数据中心智算化升级改造白皮书（2024年）

数 据 中 心 智 算 化 升 级改 造 白 皮 书 （2024 年） 中国通信工业协会数据中心委员会 中国计量科学研究院 北京电子数智科技有限责任公司 中国质量认证中心有限公司 2024 年 12 月 中国通信工业协会数据中心委员会 中国计量科学研究院 北京电子数智科技有限责任公司 中国质量认证中心有限公司 海光信息技术股份有限公司 广东合一新材料研究院有限公司 北京玥数科技有限公司 中建三局第一建设工程有限责任公司 中讯邮电咨询设计院有限公司 兰洋(宁波)科技有限公司 科华数据股份有限公司 联想(北京)有限公司 浙江洁普智汇能源科技有限公司 三河同飞制冷股份有限公司 深圳市共济科技股份有限公司 润建股份有限公司 我们向为白皮书提供指导和建议的企业和研究机构的专家们表示诚挚的感谢。 作者与鸣谢 在人工智能高速发展的浪潮中，数据中心作为信息时代的基石，已成为推动经济社会发展、提升国家竞争力的关键一环。在政策层面，为了迎合智算产业的发展，在规划智算中心建设的同时，也积极推动传统数据中心向智算中心的演进。通过业务层级改造，使数据中心业务由提供通用算力向提供智能算力升级。同时，通过基础设施层级提质增效，使数据中心向智能化、高效化、绿色化方向转型升级。 目前，数据中心正从提供基础计算资源向提供智能化、一体化的 AI 算力服务方向快速演进。北京电子数智科技有限责任公司（简称“北电数智”）通过打造具备算力、算法、数据全栈 AI 能力的“AI 工厂”，实现高性能硬件基础设施、多元算力统一纳管和算力灵活调度、不同模型适配加速、国产算力场景验证等全栈式智算服务。以精细化运维的方式提供极具性价比的算力服务，以云化方式将传统算力服务升级为集成底座大模型、行业大模型、一栈式 AI 工具链等配套服务的“AI 工厂”，降低各类用户使用人工智能的门槛。同时，联合中国计量科学研究院等单位开展《数据中心智算化升级改造白皮书》的编制工作，立足于当前数据中心智算化升级的背景与意义，深入探讨了数据中心基础设施智算化升级面临的挑战，提出可行的技术解决方案。此外，提出在实施改造前进行预评估，可帮助智算化升级改造践行者进行工程可行性研究。为了明确智算化升级改造效果的评价体系，白皮书针对性能、经济性、环境等方面提出评估指标体系与测试评价方法，填补数据中心智算化改造方面评价准则缺失的空白。 然而，智算化改造之路并非坦途，它面临着技术、标准、生态等多方面的挑战。传统数据中心建设方案存在诸多局限，如设备兼容性、能源效率、标准化程度等问题，需通过技术创新和标准化建设逐步解决。同时，随着算力需求的多样化，智算中心的应用场景日益广泛，从高新技术、产业数字化转型到移动消费及智能终端，无一不显示出算力赋能的广阔前景。通过本白皮书的洞察与建议，我们期待能为数据中心行业的智算化转型提供有益的参考，共同推动数据中心向更加智能、高效、绿色、安全的未来演进。 前 言 目 录 第一章 背景与政策 .................................................. 1 1.1 数据中心智算化演进............................................. 1 1.2 智算中心发展趋势............................................... 4 第二章 现状与挑战 .................................................. 7 2.1 数据中心现状分析 .............................................. 7 2.2 AI 发展带来的挑战............................................. 10 第三章 预评估与分析 ............................................... 15 3.1 现有资源评估.................................................. 15 3.2 需求与业务分析................................................ 16 3.3 技术可行性评估................................................ 16 3.4 成本与效益分析................................................ 17 3.5 风险评估与应对策略............................................ 18 第四章 技术策略与方案 ............................................. 19 4.1 空间优化...................................................... 19 4.2 保障提升...................................................... 20 4.3 AI 赋能....................................................... 23 4.4 可持续发展.................................................... 24 第五章 测试评价体系 ............................................... 26 5.1 测评指标体系.................................................. 26 5.2 测评方法与工具................................................ 28 第六章 结语 ....................................................... 36 1 第一章 背景与政策 1.1 数据中心智算化演进 1.1.1 背景与政策分析 当前，数据中心的算力算效现状正经历着深刻的变革，这是由技术进步、政策导向和市场需求共同驱动的结果。一方面，随着云计算、人工智能、大数据等信息技术的快速发展，数据中心的算力需求呈现出爆发式增长，对于计算效率和能源效率提出了更高要求。另一方面，政策层面的引导和规范，如“十四五”规划中对数据中心绿色化、智能化的强调，以及国家对算力基础设施建设的高度重视，促进了数据中心向更高效、更绿色的方向发展。 2017 年，国务院提出建设“高效能计算基础设施”，首次对数据中心提出“高效能”的要求。2020 年 4 月，国家发改委首次将智能计算中心作为算力基础设施的重要代表纳入信息基础设施范畴。2022 年 2 月，“东数西算”工程全面启动，算力基础设施成为重点建设方向之一。2023年 10 月，工信部等 6 部门联合下发的《算力基础设施高质