行。

SK海力士已隨SK集團(tuán)加入RE100，計(jì)劃在2050年前由消耗電能轉(zhuǎn)變?yōu)?00%使用可再生能源，凈零碳排放，這象征著SK海力士對全球環(huán)境與能源事業(yè)的承諾。公司在碳中和、凈零排放、空氣污染物排放量零新增等方面已取得階段性成果。

與此同時(shí)，SK海力士更積極呼吁半導(dǎo)體行業(yè)加快解決氣候問題方面的革新。例如，相比于硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD，Hard Disk Drive），固態(tài)硬盤（SSD，Solid State Drive） 的能源效率更高。因此，廣泛采納固態(tài)硬盤將有助于減少溫室氣體的排放量。

在產(chǎn)品方面， HBM3比當(dāng)前世界范圍內(nèi)服務(wù)器所采用的GDDR產(chǎn)品更加節(jié)能，有助于減少溫室氣體排放，響應(yīng)了業(yè)界對于環(huán)保型產(chǎn)品的號(hào)召，更助力科技行業(yè)打造可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)。除此之外，SK海力士也已在開發(fā)用于消耗更少功率的超低功耗存儲(chǔ)器（ULM，Ultra-low Power Memory）技術(shù)。

SK海力士長期致力于推動(dòng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)的創(chuàng)新與前行，以滿足在社會(huì)飛速發(fā)展中不斷增長的數(shù)據(jù)處理需求。在獲得技術(shù)突破的同時(shí)，數(shù)據(jù)處理過程中造成的環(huán)境能源負(fù)荷也是不容忽視的問題。面對大數(shù)據(jù)時(shí)代所帶來的各項(xiàng)挑戰(zhàn)，SK海力士用不斷升級(jí)的產(chǎn)品與技術(shù)為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展保駕護(hù)航，也期待看到不斷升級(jí)優(yōu)化的算力在未來社會(huì)中的無限潛能。

審核編輯 ：李倩