东数西算工程如何解读?

东数西算工程如何解读?,第1张

问:请介绍下实施“东数西算”工程的背景
答:当前,新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球经济结构。算力作为数字经济的核心生产力,成为全球战略竞争的新焦点。截至目前,我国数据中心规模已达500万标准机架,算力达到130EFLOPS(每秒一万三千亿亿次浮点运算)。随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透,全社会对算力需求仍十分迫切,预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。算力已成为国民经济发展的重要基础设施。加快推动算力建设,将有效激发数据要素创新活力,加速数字产业化和产业数字化进程,催生新技术、新产业、新业态、新模式,支撑经济高质量发展。
目前,我国数据中心大多分布在东部地区,由于土地、能源等资源日趋紧张,在东部大规模发展数据中心难以为继。而我国西部地区资源充裕,特别是可再生能源丰富,具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。为此,要充分发挥我国体制机制优势,从全国角度一体化布局,优化资源配置,提升资源使用效率。

近日,国家发展改革委等部门联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”已成为国家级战略工程,浩浩荡荡地站上了 历史 舞台。

“东数西算”被认为是继“南水北调”“西电东送”“西气东输”之后的又一重大基础设施工程,将成为“新基建”的新抓手。具体而言,“东数西算”就是将东部产生的数据和需求,放到西部数据中心去计算和处理。这有利于为数据中心提供源源不断的可再生能源,大幅降低其运行维护成本,同时能够推动中国数字经济和西部地区发展。

乘着“东数西算”的政策东风,存储、计算产业也将迎来巨大的发展机遇。其中,基于分布式存储架构的SDS(软件定义存储)作为先锋力量、“热门选手”,天生具有可扩展性以及灵活性,必然会为新基建时代带来革命性的数据储存手段。

然而,机遇往往与挑战并存,一个不能忽略的问题是,随着东数西算工程纵深推进,存储需求激增,同时5G、AI、云等技术加速更迭的背景下,与之相伴而生的SDS由于还在沿用十年前的技术,也必然需要同频进化。

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被行业拥簇的SDS(软件定义存储)

2013年,“软件定义一切”被首次提出时,还是个令人怀疑的技术畅想。尤其是当它与存储绑定在一起,在一些传统储存厂商眼里是不着边际的。但事实证明,SDS(软件定义存储)的诞生,不仅优化了传统存储的弊端,并在日后的十年里逐渐繁荣。

根据IDC公布的2021年三季度中国软件定义存储(SDS)市场报告显示,前三季度中国SDS市场获得高速增长,市场规模同比增长54%,成为中国存储市场的增长引擎。早就发布过软件定义是趋势的Gartner预测,到2024年,全球50%的存储容量将以软件定义存储的形式部署,包括本地部署或在公有云上。

SDS在市场上的狂飙突进,一方面是基于创新技术。近几年,由于数据爆炸式增长,存储系统的软硬件紧耦合设计严重地限制了存储技术的发展,而软件定义存储则可以实现软硬解耦,让硬件成本尽可能的降低,使得软件发挥更大价值。通过软件的设计,来决定存储的性能和边界,不用再受硬件设备、服务器的限制。其方向在于帮助用户在传统数据中心或云内实现存储资源的池化和服务化,以及在多云之间实现数据的统一管理和自由流动。

另一方面,是源于 历史 的进程,被时代选择。随着云计算、大数据和人工智的发展,非结构数据爆发式增长——文本、图像、影视、超媒体等,面对这些数据,传统存储方式难以招架,而SDS存储正是包含针对文件的存储、对象的存储,自然就成了相关行业的首选。此外,企业云化在近几年成为了主流。在上云浪潮下,不同种类业务在池化的资源池中拿到相匹配的资源。这种业务场景天然适合软件定义存储的分布式架构、软件定义、水平扩展、基于统一存储引擎向上提供多种接口等特性。



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SDS已站在新十年的转弯处

带着这样的优势,伴随着行业的拥簇,SDS转眼已来到新十年的转弯处。周遭环境飞速变化,数字浪潮奔腾汹涌,一些厂商、企业赫然发现,这个阶段的SDS竟然依然处于10时代,还在沿用十年前的开源技术,基于旧的硬件架构设计,似乎已无法更好的应对未来的新兴需求。

例如,与10多年前相比,现在的存储硬件、网络以及相关的技术方案已经发生了很多的变化,如果在软件层面不做出新的变革,数据存储系统就无法发挥出最大的价值。

还有介质方面,存储已经实现了大规模的从机械硬盘向SSD固态硬盘的过渡,由此带来了超高的IOPS、超低的时延;网络的提升更是惊人,100G已经司空见惯,400G也已经渐行渐近。

当然,也面临着“云”的追赶。我们都知道,目前,企业云化已经成为必答题,云的发展日新月异,从私有云到多公有云、边缘云、分布式云,企业选择上云的部署方式越来越多元,数据可能存放在任意的地理位置,存储平台需要构建全局统一的存储资源池,让数据在多数据中心、混合多云和边缘中按需流动,这都是目前SDS10需要突破的挑战。



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触摸存储未来的轮廓,ExponTech抢先迈向SDS20

作为数据基础设施整体解决方案提供商—ExponTech华瑞指数云率先提出SDS20概念。在ExponTech看来,SDS从10需要迈向20时代,进化为20后,会为行业带来眼前一新的改变。

比如,SDS 20将支持可组合式架构,整合私有云、多个公有云,边缘云中的存储资源,提供不同IO模型,不同性能和可靠性要求以及许多种协议接口(iSCSI、S3、POSIX、NFS、CIFS、CSI、HDFS等)的自由组合及灵活部署使用。

还有,SDS20将与云原生高度协同。无论在计算、网络、数据亦或业务的层面,都可以按照云原生的架构模式、部署模式和运营模式,实现与时俱进的进化。SDS 20需要按照云原生的方式,支持和适配企业云原生应用的发展。

最后,具备向上服务能力。SDS20在做好基础存储的服务、流动的同时,还会向上管理数据库,分发数据,帮助企业解决数据孤岛问题。

不仅如此,ExponTech认为,SDS20未来近乎要实现一个飞跃式的革新,是需要在引擎和架构方面做出全新的设计。

由此,ExponTech前瞻性地发布自主研发的新一代分布式数据存储引擎WiDE。和其他存储相比, WiDE既可以提供多池架构下的IO调度和数据流动,企业可以存储海量非结构数据,也能存储要求高性能高可靠的结构化数据,还可以做高性能的数据分析,真正实现数据原生于一个数据平台上,只保留一份数据却可以被各类应用以各种接口访问,避免各种数据孤岛和数据复制拷贝带来的问题。

此外,WiDE还全面覆盖数据新基建创新型应用场景。在覆盖现有分布式存储产品SDS10的主流业务场景之外, WiDE能在高性能数据分析HPDA、高性能云主机、高性能数据库底座、混合多云数据平台等业务场景发挥作用,弥补之前高端应用场景下吞吐和时延的缺陷。

引擎WiDE的问世,将会在SDS20时代更好地帮助企业应对数字化时代面临的业务快速迭代升级的需求,推动企业智能化。未来,ExponTech也将会打造更多前沿存储产品,助力国内数据存储和国产系统软件的发展。

伴随着对SDS20的展望和引擎WiDE的无限可能性,未来之窗的纱帘正在缓缓拉开,我们对于数字世界广阔前景的想象,变得更为具体可感了。

END

近日,国家发展改革委、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、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

算力类似于农业时代之水利

工业时代之电力

数字经济正在成为重组要素资源、重塑经济结构、提升市场竞争力的关键力量,数字产业化、产业数字化是我国经济转型升级的重要方向。近年来,随着各行业数字化转型升级进度加快,特别是5G、人工智能、物联网等新技术的快速普及应用,全 社会 数据总量爆发式增长,数据存储、计算、传输、应用的需求大幅提升,迫切需要推动数据中心合理布局、优化供需、绿色集约和互联互通,构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系。

相关研究报告显示,计算力指数平均每提高1个百分点,数字经济和GDP将分别增长33‰和18‰。目前,以数据中心、超级计算中心等为代表的算力基础设施加快建设,正在成为支撑数字经济发展的重要底座。据统计,我国数据增量年均增速超过30%。

1月12日,国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》。作为首个数字经济五年计划,该规划提出,“十四五”时期,我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。建设数据中心集群,加快实施“东数西算”工程,持续推进绿色数字中心建设。

作为“东数西算”工程的关键节点,全国一体化算力网络国家枢纽节点,是我国算力网络的骨干节点。在国家枢纽节点内部,逐步规划和发展若干数据中心集群。

除了2022年1月发布的位于内蒙古枢纽的和林格尔集群、贵州枢纽的贵安集群、甘肃枢纽的庆阳集群、宁夏枢纽的中卫集群这4个国家数据中心集群,此次国家发展改革委等部门又发布了6个国家数据中心集群,分别是位于京津冀枢纽的张家口集群,位于长三角枢纽的长三角生态绿色一体化发展示范区集群、芜湖集群,位于粤港澳枢纽的韶关集群,位于成渝枢纽的天府集群、重庆集群。这10个集群具有明确的地理范围边界,提供充分的政策保障和设施配套,支持各行业的大型、超大型数据中心在集群内建设。在集群和集群之间,建立高速数据中心直联网络。

东部供“数”

西部算“数”

像“西气东输”等工程一样,要实现“东数西算”,也需要建立高速宽带这样的传输设施,并且在枢纽节点方面进行合理的布局。2021年5月,国家发展改革委、中央网信办、工信部、国家能源局发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》(以下简称《实施方案》),明确提出布局建设全国算力网络国家枢纽节点,加快实施“东数西算”工程,构建国家算力网络体系。

《实施方案》明确了布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的地区,分别为京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等8个地区。

进入数据中心区域,站在长廊外,透过玻璃看机房,密密麻麻的服务器高效运转,机器人穿梭其中实时巡检……位于贵州贵安新区建设完成的华为云贵安数据中心在2021年年底正式商用,这也是华为云史上最大的数据中心,未来将达到100万台服务器规模。近年来,贵州发挥气候、能源、地质等方面的优势,抢先布局数字新基建。如今,仅在贵安新区,就云集了7个超大型数据中心。国家“东数西算”战略为贵州带来新机遇。

2021年12月,国家发展改革委等部门在《关于同意贵州省启动设全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函》中回复,围绕贵安国家数据中心集群,抓紧优化存量,提升资源利用效率,以支持长三角、粤港澳大湾区等为主,积极承接东部地区算力需求。复函明确了贵安国家数据中心集群应抓紧完成起步区建设目标:数据中心平均上架率不低于65%。数据中心电能利用效率控制在12以下,可再生能源使用率显著提升。

国家发展改革委高技术司有关负责人近日在回答国家算力枢纽节点建设布局等问题时表示,关于两批8个节点的布局建设,定位不同,发挥的作用也有所不同。

具体来说,贵州、内蒙古、甘肃、宁夏这4个节点要打造面向全国的非实时性算力保障基地。定位于不断提升算力服务品质和利用效率,充分发挥其资源优势,夯实网络等基础保障,积极承接全国范围的后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝4个节点要服务于重大区域发展战略实施需要。定位于进一步统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局,实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续,优化数据中心供给结构,扩展算力增长空间。

“要像‘南水北调’‘西电东送’一样,发挥我国体制机制优势,从全国角度一体化统筹布局,优化资源配置,提升资源使用效率。”孙伟说。

持续优化数据中心

能源使用效率

“东数西算”工程的实施,与绿色集约的目标不可分割。值得注意的是,数据中心在支撑数字经济快速发展的同时,不可忽略的是由于数据中心需要大量电力维持服务器、储存设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行,能耗和碳排放增长迅速。

中国电子技术标准化研究院发布的《绿色数据中心白皮书2020》指出,近年来,我国数据中心能效水平不断提高,超大型数据中心平均电能利用率(PUE)为146,部分优秀绿色数据中心已全球领先,PUE可达12-13。但目前我国数据中心能耗总量仍在高速增长,明显高于世界平均水平。这一方面是因为我国的数据中心建设规模增速较快,另一方面,我国的数据中心节能存在较大的提升空间。在“双碳”目标的引导和要求下,数据中心的节能减排,势在必行。

2021年11月,国家发展改革委等部门印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》(以下简称《方案》),针对推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展提出了具体目标。

《方案》指出,到2025年,数据中心和5G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13以下,国家枢纽节点进一步降到125以下,绿色低碳等级达到4A级以上。西部数据中心利用率由30%提高到50%以上,东西部算力供需更为均衡。

对于实施“东数西算”工程的意义,孙伟给出了四个“有利于”。具体来说,一是有利于提升国家整体算力水平。通过全国一体化的数据中心布局建设,扩大算力设施规模,提高算力使用效率,实现全国算力的规模化和集约化。

二是有利于促进绿色发展。加大数据中心在西部布局,将大幅提升绿色能源在数据中心的使用比例,有助于就近消纳西部绿色能源,同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施,持续优化数据中心能源利用效率。

三是有利于扩大有效投资。数据中心产业链条长、投资规模大,带动效应强。通过算力枢纽和数据中心集群建设,将有力带动产业上下游投资。

四是有利于促进区域协调发展。孙伟指出,通过算力设施由东向西布局,将带动相关产业有效转移,促进东西部数据流通、价值传递,延展东部发展空间,助力形成西部大开发新格局。

《科创板日报》(上海,编辑 宋子乔)讯, 2月17日,“东数西算”全面启动,成为继“南水北调”“西电东送”“西气东输”后的又一大国家级超级工程。它被视作数字经济框架下的重点工程,是新基建的一部分,承载着建立健全全国一体化大数据中心体系的愿景。

数据中心产业链既包括传统的土建工程,还涉及IT设备制造、信息通信、基础软件、绿色能源供给等,覆盖门类广、带动效应大。除了IDC、精密温控、设备商、光模块、电信运营商等赛道,半导体产业也是其中的重要一环,可为数字产业提供底层算力支撑。

那么,哪些半导体板块与“东数西算”密切相关?

东数西算工程是新基建的范畴,“数”指的是数据,“算”指的是算力,即将东部的数据传输到西部进行计算和处理。为了提高西部地区的数据处理能力,亟待建立在当地更多的数据中心,而 数据中心需要很多高性能计算芯片,由此可衍生出三条投资主线:

计算芯片 :数据处理量提升势必反向刺激数据处理速度,CPU、GPU、FPGA、XPU等高性能计算芯片需求有望持续提升;

存储芯片 :数据存储是数据传输、处理的基础,在数据量的爆发式增长的趋势下,存储芯片的数量和性能需求大幅上升;

服务器芯片和接口芯片 :服务器芯片和内存接口芯片的主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,以匹配CPU日益提高的运行速度及性能。

中长期内 通信芯片、与数据产生有关的芯片等被看好

方正证券分析师谭珺、陈瑜熙今日发布研究报告,进一步梳理了中长期内的受益板块:

中期来看, 大量东部的数据需稳定地传输到西部存储、计算,而长距离的通信传输往往面临数据延迟的问题。因此, “东数西算”需进一步夯实网络通信基础建设,包括交换机、5G基站、路由器、服务器等传输设备和无线设备,将带动通信芯片需求高涨 。创耀 科技 、紫光股份、中兴通讯、星网锐捷、浪潮信息等公司有望受益。

长期来看,与数据产生有关的芯片保持高度景气。 该机构分析师表示,“东数西算”缓解了东部能源、土地紧张的情况,使得算力成本大幅下降,有利于下游应用领域大量的数据流量产生。 VR/AR/元宇宙、无人驾驶等领域的应用将加速落地,相关的芯片需求保持高度景气,同时也驱动数据流量的爆发。

另有多家机构指出,光模块是数字新基建不可或缺的一大基础元器件,受益于东数西算工程,数据中心建设将拉动国内数通市场光模块放量。

而光模块产品所需原材料主要包括光器件、电路芯片、PCB以及结构件等,在高端光模块中,光芯片的成本占比高达50%。因此, 上游光芯片有望进一步迎来增量空间。 该板块A股核心标的包括光库 科技 、光迅 科技 、仕佳光子、中际旭创等。


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