中國數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力建設(shè)研究

■覃 劍 趙蓓蕾 巫細波

在數(shù)字經(jīng)濟時代，算力是新生產(chǎn)力，與算法、數(shù)據(jù)共同構(gòu)成數(shù)字經(jīng)濟時代最基本的生產(chǎn)要素，海量數(shù)據(jù)處理和各種數(shù)字化應(yīng)用都離不開算力的加工和計算。縱觀全球，隨著海量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)、數(shù)據(jù)要素流動的加速以及數(shù)據(jù)交易市場的發(fā)展，數(shù)據(jù)作為新投入的生產(chǎn)要素在現(xiàn)代化經(jīng)濟體系中正發(fā)揮越來越重要的作用。根據(jù)IDC、浪潮信息和清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院共同發(fā)布的《2021—2022全球計算力指數(shù)評估報告》，算力指數(shù)平均每提高1個點，數(shù)字經(jīng)濟增加值將增長3.5‰，GDP將增長1.8‰，且隨著算力指數(shù)的提高，算力對經(jīng)濟增長的拉動作用愈加明顯。另一方面，根據(jù)中國信息通信研究院2021年發(fā)布的《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書》，無論是從全球、區(qū)域還是城市的空間視角，算力規(guī)模均與經(jīng)濟規(guī)模緊密相關(guān)，經(jīng)濟發(fā)展水平越高計算能力也越強。由此可見，算力建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展相輔相成、相互促進。

目前，有關(guān)算力的研究主要集中在三個方面：一是在國家啟動“東數(shù)西算”工程的背景下，將我國八大國家算力樞紐節(jié)點及十大國家中心集群進行對比分析，分析“東數(shù)西算”帶來的機遇與變革，提出提升我國算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系建設(shè)能力的建議[1-2]；二是從國家層面出發(fā)，探討算力經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀、趨勢并提出相應(yīng)的對策建議，目前我國“計算+”賦能行業(yè)的算力經(jīng)濟展現(xiàn)出旺盛活力，但仍面臨“供需錯配”等瓶頸問題，需從技術(shù)體系優(yōu)化布局、行業(yè)數(shù)字化賦能等多方面發(fā)力[3-5]；三是將區(qū)塊鏈與算力結(jié)合，探討相關(guān)模型與應(yīng)用，區(qū)塊鏈去中心化、不可篡改等特性，可解決算力網(wǎng)絡(luò)中存在的安全和信任問題，并助推商業(yè)模式的創(chuàng)新[6-7]。總體來看，我國有關(guān)算力的研究主要從算力技術(shù)、算力網(wǎng)絡(luò)、算力經(jīng)濟等維度開展，對區(qū)域或者城市如何建設(shè)算力樞紐或者發(fā)展算力的研究很少。

數(shù)字經(jīng)濟一線城市是指在我國建設(shè)世界數(shù)字經(jīng)濟強國戰(zhàn)略中發(fā)揮引領(lǐng)性作用的城市，具有強大的數(shù)字經(jīng)濟集聚發(fā)展能力和輻射帶動能力。全國范圍內(nèi)，北京、上海、廣州、深圳四個一線城市加上數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展高度活躍的杭州可稱得上為數(shù)字經(jīng)濟一線城市。其他國家中心城市和區(qū)域中心城市數(shù)字經(jīng)濟也快速發(fā)展，構(gòu)成我國數(shù)字經(jīng)濟第二梯隊，可稱得上數(shù)字經(jīng)濟新一線城市。2021年以來，我國出臺了《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，在全國范圍內(nèi)以大數(shù)據(jù)為中心布局建設(shè)全國算力樞紐網(wǎng)絡(luò)。在此背景下，數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力建設(shè)將面臨新一輪布局調(diào)整，尤其是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)將受到一定限制。然而，數(shù)字經(jīng)濟一線城市是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的主戰(zhàn)場、試驗田，需要強大的算力算法支撐。因此，在新形勢下，數(shù)字經(jīng)濟一線城市如何推進算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、提升算力能級和計算能力以更好地適應(yīng)數(shù)字化發(fā)展需求，對其增強數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展動力、鞏固提升數(shù)字經(jīng)濟綜合競爭力、引領(lǐng)全國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

一、算力概念內(nèi)涵與發(fā)展趨勢特征

（一）算力概念內(nèi)涵界定

算力是計算機系統(tǒng)存儲、算法、傳輸及處理數(shù)據(jù)能力的綜合體現(xiàn)[8]。所有基于云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化與信息化的應(yīng)用都需要以算力作為基本支撐。當(dāng)前，對算力的內(nèi)涵定義主要可以分為兩類：第一類為狹義上的概念，主要指計算機系統(tǒng)存儲、算法、傳輸及處理數(shù)據(jù)能力。諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者威廉·諾德豪斯（William D.Nordhaus）指出算力是設(shè)備根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)的改變每秒可處理的信息數(shù)據(jù)量[9]。中國信息通信研究院認為算力是指設(shè)備通過處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)特定結(jié)果輸出的計算能力，算力的常用計量單位為每秒執(zhí)行的浮點數(shù)運算次數(shù)（FLOPS）[10]。第二類為廣義上的概念，認為通信能力、計算方法、計算速度、存儲能力、數(shù)據(jù)總量與服務(wù)能力構(gòu)成算力[11]。浪潮集團建立全球計算力指數(shù)，從計算能力、計算效率、基礎(chǔ)設(shè)施支持、應(yīng)用水平四個方面對算力發(fā)展水平進行評估。

表1 全球量子計算技術(shù)發(fā)明專利排行榜前十位企業(yè)

顯然，計算設(shè)備的計算能力是形成算力的微觀基礎(chǔ)。但是，從國家、區(qū)域乃至城市的層面來看，算力不僅是數(shù)量眾多計算設(shè)備計算能力的總和，而且應(yīng)該有更加豐富的內(nèi)容。基于此，我們認為站在城市的視角，算力內(nèi)涵包括四個方面：一是計算設(shè)施，即量子計算機、超級計算機、智能計算中心、云計算中心等具有計算能力的設(shè)備、平臺和場所。二是計算網(wǎng)絡(luò)，即數(shù)據(jù)要素能夠高效流動且通達全國乃至全球的通信網(wǎng)絡(luò)。三是計算技術(shù)，即數(shù)據(jù)計算技術(shù)，涉及提升算力的計算芯片、計算系統(tǒng)、計算軟件、計算架構(gòu)、計算理論等關(guān)鍵核心技術(shù)。四是計算服務(wù)，即圍繞計算應(yīng)用和需求形成的計算服務(wù)生態(tài)。

（二）算力發(fā)展趨勢特征

縱觀全球，數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新從供給側(cè)為算力發(fā)展創(chuàng)造了無限空間，數(shù)字化發(fā)展則從需求側(cè)引領(lǐng)算力市場規(guī)模持續(xù)擴張。整體來看，全球算力演進呈現(xiàn)出高能化、多樣化、泛在化、綠色化、產(chǎn)業(yè)化五大特征。

1.高能化。適應(yīng)全球海量數(shù)據(jù)爆炸式增長以及非結(jié)構(gòu)化、非標準化數(shù)據(jù)日趨增多的趨勢，算力技術(shù)、算力系統(tǒng)和算力設(shè)施的性能持續(xù)增強。美國、英國、德國、日本、加拿大以及我國都已經(jīng)紛紛推出相關(guān)高性能算力研究計劃，IBM、谷歌、微軟等世界科技頭部企業(yè)持續(xù)加強算力技術(shù)研發(fā)投入，不斷推出更高性能的處理器，推動以超級計算、量子計算、類腦計算、超導(dǎo)計算、生物計算等為代表的高性能算力不斷取得新突破[12]。如在超級計算領(lǐng)域，2020年11月進入全球500強超級計算機的門檻計算速度就比當(dāng)年6月的計算速度高出1.32petaflops（每秒千萬億次浮點運算）。在量子計算領(lǐng)域，根據(jù)IPRdaily和incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布的2020年全球量子計算技術(shù)發(fā)明專利排行榜，截至2020年9月30日，僅IBM公司在量子計算技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利申請量就高達554項。

2.多樣化。適應(yīng)人工智能與數(shù)字經(jīng)濟不同應(yīng)用場景需要，算力呈現(xiàn)出多樣化、專業(yè)化和協(xié)同化發(fā)展趨勢。目前，全球應(yīng)用較為廣泛的算力主要包括普通算力、超級算力、邊緣算力及智能算力等，這些算力都具有不同的技術(shù)特征和適用領(lǐng)域。如普通算力以云計算中心和大數(shù)據(jù)中心為載體，主要面向普通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；超級算力以超算中心為載體，主要滿足科學(xué)研究對超高精度計算的需求；邊緣算力以邊緣計算中心為載體，主要面向特定對象及特定場景應(yīng)用；智能算力以智能計算中心為載體，主要面向人工智能應(yīng)用場景開展服務(wù)[13]。在數(shù)據(jù)復(fù)雜化、需求多樣化、計算復(fù)合化的背景下，往往需要不同類型的算力技術(shù)、算力系統(tǒng)、算力設(shè)施各自發(fā)揮優(yōu)勢、緊密協(xié)同才能完成不同主體的不同計算需求。因此，一個城市或地區(qū)數(shù)字化發(fā)展往往需要多種算力協(xié)同支撐才能形成強大驅(qū)動力。

3.泛在化。算力主要有集中式和分布式架構(gòu)兩種模式。集中式算力以數(shù)據(jù)中心為代表，即將數(shù)據(jù)交換匯集到數(shù)據(jù)中心進行存儲、計算和分析。從全球范圍來看，數(shù)據(jù)中心仍然處于快速建設(shè)階段。根據(jù)中國信息通信研究院發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心白皮書（2022）》，近5年來，全球數(shù)據(jù)中心保持并將繼續(xù)平穩(wěn)增長，我國數(shù)據(jù)中心年均復(fù)合增速超過30%且2021年機架數(shù)達到520萬架。數(shù)據(jù)中心在數(shù)量快速增長的同時，其空間布局也逐漸更加均衡化，為計算的泛在化提供更好條件。以我國為例，數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)出從一線城市和沿海地區(qū)向二三線城市和內(nèi)陸地區(qū)布局的趨勢。分布式算力以邊緣計算為代表，其在需求邊緣端的廣泛布局極大加速了計算的泛在化進程[14-15]。總體來看，隨著數(shù)字新技術(shù)、新模式、新應(yīng)用廣泛滲透到經(jīng)濟社會各個領(lǐng)域，數(shù)字化應(yīng)用場景不斷豐富，傳統(tǒng)集中式算力將在空間上更加均衡，新興分布式算力將在空間上星羅棋布，數(shù)據(jù)無處不在，計算也無處不在。

4.綠色化。在技術(shù)發(fā)展上，綠色算力技術(shù)正受到空前重視和關(guān)注，英偉達、華為、英特爾等頭部企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入，推動計算核心芯片從CPU時代轉(zhuǎn)向以CPU、GPU、NPU、ARM、ASIC、FPGA等多元共存時代，計算速度得到極大提升的同時計算功耗也大幅下降。在政策導(dǎo)向上，世界各國普遍關(guān)注到數(shù)據(jù)中心的高能耗問題，并著手制定綠色化發(fā)展戰(zhàn)略和具體支持政策。歐盟明確提出要在2030年前實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心和信息通信產(chǎn)業(yè)的“氣候中性”。為應(yīng)對數(shù)據(jù)中心的高能耗問題，近年來，我國先后制定出臺了一系列政策措施和指導(dǎo)意見，明確要求加快綠色低碳技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，推動數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展，對不同類型、不同規(guī)模數(shù)據(jù)中心空間布局、數(shù)據(jù)中心電能利用效率提出具體目標要求。

表2 數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點

5.產(chǎn)業(yè)化。在產(chǎn)業(yè)集群化、創(chuàng)新集群化背景下，圍繞算力和算力基礎(chǔ)設(shè)施形成的計算產(chǎn)業(yè)鏈正成為所在地區(qū)和城市數(shù)字經(jīng)濟的重要組成部分[16-17]。一方面，隨著應(yīng)用場景的不斷豐富，各類數(shù)據(jù)中心、計算中心面向社會、面向?qū)嶓w經(jīng)濟的應(yīng)用水平得到快速提升；另一方面，隨著數(shù)據(jù)要素市場化改革的推進，數(shù)據(jù)流通速度加快，數(shù)據(jù)交易探索興起，數(shù)據(jù)服務(wù)市場主體持續(xù)涌現(xiàn)。根據(jù)華為公司發(fā)布的《鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)白皮書》，新應(yīng)用、新技術(shù)、新計算架構(gòu)以及百億級聯(lián)接、爆炸式數(shù)據(jù)增長將重塑ICT產(chǎn)業(yè)新格局，催生新的計算產(chǎn)業(yè)鏈條，涌現(xiàn)新的廠家和新的生態(tài)體系。根據(jù)中國信息通信研究院發(fā)布的《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書（2021）》，2020年我國算力產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達到2萬億元。算力產(chǎn)業(yè)投資對經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)拉動巨大，算力產(chǎn)業(yè)投入與經(jīng)濟產(chǎn)出比達到1∶3以上。

二、數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力建設(shè)的優(yōu)勢與短板

（一）優(yōu)勢條件

近年來，在國家持續(xù)加大對算力算法基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)的背景下，國家級超算中心、國家級人工智能中心、國家新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心、國家互聯(lián)網(wǎng)骨干直連點、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析節(jié)點以及全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點、大數(shù)據(jù)中心等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)呈現(xiàn)更加均衡發(fā)展趨勢，中西部地區(qū)以及沿海地區(qū)一些城市在全國通信網(wǎng)絡(luò)中的地位不斷提升。但從整體上看，數(shù)字經(jīng)濟一線城市在全國算力建設(shè)當(dāng)中仍然具有明顯優(yōu)勢。

1.算力基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢。在我國算力基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，數(shù)字經(jīng)濟一線城市的優(yōu)勢地位十分明顯。根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《2021中國城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書》，上海、北京、廣州、深圳、杭州、青島、蘇州、天津、成都和重慶等數(shù)字經(jīng)濟一線城市或數(shù)字經(jīng)濟新一線城市的信息基礎(chǔ)設(shè)施水平處于領(lǐng)先地位。我國設(shè)立的八大超級計算中心，除了國家超級計算無錫中心和國家超級計算昆山中心之外，其余六個都位于數(shù)字經(jīng)濟一線城市或數(shù)字經(jīng)濟新一線城市。在互聯(lián)網(wǎng)交換中心、云計算、數(shù)據(jù)中心、5G基站等方面，數(shù)字經(jīng)濟一線城市的領(lǐng)先優(yōu)勢也十分明顯。事實上，無論是基礎(chǔ)通信運營商還是算力基礎(chǔ)設(shè)施運營商，都非常看重數(shù)字經(jīng)濟一線城市的優(yōu)勢地位，把立足數(shù)字經(jīng)濟一線城市、服務(wù)全國和區(qū)域市場作為企業(yè)發(fā)展重要戰(zhàn)略。近年來，數(shù)字經(jīng)濟一線城市紛紛通過出臺新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案積極推進算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不斷加大籌備建設(shè)新算力設(shè)施或升級傳統(tǒng)算力設(shè)施的力度，積極爭取建設(shè)國家級行業(yè)數(shù)據(jù)與計算中心，著力優(yōu)化算力結(jié)構(gòu)、增強算力服務(wù)能力。

2.算力市場規(guī)模優(yōu)勢。算力既是人工智能、云計算、5G、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等數(shù)字核心產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐，也是支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)底座。從市場規(guī)模來看，算力規(guī)模與經(jīng)濟規(guī)模呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系，越是經(jīng)濟集聚的地區(qū)對算力的市場需求就越大。事實上，數(shù)字經(jīng)濟一線城市擁有數(shù)量龐大且正處在數(shù)字化轉(zhuǎn)型期的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)群，同時新興的數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展且數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模位居國內(nèi)各大城市前列，這些都為算力發(fā)展提供了廣闊市場需求支持。從行業(yè)需求來看，根據(jù)中國信息通信研究院發(fā)布的《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書（2021）》，互聯(lián)網(wǎng)、政府、服務(wù)、電信、金融、教育、制造、運輸?shù)刃袠I(yè)對算力的需求居于前列。顯然，這些行業(yè)在數(shù)字經(jīng)濟一線城市的集聚度更高。因此，數(shù)字經(jīng)濟一線城市在建設(shè)全國算力市場中具有明顯優(yōu)勢。

3.算力環(huán)境生態(tài)優(yōu)勢。一是政策優(yōu)勢。各地區(qū)推動算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，基本都非常重視數(shù)字經(jīng)濟一線城市的引領(lǐng)作用。廣東省出臺的《廣東省推進新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年實施方案（2020—2022年）》明確提出，要在全省層面加快構(gòu)建布局科學(xué)、合理、高效的先進算力集群，要求廣州、深圳在超級計算、邊緣計算、智能計算等先進算力領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)作用。二是資金優(yōu)勢。算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要較大的資金投入，數(shù)字經(jīng)濟一線城市的政府財力更加雄厚，民間資本更加豐富和活躍，有利于形成政府財政資金與民間資本投資共建算力基礎(chǔ)設(shè)施的合力。三是人才優(yōu)勢。依托算力頭部企業(yè)和平臺以及科研院所，數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力人才培育和引進體系更加完備，算力發(fā)展所需的算力研發(fā)、算力運維、算力應(yīng)用等人才更容易找到。

表3 部分咨詢機構(gòu)對量子計算市場前景的預(yù)測

（二）短板制約

1.資源能源承載不足。以數(shù)據(jù)中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施由服務(wù)器、機架、機柜、機房、信息系統(tǒng)和輔助設(shè)施等構(gòu)成，需要占用一定的土地資源和建筑空間。基礎(chǔ)設(shè)施建成后，算力的形成還需要大量運營、維護和升級成本，算力設(shè)備和制冷系統(tǒng)在運行過程中則需要消耗大量的電能。經(jīng)過多年發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟一線城市普遍可用的建設(shè)用地已經(jīng)十分有限，且城市電力供應(yīng)高度依賴外部輸入，土地資源和電力能源供給與算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求之間存在較大缺口。特別是在碳中和和碳達峰的要求下，建設(shè)算力基礎(chǔ)設(shè)施面臨的能源環(huán)保壓力將進一步增大。為此，2021年國家出臺的《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》強調(diào)，要實施“東數(shù)西算”工程，在中西部地區(qū)布局建設(shè)數(shù)據(jù)中心。

2.算力設(shè)施協(xié)同不足。數(shù)字經(jīng)濟一線城市可能同時擁有國家超級計算中心、三大通信運營商建設(shè)的數(shù)據(jù)中心、云計算中心以及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商建設(shè)的定制化數(shù)據(jù)中心等各類算力基礎(chǔ)設(shè)施。但這些算力基礎(chǔ)設(shè)施由不同的主體進行建設(shè)和管理運行，主要功能定位、經(jīng)營管理模式、服務(wù)對象領(lǐng)域均有所差異，相互之間的資源共享與合作協(xié)同水平相對較低，難以聯(lián)合起來共同培育和挖掘市場需求，作為數(shù)字經(jīng)濟的核心引擎功能還不夠凸顯。由于協(xié)同性不足，一方面部分數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)滿負荷運行狀態(tài)，另一方面又出現(xiàn)部分數(shù)據(jù)中心資源閑置浪費的狀況，數(shù)據(jù)中心整體利用率還不夠高，算力基礎(chǔ)設(shè)施整體運行效率還有待進一步提升。

3.算力產(chǎn)業(yè)鏈不完善。當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟一線城市許多數(shù)據(jù)中心提供的服務(wù)主要以主機出租、機架出租及帶寬出租等低附加值、基礎(chǔ)型業(yè)務(wù)為主，數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)安全、代理維護、系統(tǒng)集成等高附加值、高增值服務(wù)業(yè)務(wù)比較少，業(yè)務(wù)模式比較簡單和單調(diào)，算力設(shè)施的經(jīng)濟效益不高。國家超算中心主要面向重大科研和基礎(chǔ)研究需要，面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的開發(fā)應(yīng)用能力還有待提升，和人工智能與數(shù)字經(jīng)濟融合程度還有待進一步加深。算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運營和服務(wù)的市場主體還相對較少，算力設(shè)施主設(shè)備和配套設(shè)備制造、算力系統(tǒng)創(chuàng)新研發(fā)以及數(shù)據(jù)計算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等各環(huán)節(jié)綜合實力還不夠強。圍繞算力基礎(chǔ)設(shè)施形成的計算產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈及創(chuàng)新鏈還未能充分顯現(xiàn)出來。

4.投資建設(shè)面臨不確定性。一是技術(shù)選擇風(fēng)險。全球算力相關(guān)的技術(shù)升級和迭代更新速度都非常快，各類計算技術(shù)方向和路線差異明顯且均有諸多不確定性。數(shù)字經(jīng)濟一線城市在建設(shè)全國算力樞紐過程中，如果選定某種技術(shù)路線，一旦出現(xiàn)新的顛覆性技術(shù)，算力演進技術(shù)路線發(fā)生方向性變化，可能導(dǎo)致前期技術(shù)研發(fā)和設(shè)施投入面臨損失。二是投資建設(shè)風(fēng)險。一些大型算力設(shè)施具有一定的公共產(chǎn)品屬性，投資建設(shè)周期長、資金投入大，需要政府部門積極參與，在財政收入相對有限的背景下，引導(dǎo)投資能力相對有限。三是市場效率風(fēng)險。在數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，各類企業(yè)可能會選擇建設(shè)一些中小型算力設(shè)施或者數(shù)據(jù)中心，這些算力設(shè)施或者數(shù)據(jù)中心的能耗效率標準、算力性能標準可能各有差異，相互之間協(xié)同性不足，導(dǎo)致算力市場競爭過度，降低算力設(shè)施建設(shè)的投入產(chǎn)出效率。

三、數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力建設(shè)的思路策略

把握算力發(fā)展趨勢，立足算力基礎(chǔ)條件以及數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展需要，數(shù)字經(jīng)濟一線城市建設(shè)算力樞紐的思路策略是：跟蹤關(guān)注前沿算力，積極建設(shè)新型算力，提效激活優(yōu)勢算力，轉(zhuǎn)型升級落后算力。

（一）跟蹤關(guān)注前沿算力

數(shù)字經(jīng)濟一線城市應(yīng)以探索更高技術(shù)、獲取更高算力為目標導(dǎo)向，積極跟蹤并持續(xù)關(guān)注兩類研發(fā)技術(shù)路線逐漸清晰的算力形態(tài)。一是量子計算。在谷歌、DWave、微軟、IBM等知名企業(yè)的研發(fā)與推動下，量子計算機正從概念理論探索走向?qū)嵺`商用試驗。多家咨詢機構(gòu)都對量子計算的市場前景非常看好，認為量子計算是突破當(dāng)前計算極限的重要方向。二是類腦計算。類腦計算致力于借鑒人腦運作方式打造超高效率和超低功耗的新型計算系統(tǒng)，雖然還未有實踐典型案例，但在概念理論上的探索一直備受關(guān)注并不斷有新突破。在當(dāng)前階段，數(shù)字經(jīng)濟一線城市可將量子計算和類腦計算布局作為先進算力建設(shè)的重要組成部分，積極鼓勵和吸引相關(guān)科研院所和科技企業(yè)開展研發(fā)試驗，未來率先在商業(yè)化和市場化上搶得先機、把握主動權(quán)。三是放眼全球技術(shù)發(fā)展趨勢，積極在生物計算、超導(dǎo)計算、光計算等計算前沿領(lǐng)域開展探索。

（二）積極建設(shè)新型算力

聚焦數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字城市和數(shù)字社會發(fā)展，積極建設(shè)有力支撐數(shù)字應(yīng)用場景運行的集約化、開放化、專業(yè)化、低時延新型算力。一是積極建設(shè)人工智能計算中心。以城市戰(zhàn)略區(qū)域和戰(zhàn)略平臺為空間載體，探索引進智能計算頭部企業(yè)作為戰(zhàn)略合作方，建設(shè)全球領(lǐng)先的人工智能計算中心，集聚智能計算服務(wù)提供商和應(yīng)用者，推動政產(chǎn)學(xué)研用深度融合，共同服務(wù)城市大腦、無人駕駛、智慧醫(yī)療、智慧教育、人工智能、智能制造的發(fā)展。二是靈活建設(shè)邊緣計算中心。根據(jù)不同場景、不同企業(yè)需求，推動通信企業(yè)、數(shù)據(jù)中心服務(wù)商、基礎(chǔ)運營商、大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和供水、供電、消防等市政部門形成合力，相互開放共享相應(yīng)的空間和設(shè)施設(shè)備資源，布局建設(shè)邊緣計算節(jié)點或邊緣計算數(shù)據(jù)站，推動算力從“云+端”集中式空間分布架構(gòu)向“云+邊+端”分布式空間架構(gòu)轉(zhuǎn)變。

（三）提效激活優(yōu)勢算力

當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟一線城市在云計算領(lǐng)域普遍具有明顯優(yōu)勢，一些城市因布局有國家超級計算中心而在超算領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。未來，提效激活優(yōu)勢算力，一是支持八大國家超級計算中心軟硬件擴容升級和技術(shù)更新，保持和提升在全球超級計算機榜單中的優(yōu)勢地位，使之成為代表國家高性能計算的名片。二是推動國家超級計算中心以產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為導(dǎo)向，重點面向智慧城市建設(shè)、人工智能與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展市場需求，開發(fā)和開放更多的應(yīng)用軟件平臺和算力資源，與本地經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)更深更好的融合。三是采用先進技術(shù)一體化推進云計算基礎(chǔ)設(shè)施、云計算平臺和云計算軟件建設(shè)，提升數(shù)據(jù)分析處理和計算能力，增強云計算輻射影響力和算力輸出能力。四是針對企業(yè)數(shù)據(jù)安全、用云成本高的顧慮，進一步完善企業(yè)尤其是中小企業(yè)“上云用數(shù)賦智”政策，鼓勵行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭建設(shè)云平臺，大力推進公有云、私有云和混合云協(xié)同建設(shè)，激活云計算需求市場。

（四）轉(zhuǎn)型升級落后算力

新技術(shù)的應(yīng)用以及新需求的產(chǎn)生對算力發(fā)展提出了新要求。與此同時，日益緊張和有限的資源能源也倒逼算力發(fā)展模式要做出改變。推動落后算力轉(zhuǎn)型升級，一是堅持需求引領(lǐng)，推動數(shù)據(jù)中心向云計算中心轉(zhuǎn)變，改變重數(shù)據(jù)存儲輕數(shù)據(jù)計算、重設(shè)備租賃輕增值服務(wù)的格局，大力挖掘和全面提升全市各類算力設(shè)施的經(jīng)濟效益。二是堅持技術(shù)更新和綠色升級相結(jié)合，按照國家標準要求，引進先進的計算技術(shù)、節(jié)能技術(shù)，從硬件和軟件兩方面著手推動能源消耗高、計算效率低的算力設(shè)施改造升級，加快實現(xiàn)計算型云數(shù)據(jù)中心PUE低于1.3的目標。三是著眼于各企業(yè)規(guī)模小、效率低的自用型數(shù)據(jù)中心，選取一批開展轉(zhuǎn)型升級試點示范，按照行業(yè)類別進行整合和盤活，提高利用效率和集約化規(guī)模化發(fā)展程度。四是加快淘汰老舊以及小規(guī)模、低效率算力設(shè)施，為新建智能計算中心、邊緣計算中心等高性能算力設(shè)施騰出資源和空間。

四、數(shù)字經(jīng)濟一線城市算力建設(shè)的突破口

（一）加快建設(shè)計算產(chǎn)業(yè)集群

發(fā)揮數(shù)字經(jīng)濟一線城市科研創(chuàng)新、先進制造和應(yīng)用市場優(yōu)勢，強化處理器、服務(wù)器、控制器、存儲器、核心芯片、基礎(chǔ)架構(gòu)軟件、操作系統(tǒng)、分析軟件等算力系統(tǒng)關(guān)鍵零部件和軟件系統(tǒng)的研發(fā)制造能力，著眼于市場應(yīng)用與行業(yè)融合，大力發(fā)展大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)安全、云服務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用服務(wù)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智慧交通、智慧教育、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域強化算力支撐、開拓計算市場，打造集算力技術(shù)創(chuàng)新、算力設(shè)施生產(chǎn)制造、算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、算力應(yīng)用開發(fā)于一體的全計算產(chǎn)業(yè)鏈。規(guī)劃建設(shè)計算科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園，以超級計算中心、智能計算中心等新型計算中心為牽引，集聚培養(yǎng)國內(nèi)外一流算力人才，引進一批超算研發(fā)型、應(yīng)用型、服務(wù)型等超算關(guān)聯(lián)龍頭企業(yè)，打造形成完善的超算生態(tài)系統(tǒng)。圍繞推動人工智能計算中心發(fā)展，規(guī)劃建設(shè)人工智能計算科技創(chuàng)新園，重點集聚人工智能計算關(guān)聯(lián)企業(yè)，打造集智能計算的服務(wù)平臺、創(chuàng)新平臺、孵化平臺和眾創(chuàng)空間于一體的智能計算生態(tài)圈。設(shè)立算力產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”，培育壯大算力產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”，建立算力產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展的推進機制。加快建立算力創(chuàng)新應(yīng)用示范項目和樣板工程，引領(lǐng)算力與實體經(jīng)濟深度融合發(fā)展，打造算力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新生態(tài)。

（二）優(yōu)化算力圈層空間布局

以國家布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點為契機，數(shù)字經(jīng)濟一線城市應(yīng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)空間布局，制定算力區(qū)域共建政策，建立跨區(qū)域建設(shè)算力設(shè)施的財政投入機制、成本分擔(dān)機制、收入分配機制和市場共享機制，完善區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸和算力網(wǎng)絡(luò)，推動形成區(qū)域算力共建共贏新格局。統(tǒng)籌做好城市內(nèi)部和周邊區(qū)域的算力布局，加快形成算力設(shè)施的圈層空間布局結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)算力部署與土地、水電等資源的協(xié)調(diào)可持續(xù)，破解在城市內(nèi)部建設(shè)大型算力設(shè)施面臨的資源環(huán)境壓力。其中，第一圈層為數(shù)字經(jīng)濟一線城市中心城區(qū)以及戰(zhàn)略功能區(qū)，重點布局人工智能計算中心、高性能云計算中心和邊緣計算中心，主要滿足人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、金融交易等對網(wǎng)絡(luò)時延要求極高的應(yīng)用場景建設(shè)和市場需求；第二圈層為數(shù)字經(jīng)濟一線城市外圍區(qū)及數(shù)字經(jīng)濟一線城市引領(lǐng)建設(shè)的都市圈，通過區(qū)域合作共建重點布局云計算中心和數(shù)據(jù)中心，主要滿足對網(wǎng)絡(luò)時延要求相對較高的應(yīng)用場景建設(shè)和一般數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展需求；第三圈層為貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等中西部地區(qū)國家算力樞紐節(jié)點，重點是響應(yīng)和支持國家“東數(shù)西算”工程，將數(shù)字經(jīng)濟一線城市服務(wù)后臺數(shù)據(jù)、存儲災(zāi)備數(shù)據(jù)等對網(wǎng)絡(luò)時延要求不高的數(shù)據(jù)通過遠程輸送并進行計算處理。

（三）推進算力資源協(xié)同共享

建立各類數(shù)據(jù)和計算中心協(xié)同發(fā)展引導(dǎo)和激勵政策，積極推動超級計算中心、云計算中心、智能計算中心、邊緣計算中心、大數(shù)據(jù)中心合作共建、資源共享與科學(xué)布局，協(xié)同提升數(shù)據(jù)存儲、傳輸、交換和服務(wù)能力，促進算力設(shè)施的數(shù)據(jù)資源、算力資源、算力平臺和應(yīng)用場景相互開放，滿足不同市場主體個性化數(shù)字計算需求。鼓勵算力機構(gòu)共建開源性平臺和共性技術(shù)研發(fā)平臺，構(gòu)建算力創(chuàng)新發(fā)展共同體。探索建設(shè)算力交易平臺，協(xié)同各方制定算力標準確定機制、價格生成機制、產(chǎn)權(quán)界定機制和交易規(guī)則機制，加快建設(shè)算力交易市場，通過市場力量促進算力設(shè)施資源的高效利用和有效配置。依托算力協(xié)會或算力聯(lián)盟，加強不同運營主體的交流合作，促進信息及時發(fā)布，通過行業(yè)組織力量調(diào)節(jié)算力設(shè)施資源。以建設(shè)國家級行業(yè)計算中心為目標，牽引多種算力協(xié)同共建，共同匯聚全國行業(yè)數(shù)據(jù)資源，服務(wù)國家行業(yè)數(shù)字化發(fā)展。鼓勵和引導(dǎo)算力設(shè)施運營商和服務(wù)商的發(fā)展，為算力設(shè)施資源協(xié)同共享提供更好市場條件。

（四）完善促進算力發(fā)展的政策

嚴格貫徹落實國家的政策要求，數(shù)字經(jīng)濟一線城市應(yīng)加快制定清晰明確的算力發(fā)展規(guī)劃規(guī)范與建設(shè)指引，為市場主體參與算力設(shè)施建設(shè)解除后顧之憂。一是制定算力投資建設(shè)門檻，明確新建云計算、數(shù)據(jù)中心、智能計算中心、邊緣計算中心的投資建設(shè)主體、投資規(guī)模標準和技術(shù)性能要求，避免出現(xiàn)無序競爭導(dǎo)致市場效率低下。二是制定算力發(fā)展目錄清單，根據(jù)數(shù)字經(jīng)濟和算力技術(shù)發(fā)展階段特征，動態(tài)制定前沿培育類、重點建設(shè)類、提質(zhì)激活類、轉(zhuǎn)型升級類、淘汰退出類算力目錄，為實行“一算一策”提供依據(jù)。三是制定算力建設(shè)指引要求，著眼長遠在城市國土空間規(guī)劃中預(yù)留算力設(shè)施建設(shè)用地，明確算力設(shè)施建設(shè)過程中場址選擇、空間開放、用電用水、用地支持、節(jié)能環(huán)保等政策指引。四是制定算力融合應(yīng)用政策，在供給端，激勵計算中心面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求開發(fā)算力應(yīng)用平臺或解決方案，支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。在需求端，繼續(xù)支持企業(yè)“上云用數(shù)賦智”，完善企業(yè)應(yīng)用算力的鼓勵激勵措施，在公共管理和公共服務(wù)領(lǐng)域加強算力的創(chuàng)新應(yīng)用。五是制定算力設(shè)施評價政策，根據(jù)算力發(fā)展趨勢，建立健全包括能耗、效率、技術(shù)、性能、服務(wù)、市場等指標的算力設(shè)施綜合評價體系，重點比較不同算力設(shè)施的單位空間提供算力、單位能耗提供算力、單位成本提供算力，避免使用單一指標帶來的評價片面性。