算力系列之四：各省算力规划建设梳理：绿色低碳高质量发展，部署算力建设AI产业研究

1中 泰 证 券 研 究 所 专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信｜证券研究报告｜2 0 2 4 . 1 . 2 8绿色低碳高质量发展，部署算力建设AI产业研究算力系列之四：各省算力规划建设梳理分析师：苏仪执业证书编号：S0740520060001Email：suyi@zts.com.cn联系人：刘一哲Email： liuyz03@zts.com.cn2n 为加强计算、网络、存储和应用协同创新，算力产业重大政策利好政策频出，助推未来我国算力高质量发展。六部委联合印发《算力基础设施高质量行动计划》，绘就算力基础设施高质量发展路径。根据《行动计划》：ü计算力方面，2025年我国算力规模预计超过300EFLOPS，智能算力占比达到35%；ü存储力方面，2025年存储总量将超过1800EB，先进存储容量占比达到30%以上；ü运载力方面，2025年国家枢纽节点数据中心集群间基本实现不高于理论时延1.5倍的直连网络传输n 未来，我国将持续优化算力设施建设布局，促进东西部地区算力高效互补和协同联动；推动算力结构多元配置，逐步提升智能算力占比，推动智能算力与通用算力协同，满足不同类型算力业务需求。n 当前，各省均在部署算力规划建设。n 风险提示：核心元器件生产/购买受制裁的风险；AI进展不及预期带来下游需求不及预期的风险；市场竞争加剧的风险；政策落地不及预期的风险；研究报告中使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险等。摘要3CONTENTS目录CCONTENTS专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信中 泰 证 券 研 究 所1各省算力规划建设4n 为加强计算、网络、存储和应用协同创新，算力产业重大政策利好政策频出，助推未来我国算力高质量发展。n 六部委联合印发《算力基础设施高质量行动计划》，绘就算力基础设施高质量发展路径。根据《行动计划》：•计算力方面，2025年我国算力规模预计超过300EFLOPS，智能算力占比达到35%；•存储力方面，2025年存储总量将超过1800EB，先进存储容量占比达到30%以上；•运载力方面，2025年国家枢纽节点数据中心集群间基本实现不高于理论时延1.5倍的直连网络传输；•未来，我国将持续优化算力设施建设布局，促进东西部地区算力高效互补和协同联动；推动算力结构多元配置，逐步提升智能算力占比，推动智能算力与通用算力协同，满足不同类型算力业务需求；加速边缘算力协同部署，推动“云边端”算力泛在化分布、协同发展，加快行业算力建设布局。未来全国算力建设规划图表：中国智能算力(基于FP16计算)规模及预测，2020-2027资料来源：IDC，中泰证券研究所图表：中国通用算力(基于FP46计算)规模及预测，2020-2027资料来源：IDC，中泰证券研究所39.647.754.559.371.886.10101.2117.30%5%10%15%20%25%0 20 40 60 80 100 120 140 20202021202220232024202520262027通用算力（EFLOPS）增速75155.2259.9414.1497.1616.60812.51117.40%20%40%60%80%100%120%0 200 400 600 800 1,000 1,200 20202021202220232024202520262027智能算力（EFLOPS）增速5n 随着越来越多以GPU为核心的智算中心落地，数据中心的能耗、散热问题日益凸显。以运行PUE为1.57的数据中心为例，IT设备能耗占比达63.7%，为数据中心最大，其次就是制冷系统能耗，占比可达27.9%。•数据中心是新能耗大户，电力消耗巨大，节能减排迫在眉睫。2022年全年，全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时，占全社会用电量约3%，预计 2025 年数据中心耗电量将占全社会耗电量的 5%以上。•服务器技术演进带来能耗挑战。随着服务器从普通机架式向小型机、刀片式的转变，机柜能耗从 2-4KW 猛增至 6-15KW，导致数据中心能耗居高不下。此外，传统数据中的服务器采用专用方式分配，资源的利用率一般在 30%下，一部分处于空闲状态的服务器每时每刻都在浪费电能、侵蚀 IDC 利润空间。•后摩尔定律时代下，随着数据中心的计算能力和功率密度的增加、芯片算力与功耗的大幅提升，数据中心的能耗和发热量不断攀升。目前主流系列处理器仅CPU功耗已高达350~400TDP/W，而GPU的功耗远远高于CPU，以英伟达H800为例，其功率密度可达700TDP/W。数据中心能耗情况图表：典型数据中心能耗构成资料来源：Uptime Institute，中泰证券研究所图表：全国数据中心耗电量（单位：千瓦时）资料来源：工信部，中泰证券研究所20002166270040000%10%20%30%40%50%60%0100020003000400050002020202120222025E全国数据中心耗电量增速6n 基于液冷服务器构建可持续发展数据中心，实现算力建设和能源消耗成本间的有效平衡。相较于传统的风冷技术，采用液冷解决方案可以直接为数据中心降低能耗，节约大量电费，n 利用储能技术实现“削峰填谷”，降低数据中心电力消耗。即储能系统在电力波谷阶段存储电力，在高峰期进行利用。n 采用节能设备降低能耗。采用低损耗型变压器，优先使用能效等级较高变压器以及节能高效高频式 UPS、高压油机等。n 加速数据中心创新技术发展，通过PUE 优化、源网荷储一体化技术发展，打造可再生能源的“零碳数据中心”。通过蓄冷、高压直流、余热利用、蓄能电站等技术的应用和可再生能源利用，能够进一步降低数据中心能耗及碳排放。图表：单机柜密度和冷却方式的对应关系资料来源：中国液冷数据中心发展白皮书，赛迪顾问，中泰证券研究所降低数据中心能耗的方案图表：不同冷却技术能效对比能效指标 风冷 板级液冷 全浸没液冷 PUE1.51.251.09 对比风冷(%) /-16.67-27.33 ITUE1.1111.0561 对比风冷(%) /-5-10 TUE1.6671.3161.09 对比风冷(%) /-20.83-34.6资料来源：论文《数据中心单相浸没液冷规模化应用关键技术研究》,中泰证券研究所7北京市算力建设规划n 北京抢占数字新赛道，目前已形成1.2万P的总算力供给规模，赋能千行百业数字化转型。下一步将加速算力基础设施建设，打造京津冀算力廊道，形成以智能算力为主、通用算力和超级算力多元协同的首都地区算力供给体系。•2024年，北京市计划初步建成公共智算供给体系，新增8000P左右公共智算本地供给能力；推动一廊四极城市算力中心建设，统筹北京及周边地区算力均衡。•北京数字经济算力中心建设正当时，预计2024年完成基础设施建设，达产后实现多元异构的1000P智能算力供给。•北京着眼大模型“智”高地，预计到2025年，基本形成要素齐全、技术领先、生态完备、可有力支撑北京数字经济高质量发展的通用人工智能大模型产业发展格局。图表：北京市算力建设规划相关政策部门政策文件算力建设规划重点内容北京市人民政府《北京市加快建设具有全球影响力的人工智能创新策源地实施方案（2023-2025年）