算力 筑基数字化竞争力

算力网络的发展需要技术的坚实支撑，其中既有现有技术的加速创新，也有交叉技术的跨界创新，更有原创技术的创新
算力网络为技术创新提出了巨大需求和应用空间，是技术创新的发展机遇，也是重大挑战。

算力已成为数字经济时代的关键生产力，是全社会数字化、智能化转型的重要基础。要紧紧围绕经济社会发展需求，统筹发展和安 全，以智能化、绿色化、融合化为主攻方向，一体化推进基础设施建设、产业技术创新和深度融合应用，做强、做优、做大算力产业，为建设制造强国、网络强国、数字中国提供有力支撑。本书聚焦算力中心设施、服务器、网络、边缘计算、存储、安 全和测试等多个领域，联合业界专 家探索技术发展路径和推动成果落地，促进算力产业发展和行业数字化转型。本书关注算力中心领域热点话题，探讨数据处理器、边缘计算、第三方数据中心服务商、算力碳效、源网荷储、绿色设计、可持续发展、智能化运维和算力网络等方面的创新发展。本书适合各地政府、科研机构、算力产业的上下游企业的领导、专 家参考阅读。

王志勤
中国信息通信研究院副院长，正高 级工程师，享受国务院政府特殊津贴，2019年入选国家百千万人才工程。长期在信息通信技术标准、产业与政策等领域进行开拓性研究工作，主持制订多项移动通信行业标准，推动我国3G、4G及5G创新。获得国家科学技术进步奖特等奖、全 国三八红旗手、“全 国创新争先奖”、全 国五一劳动奖章等荣誉称号。

何宝宏
博士，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长，正高 级工程师。发起创立了开放数据中心委员会(ODCC)，可信区块链推进计划(TBI)等。曾任中国信息通信研究院互联网研究领域主席、中国下一代互联网(CNGI)专 家委副秘书长等。从事互联网技术、标准、产业和政策等研究二十余年，主导完成十余项国际标准，获得十余项发明专利，主持完成多项国 家级科研项目。

李洁
博士，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所副所长，开放数据中心委员会副主席，中国通信标准化协会TC1 WG4数据中心工作组组长，正高 级工程师。长期从事算力等方面的政策、技术、标准和产业研究工作。支撑国家部委和地方政府发布多项算力相关政策，主导和参与多个国家专项和国家重点课题的研究。参编著 作六本，发表论文二十余篇，获得省部级奖励多次。

郭亮
中国信息通信研究院云计算与大数据研究所总工程师，正高 级工程师。长期支撑国家部委和地方省市的算力相关工作，牵头完成工 信部工业互联网创新发展工程项目，担任科学技术部重大研发计划课题负责人，对算力相关的网络、计算、存储和设施等方面进行了长期深入研究。获得省部级奖励多次，主编出版专著四本，发表论文三十余篇，牵头制定国家标准两项、通信行业标准二十多项，获得专利授权若干。

第一章 概述001
1.1 数据处理单元技术备受关注 001
1.2 边缘计算产业前景广阔 002
1.3 服务器低碳发展 003
1.4 “源网荷储”一体化提供能源利用新思路 003
1.5 数据中心越发重视绿色设计 004
1.6 可持续发展能力研究 005
1.7 智能化运维快速发展 005
1.8 第三方数据中心服务商表现亮眼 006
1.9 算力网络发展是大势所趋 006
第二章 DPU技术 009
2.1 算力成为新型生产力 009
2.1.1 算力产业政策关注高 009
2.1.2 产业规模迅速增长 010
2.1.3 全面赋能实体经济 011
2.2 数字基础设施发展综述 011
2.2.1 数字基础设施发展进入以算力为中心的时代 011
2.2.2 算力基础设施从云网协同走向算网一体 013
2.2.3 “联接 计算”构建下一代新型算力的基础 014
2.3 DPU成为迈向“联接 计算”的关键一步 014
2.3.1 DPU的技术发展综述 014
2.3.2 DPU的核心技术价值 017
2.3.3 DPU发展的黄金时代来临 021
2.4 推动DPU发展的关键技术及因素 023
2.4.1 RDMA高速网络技术 023
2.4.2 数据面转发技术 028
2.4.3 网络可编程技术 031
2.4.4 开放网络及DPU软件生态 032
2.5 发展展望 035
第三章 边缘计算 037
3.1 产业概述 037
3.1.1 边缘计算定义与特点 037
3.1.2 边缘计算发展历程 038
3.1.3 边缘计算应用场景 040
3.1.4 我国边缘计算挑战 041
3.2 中国边缘计算产业发展现状 042
3.2.1 边缘计算产业相关政策 042
3.2.2 边缘计算产业标准与开源项目 046
3.2.3 市场情况分析 049
3.2.4 区域发展特点 050
3.3 中国边缘计算技术发展分析 050
3.3.1 边缘计算技术架构 050
3.3.2 边缘计算技术热点 051
3.3.3 技术发展趋势 052
3.4 中国边缘计算生态构建 053
3.4.1 边缘计算产业服务商图谱 053
3.4.2 边缘计算产业上游 054
3.4.3 边缘计算产业中游 057
3.4.4 边缘计算产业下游 058
3.5 行业案例分析 059
3.5.1 边缘音视频案例 059
3.5.2 安防监控案例 060
3.5.3 边缘云游戏案例 061
3.5.4 智慧工程案例 062
3.5.5 智慧交通案例 063
3.5.6 智慧零售案例 064
3.5.7 5G小基站应用案例 065
3.5.8 边缘超融合一体机应用案例 068
3.5.9 智慧加油站案例 070
3.5.10 智慧园区案例 071
3.6 发展展望 072
第四章 算力碳效研究 075
4.1 全球碳中和发展趋势 075
4.1.1 国际主要国家碳中和目标 075
4.1.2 国际主要国家数据中心降碳政策 075
4.1.3 中国碳中和目标 076
4.1.4 中国数据中心降碳政策 077
4.2 数据中心和服务器低碳发展分析 078
4.2.1 国际数据中心头部企业 078
4.2.2 国内数据中心头部企业 079
4.2.3 服务器及芯片企业 081
4.3 数据中心算力绿色低碳技术分析 083
4.3.1 服务器绿色低碳技术趋势 083
4.3.2 CPU绿色低碳技术 085
4.4 服务器算力碳效模型研究 090
4.4.1 服务器耗能概述 090
4.4.2 服务器算力、能耗的相关研究 091
4.4.3 服务器算力碳效模型设计 093
4.4.4 服务器碳排放量的定义 093
4.4.5 服务器算力性能定义 094
4.4.6 测试范围 094
4.4.7 服务器算力碳效模型实验与测试结果分析 095
4.5 发展展望 097
第五章 “源网荷储”一体化研究 099
5.1 电力系统发展现状 099
5.1.1 新能源发电量占比持续提升 099
5.1.2 资源优化配置能力稳步提升 101
5.1.3 新兴技术创新水平不断突破 101
5.1.4 二氧化碳排放规模有效降低 101
5.2 新型电力系统内涵 101
5.2.1 新型电力系统提出背景 101
5.2.2 新型电力系统的意义深远 102
5.2.3 新型电力系统特征显著 103
5.2.4 新型电力系统面临的挑战 103
5.3 新型电力系统构建“源网荷储”新生态 104
5.3.1 发电侧：以新能源为主、煤电为辅 104
5.3.2 电网侧：分布式微电网和大电网互补 104
5.3.3 负荷侧：由“源随荷动”转向“源网荷互动” 105
5.3.4 储能侧：增强电网柔性 108
5.4 “源网荷储”一体化发展的关键举措 109
5.4.1 电源侧：提高绿色能源接纳 110
5.4.2 电网侧：优化电网发展方式 111
5.4.3 负荷侧：提升电力负荷弹性 111
5.4.4 储能侧：深化储能技术应用 114
5.5 “源网荷储”一体化发展模式与实施效果 116
5.5.1 发展模式 116
5.5.2 实施效果 117
5.6 应用场景分析 119
5.6.1 数据中心应用场景 119
5.6.2 “零碳”物流园应用场景 122
第六章 数据中心绿色设计 125
6.1 数据中心绿色设计发展背景 125
6.1.1 数据中心能耗现状 125
6.1.2 数据中心能耗政策标准分析 128
6.1.3 数据中心绿色发展面临的挑战 133
6.2 数据中心绿色设计的理念和基本要素 134
6.2.1 数据中心绿色设计 134
6.2.2 绿色设计理念 135
6.2.3 绿色设计原则 135
6.2.4 绿色设计目标 135
6.3 数据中心绿色设计先进技术和方案 136
6.3.1 IT设备 136
6.3.2 供电系统 140
6.3.3 制冷系统 143
6.3.4 监控系统 148
6.4 数据中心绿色设计优秀案例 149
6.4.1 腾讯仪征数据中心设计PUE方案 149
6.4.2 维谛广州数据中心设计PUE方案 150
6.4.3 网宿和绿色云图上海数据中心设计PUE方案 151
6.4.4 华为贵州数据中心设计PUE方案 151
第七章 数据中心可持续发展 153
7.1 数据中心可持续发展能力产业现状 153
7.1.1 数据中心可持续发展能力概述 154
7.1.2 数据中心硬件可持续发展能力 156
7.1.3 数据中心软件可持续发展能力 158
7.1.4 数据中心可持续发展面临的挑战 159
7.2 数据中心可持续发展能力提升方案 160
7.2.1 夯实各类芯片技术基础，服务器全栈能力提升 160
7.2.2 释放全闪存存储价值优势，存储新技术竞相涌现 163
7.2.3 深化薄弱环节应用创新，网络基础扎实发展 167
7.2.4 增强网络安全硬件支撑，高性能、高可靠是关键 169
7.2.5 打造开源操作系统生态，覆盖多样化应用场景 171
7.2.6 提升开发框架适配能力，实现异构算力规范化 171
7.2.7 加快机密计算商用进程，数据要素实现高可靠 172
7.2.8 构建数据库发展新格局，推动新技术应用赋能 172
7.3 数据中心可持续发展能力提升建议 173
7.3.1 发展模式加速转变，体系化布局逐步形成 173
7.3.2 软硬协同优势显现，计算性能指数级增长 173
7.3.3 开源模式创新引领，集聚性资源激发活力 174
7.4 发展展望 175
第八章 数据中心智能化运维 179
8.1 概念与内涵 179
8.1.1 基本概念 179
8.1.2 发展历程 180
8.1.3 目标与理念 182
8.2 数据中心智能化运维发展核心 183
8.2.1 设施自动化运行 183
8.2.2 平台智能化管理 186
8.2.3 体系精细化落地 189
8.2.4 服务价值化输出 191
8.3 数据中心智能化运维发展实践 193
8.3.1 以自动化设施提升运行效率 193
8.3.2 以DCIM平台促进智能管理 194
8.3.3 以技术手段赋能运维体系变革 196
8.3.4 以巡检机器人释放运维人力 197
8.4 发展展望 198
第九章 第三方数据中心服务商研究 201
9.1 产业发展总览 201
9.1.1 数据中心市场格局 201
9.1.2 第三方数据中心服务商产业规模 203
9.1.3 第三方数据中心服务商经营模式 205
9.1.4 第三方数据中心服务商发展新定位 207
9.2 市场运营投资方向 209
9.2.1 国内市场建设运营 209
9.2.2 海外市场投资布局 210
9.3 创新发展趋势 211
9.3.1 建设跨区域算网协同的资源部署架构 211
9.3.2 推动数据中心实现智能运维管理 212
9.3.3 推广绿色低碳的节能技术及应用 213
9.3.4 构筑高效可靠的数据中心安全体系 214
9.4 综合评价 215
9.4.1 体系构建 215
9.4.2 总体规模指数TOP10 216
9.4.3 能力建设指数TOP10 217
9.4.4 财务状况指数TOP10 218
9.4.5 绿色低碳指数TOP10 219
9.5 全景图谱 220
9.5.1 强势领跑 221
9.5.2 后起之秀 224
9.5.3 转型新星 225
9.6 发展展望 226
第十章 算力网络评估体系研究 227
10.1 研究背景 227
10.1.1 算力网络提出背景 227
10.1.2 算力网络研究进展情况 228
10.1.3 算力网络发展面临的挑战 229
10.2 算力网络总体架构 231
10.2.1 算力网络的定义及内涵 231
10.2.2 算力网络总体架构 231
10.2.3 关键技术分析 233
10.3 算力网络的发展阶段分析 233
10.3.1 算网协同阶段 234
10.3.2 算网融合阶段 234
10.3.3 云网一体阶段 235
10.4 算力网络评估体系 235
10.4.1 评估体系需求分析 235
10.4.2 重点评估方向 237
10.4.3 总体框架及指标体系建立 245
10.4.4 评估体系构建 247
10.5 发展展望 249
参考文献 251
致谢 252

大模型掀起人工智能研究与应用热潮，多地加快算力设施建设步伐，产业发展势头向好。总体来看，仍需进一步完善算力相关政策配套，协同“产、学、研、用”多方力量，做好算力技术创新攻关，增强算力应用赋能实效。希望本书的出版能更好地推动相关政策文件的落实，奋进“算网中国”新征程。
中国工程院 刘韵洁院士

在数字经济时代，算力已成为集信息计算力、网络运载力、数据存储