碳中和催生绿色清洁“新算力”:是未来城市发展的核心资源

2021-05-11 20:43 绿创碳和
13

点击蓝字,关注我们



数字经济是十四五发展的主旋律,云计算、人工智能、物联网新兴技术高速发展,支撑起政企上云、数字化转型的增量需求,带动5G基站、数据中心等新基建产业蓬勃发展,能源供应是新基建发展的基础,数字基础设施是满足技术日新月异变化的有力支撑。


01

智慧时代,计算力就是生产力


计算力在产业生态中的角色,是作为整个产业、产品上层的底层基础,为左手伙伴(具备AI功能的科技公司,是技术型伙伴)和右手伙伴(具备落地能力、整体方案交付能力的企业,是战略型伙伴、能力型伙伴)提供AI计算力平台,支撑他们业务的发展,以更加优质的产品技术能力和整体方案实施能力助力更多用户实现智能化转型和升级。


数据中心是数字经济时代的底层基础设施,发挥着将电力转换为算力的关键支撑作用。集约化算力将降低多少能耗?集约化算力可显著减低能源消耗,是实现碳中和目标的重要命题。根据Pike Research预计,到2020年,采用云计算可以使全球数据中心的能源使用量减少38%。AWS认为,集约式的计算资源可以显著提升计算效率。Microsoft测算,相较于分散的传统企业数据中心,Azure集约式数据中心通过改善IT运维效率、IT设备效率、数据中心基础架构效率、可再生能力等四个方面,或可降低72%-98%的能耗。


计算力,作为人工智能三要素之一,对其发展起着至关重要的作用,是一个国家或地区发展水平的重要指征,直接关系着数字新经济的发展水平。新基建是建立在算力基础之上的,需要强大的数据挖掘能力和计算能力才能解决,但细分行业的差异化对计算形态产生了不同的需求,尤其是实体经济与数字经济深度融合下,呈现出基于数据驱动、以边缘为中心、按需云化部署等多场景化需求和形态。通过计算创新,可满足行业全场景计算的需求,也加速各行各业进行数字化变革,帮助产业构筑竞争力。


目前,计算科学正在从传统的计算模拟和数字仿真走向基于高性能计算与科学大数据、深度学习深度融合的第四范式,算力也形成了计算速度、算法、大数据存储量、通讯能力、云计算服务能力等多个衡量指标,它通过人工智能、大数据、卫星网、光纤网、物联网、云平台、近地通信等一系列数字化软硬件基础设施,赋能各行各业的数字化转型升级。


在此趋势下,数据能力和算力需求呈现循环增强的状态,数据量的不断增加要求算力的配套进化。


02

高性能计算行业的前路


“碳中和”政策层层升级之下,正在高速发展期的高性能计算行业将走向何方?


“耗能过高,一直都是数据中心运营中的痛点。”数据中心能否成功节能降碳,对我国碳中和目标的实现至关重要。近年来,我国多家企业的数据中心加快了节能改造速度,走出了一条从“耗能”到“节能”的嬗变之路。


计算,作为一个对能源价值(电费)高度敏感的行业,会自发寻找更清洁更高能效更符合社会发展趋势的能源来源。算力行业最重要也可以说**的成本就是能源。如今碳中和的市场需求情况下,清洁能源如何在“新算力”这个场景去应用呢?当前,国内算力所需的服务器使用量大,并呈现逐年递增的趋势,造成了企业内部严重的能源浪费。因此,绿色计算已经成为一个越来越重要的话题。一台服务器或设备如果能耗高,就像人得了癌症一样,会带来一系列问题:可靠性、单位面积承载设备数量、性能下降,甚至带来计算力下降,更不用说电费高。


有数据显示,2019年我国数据中心行业耗电总量约为600-700亿千瓦时,约占全国全社会用电量的0.8%-1%。由于数字经济的持续发展,其底层基础设施数据中心的需求也将大大增加。预计到2030年,我国数据中心机架总规模将在2019年基础上增加1-2倍,能源消耗量也将翻一番,达到社会总用电量的1.5%-2%。


03

碳中和决定了算力的未来趋势


用清洁能源提供“清洁算力”,而且如何利用好“废弃能源”也是重要的机会。据统计,2019年全球的弃光电量达到了54.9亿千瓦时,弃水电量约691亿千瓦时,利用废弃的能源是加密挖矿正在做的事情。所以,未来在“节能”、“计算提效升级”、“多元技术融合”等领域,需要投入大量的研发资源,通过创新的数据中心运营,将节能技术,计算、存储、运维优化,场景应用与算力布局架构进行融合,才是践行“绿色算力”发展理念。


如果采用适当的措施来降低能效,即可减少至少40%的浪费。这不仅会为自然环境减负增容,还将带来巨大的经济效益。提及减碳降能的成果,就不得不提到海底数据中心。在海底,冰冷的海水一方面为数据中心的服务器提供了免费的降温条件,另一方面也节约了空调的降温成本。心也是非常重要的一环。腾讯在天津的数据中心,正在按照余热回收方案推进节能。如果将冬季数据中心产生的全部余热回收并用于供暖的话,这种方式供暖的覆盖面积达46万平方米,可满足5100多户居民的用热需求,减排二氧化碳量5.24 万吨,碳排放当量约为种植286.4 万棵大树。


04

芯片与计算


算力源于芯片,通过基础软件的有效组织,最终释放到终端应用上。目前数据中心中核心算力芯片包括CPU、GPU、FPGA和少量的ASIC,其中各类通用CPU的占比还是绝对统治地位。数据显示目前CPU的年出货量超过200亿颗,其中数据中心中使用的服务器端CPU的出货量约2000万颗,PC(包括桌面、工作站等)端约2.6亿颗。仅在2020年第4季,全球基于ARM IP的芯片出货达到了创纪录的67亿颗;GPU的出货量也非常可观,超过4亿颗(包括Intel、AMD的集成核显),大部分都应用在各种终端设备中,如大量消费级和工业级电子产品中。在云端,高性能CPU和GPU是主要的两种算力芯片——也是规模**,单价最高,应用环境最复杂的芯片。


近年来,我国算力发展较快,可以说是突飞猛进。应用方面包括智能城市、物联网、智能驾驶、AR/VR;数据有文本、语音、图片、视频等等形式。计算,文本处理、大数据分析、科学计算、视频处理等等。各种各样的应用产生各种各样的数据进而形成各种各样的需求,因此硬件计算也是需要多样性,计算产业发展面临历史性的机遇和挑战。


在不同的新兴产业,计算的组织方式也有了很多新的变化。从端-云一体,到端-边缘-云一体,例如未来自动驾驶中,车将会成为边缘的一个载体;在5G时代,5G基站也可能会成为一个边缘节点,云计算的部分计算功能会下放到边缘端的算力节点上,获得更及时响应时间,更节省的网络带宽 。除 了 边 缘 计 算 , 在 端 - 云 之 间 甚 至 有 研 究 人 员 提 出 了 “ 雾 计 算 (Fog Computing)”,“霾计算(Mist Computing)”,来不断的将计算进行分层处理,以获得更好的服务质量,更低的成本。类似于一个国家的行政治理结构:省、市、区、县等,上级负责所辖的下一级整体规划,下级负责具体实施;在下一级能处理的业务,就不需要往上一级推送。这样就可以有序的将计算合理分配到各个计算层次。每个终端业务无须关心是哪一朵“云”在提供服务,也不需要关心有多少层“云”、是“云”还是“雾”在提供服务。计算能力将会像电力一样,通过端-边缘-云一体化系统,“输送”到用户。至于电来自于哪一座发电站,并不重要。这个计算组织结构的变化,直接影响了计算指标的演变:从高性能到高效能,进而到高通量,最终落实到高生产率计算。



在生态和行业赋能方面,需要联合国内的厂商构建融合合作,提出“解决应用落地‘最后一公里’问题”,即广泛联合生态伙伴推出了行业的联合解决方案。目前深蓝与生态伙伴已经发布超过100个行业解决方案,涵盖从端到云、5G、AI、云计算、大数据、安全可信等方向,覆盖电信、金融、能源、交通、教育、医疗、数字城市等行业领域。未来还有接近1000个联合解决方案将陆续发布。


绿创碳和在碳中和的大背景下,旨在梳理我国数字经济发展新态势,探究相关产业链上、中、下游各环节呈现的新特征,总结算力为经济、社会带来的新变革,思考政、产、学、研、用各界协作新模式,剖析我国形成可持续发展的算力产业体系、形成战略均势的可行性路径,为我国数字经济下一阶段发展提供路径参考。

绿创碳和协助地方政府与园区,围绕如下几个方面开展工作:


一、系统性宣贯应对气候变化领域政策


二、积极落实能耗双控制度,提出控煤工作路径及方法,协助完成压煤目标,合理降低能耗总量和强度,减少碳排放;


三、协助制定“碳达峰及碳中和”实施路径及行动方案,提升碳减排和碳资产管理能力;


四、组织开展城市、工业园区、机构、企业、产品、等“碳中和”咨询、核查、认定服务


五、在碳交易过程中,为买卖双方提供咨询服务,确保交易过程中的有效合规;


六、推进低碳领域的标准化建设,制定、发布相关标准;


七、碳减排人才培训服务



发起双碳专委员会,并倡议内容包括:


一、树立“零碳”导向的新型生活理念。强化绿色低碳与节能环保意识,形成争做“零碳先锋”的良好社会氛围,以进一步推动降低能耗、提高能源使用效率和优先使用清洁能源。


二、研究“零碳”导向的产业新业态。发起“零碳园区”相关课题研究,开展经验借鉴、学术交流和示范应用,以促进形成符合我国国情的以“零碳”为导向的产业发展模式。


三、鼓励“零碳”导向的技术创新。积极推动绿色、低碳、环保、新能源等技术创新,为新技术发展提供资源支持,为新技术的推广应用开拓空间,以促进新技术进步与成本下降。


四、推动“零碳”导向的项目落地。前瞻2030年和2060年的国际碳减排大趋势,以“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”为主要内容,在全国推动落地30个零碳科技园,打造100个零碳工业园、1000家零碳工厂、1000座零碳校园、1000家零碳医院及1000个零碳社区,助力加快推进绿色“新基建”进度。


五、促进“零碳”导向的绿色投融资。以“零碳中国,绿色投资”为主题,发起“零碳”绿色产业基金。鼓励社会民间资本积极参与“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”等“零碳”示范项目的投资,并带动更多来源绿色的国内外资金投入。


六、开展“零碳”导向的国际合作。计划每年举办“零碳创新”系列活动,着力打造“科技创新与绿色投资大会”、“新基建 绿色投资大会”、“国际清洁能源投融资大会”等品牌国际会议,为国内外企业和机构搭建权威国际合作平台,积极引入国际先进理念、技术和资金渠道,加强相关产业与国外的技术交流与项目合作,全方位助力我国向“零碳”经济转型发展,为2060年全球实现净零碳排放目标做出积极贡献。


点击阅读往期文章

引领绿色发展打造产业综合服务生态


绿创碳和
深蓝科创
关于我们

构建绿色发展的创新合力
电话: 18014480916
邮箱:shenlan_hb@yeah.net
邮编:224001