“东数西算”炸圈,但是你知道“东数”为什么“西算”吗?

2022-03-14 13:30
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  又一国家级战略工程来了!随着国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局四部委联合印发通知,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,“东数西算”工程也全面启动,资本、企业、地方等各方力量闻风而动,纷纷为这一数字时代的资源配置项目献策出力。



  “东数西算”,简单地说,即将东部的数据通过网络输送到西部数据中心进行存储和计算,旨在充分应用西部的土地、能源和气候等自然资源,以承接东部算力需求,解决东部的资源困境和成本压力,实现算力再调配,进而赋能全国。业内人士普遍称其为数字时代的“南水北调”、“西气东输”、“西电东送”,对于提升国家整体算力水平、推动区域协调发展具有重大意义,预计可带动超过千亿元的产业发展。


  国家发改委数据显示,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),预计每年还将以超过20%的速度增长。面对如此旺盛的算力需求,如何兼顾算力的规模化发展和绿色发展成为一项重要议题。同时,东部与西部计算需求和计算能力不均衡,迫切需要寻找平衡东部与西部的算力和能耗的实施路径。


  那么,为什么选择“东数西算”呢?


  首先,西部在土地、能源和气候上具有先天优势。算力资源由数据中心实现,而数据中心建设取决于区域土地、能源供应以及气候条件。我国西部幅员辽阔、地广人稀,可以为数据中心建设提供充足的土地供应,大大节省场地成本。同时,数据中心耗能堪称“电老虎”,电费占用运营成本60%左右,而我国西部地区海拔高、空气稀薄、气候寒冷,太阳能、风能、水能等可再生能源丰富,电价、散热成本等远远低于人烟稠密的东部大都市,符合数据中心降低PUE(电能利用效率)的能耗管理要求,具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力以及向绿色低碳方向发展的能力。


  其次,规模化建设可大幅降低计算设施建设成本。基于云计算模式的容错特性,可以采用廉价货架设备替代过去价格昂贵的小型机,建设大规模的数据中心。根据James Hamilton的数据,一个拥有5万个服务器的特大型数据中心与拥有1000个服务器中型数据中心相比,特大型数据中心的网络和存储成本只相当于中型数据中心的1/7~1/5,而这些数据中心采用了高度自动化的云计算软件来管理,需要的人员很少,每个管理员能够管理的服务器数量则扩大到7倍之多。因而,对于规模通常达到几十万乃至上百万台计算机的亚马逊和谷歌云计算而言,其网络、存储和管理成本比中型数据中心至少可以降低5~7倍。




  再次,“东数西算”可大幅降低传输成本。如果通过高压输电线,将西部电力传输到东部再进行计算,输配电设施庞大,成本高昂,而且电力传输损耗大,而“东数西算”采用传输信息代替传输电力的方式,可大幅降低传输成本。由于光纤密集波分复用技术(DWDM)的应用,单根光纤的传输容量已超过100Tbit/s,在地上开挖一条小沟埋设的光纤所能传输的信息容量几乎是无限的,远比将电力用高压输电线路引入城市要容易得多,而且没有衰减。加之,光纤线成本较低。拿谷歌的话来说就是:“传输光子比传输电子要容易得多”。综上,“东数西算”以能源换算力,符合发展现状,同时也是促进区域协调发展的重要举措。


  最后,采用云计算技术可大幅提升资源利用率。在传统互联网数据中心(IDC)应用中,每个租用IDC的网站所获得的网络带宽、处理能力和存储空间都是固定的,然而,绝大多数网站的访问流量都不均衡。为了应对突发流量,网站拥有者会按照峰值要求来配置服务器和网络资源,但由此却造成资源的平均利用率只有10%~15%。与之相比,云计算平台提供的是有弹性的服务,它根据每个租用者的需要在一个超大的资源池中动态分配和释放资源,而无需为每个租用者预留峰值资源,而且云计算平台的规模特别大,其租用者数量非常多,支撑的应用种类也是五花八门,比较容易平稳整体负载,因而云计算资源利用率可以达到80%左右,这又是传统模式的5~7倍。



  可以预见,在云计算的推动下,将东部数据传输至西部存储与处理,可大大节约硬件开销(包括服务器、存储和网络等)、能耗以及管理成本,而且还可大幅提升资源利用率。