中移智庫(kù)-通信行業(yè)算力碳效可信評(píng)價(jià)白皮書(shū)2024

發(fā)布單位：中移智庫(kù)編制單位：中國(guó)移動(dòng)通信研究院等編制說(shuō)明它重點(diǎn)體現(xiàn)通過(guò)可信技術(shù)評(píng)價(jià)算力基礎(chǔ)設(shè)施的有效算力與算力生產(chǎn)過(guò)程中二氧中國(guó)移動(dòng)11.算力碳效可信評(píng)價(jià)的政策環(huán)境和背景 21.1算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 21.2國(guó)家“雙碳”背景下算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展需求 32.算力碳效可信評(píng)價(jià)的定義和意義 42.1現(xiàn)有能效指標(biāo)和評(píng)價(jià)手段及其局限性 42.1.1現(xiàn)有主要能效指標(biāo)和評(píng)價(jià)手段 42.1.2現(xiàn)有主要能效指標(biāo)和評(píng)價(jià)手段的局限性 62.2算力碳效可信評(píng)價(jià)的定義 72.3算力碳效可信評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)和意義 82.3.1算力碳效可信評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì) 82.3.2算力碳效可信評(píng)價(jià)的意義 3.算力碳效可信評(píng)價(jià)技術(shù)方案和評(píng)價(jià)要素 3.1算力碳效可信評(píng)價(jià)技術(shù)方案 3.2算力碳效可信評(píng)價(jià)要素 3.2.1算力碳效評(píng)價(jià)對(duì)象 3.2.2算力碳效核算邊界 3.2.3算力碳效核算方法 3.2.4算力碳效評(píng)價(jià)流程 3.2.5算力碳效分級(jí)方法 4.算力碳效可信評(píng)價(jià)的應(yīng)用實(shí)踐和實(shí)用前景 4.1數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)應(yīng)用實(shí)踐成效 4.2促進(jìn)算網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中算網(wǎng)協(xié)同與融合技術(shù)的綠色發(fā)展 254.3構(gòu)建算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段的綠色供應(yīng)鏈體系 265.算力碳效可信評(píng)價(jià)的趨勢(shì)和展望 縮略語(yǔ)列表 參考文獻(xiàn) 342中國(guó)移動(dòng)1.算力碳效可信評(píng)價(jià)的政策環(huán)境和背景），中國(guó)移動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)秉承著“網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不達(dá)、算力無(wú)所不在、智能無(wú)所不及”）；）；3中國(guó)移動(dòng)圖1.國(guó)家碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策示意（摘自《中國(guó)碳達(dá)峰碳中和政策與行動(dòng)報(bào)告（2023）》）4中國(guó)移動(dòng) 2.算力碳效可信評(píng)價(jià)的定義和意義當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛使用PUE作為衡量數(shù)據(jù)中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施能效的關(guān)鍵指5中國(guó)移動(dòng)標(biāo)。PUE是一年內(nèi)數(shù)據(jù)中心總耗電量與數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備總耗電量的比值。PUE效，衍生而來(lái)的能效指標(biāo)主要包括：局部PUE（pPUE）、碳利用可以評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心更小區(qū)間內(nèi)的能效；CUE是數(shù)據(jù)中心二氧化碳總排放量與IT6中國(guó)移動(dòng)7中國(guó)移動(dòng)本白皮書(shū)提出的算力基礎(chǔ)設(shè)施算力碳效可信評(píng)價(jià)是指基于區(qū)塊鏈可信技術(shù)力基礎(chǔ)設(shè)施在評(píng)價(jià)周期內(nèi)平均單位時(shí)間單位規(guī)格化有效算力產(chǎn)生的二氧化碳排8中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)9表1.CEOC指標(biāo)和PUE指標(biāo)對(duì)比PUE備用電量CEOC二氧化碳排放量/規(guī)格化有效算力評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)能源消耗監(jiān)測(cè)二氧化碳排放量監(jiān)測(cè)碳排放強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心算力監(jiān)測(cè)CPU、GPU、內(nèi)存、硬盤(pán)使用率監(jiān)測(cè)機(jī)房實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的變化評(píng)測(cè)體系CPU、GPU使用率內(nèi)存使用率硬盤(pán)使用率網(wǎng)絡(luò)資源利用率服務(wù)器功率利用率服務(wù)器規(guī)格算力室外年均溫度機(jī)柜資源利用率（上架率）可再生能源利用率機(jī)架數(shù)中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)印發(fā)國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案的通知》中指出：我國(guó)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的3.算力碳效可信評(píng)價(jià)技術(shù)方案和評(píng)價(jià)要素中國(guó)移動(dòng)圖2.算力碳效可信評(píng)價(jià)技術(shù)方案架構(gòu)圖中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)表2.算力碳效核算邊界二氧化碳排放量核算邊界機(jī)架服務(wù)器CPU/GPU中國(guó)移動(dòng)存儲(chǔ)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由等通信設(shè)備交換機(jī)等雜項(xiàng)設(shè)備安全加密設(shè)備等機(jī)架設(shè)備傳感器、顯示面板等制冷IT設(shè)備制冷背板空調(diào)等機(jī)房制冷機(jī)房空調(diào)恒濕機(jī)房恒濕機(jī)其他機(jī)房設(shè)施供配電風(fēng)扇安全消防系統(tǒng)規(guī)格化有效算力核算邊界IT設(shè)備規(guī)格化有效算力CPU/GPU算力存儲(chǔ)算力其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等中國(guó)移動(dòng)EEE碳排放量——算力基礎(chǔ)設(shè)施在評(píng)價(jià)周期內(nèi)平均單位時(shí)間直接或間接產(chǎn)生的）；f(ECP有效算力，CP基準(zhǔn)算力，e算能系數(shù))——算力基礎(chǔ)設(shè)施在評(píng)價(jià)周期內(nèi)平均單E碳排放量是算力基礎(chǔ)設(shè)施核算邊界范圍內(nèi)所有碳排放因素平均單位時(shí)間直接的二氧化碳排放量為各碳排放因素平均單位時(shí)間的活動(dòng)量與相應(yīng)的碳排放因子有效算力，基準(zhǔn)算力，算能系數(shù)有效算力，基準(zhǔn)算力，算能系數(shù)ej）；中國(guó)移動(dòng)）；）；βe1——調(diào)整項(xiàng)。中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)算力相關(guān)數(shù)據(jù)包括被評(píng)價(jià)算力基礎(chǔ)設(shè)施的IT設(shè)備組成、IT設(shè)備配置信息、IT20中國(guó)移動(dòng)圖3.算力碳效可信評(píng)價(jià)流程圖21中國(guó)移動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)施的CEOC指標(biāo)值進(jìn)行相互比較。不同評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的算力基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行調(diào)查問(wèn)卷調(diào)研，收集相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使用算力碳效評(píng)價(jià)方法進(jìn)行4.算力碳效可信評(píng)價(jià)的應(yīng)用實(shí)踐和實(shí)用前景22中國(guó)移動(dòng)圖4.陜西移動(dòng)西咸數(shù)據(jù)中心23中國(guó)移動(dòng)圖5.中國(guó)移動(dòng)陜西西咸數(shù)據(jù)中心算力碳效可信評(píng)價(jià)示意圖24中國(guó)移動(dòng)圖6.PUE與CEOC標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)測(cè)對(duì)比圖25中國(guó)移動(dòng)圖7.CEOC影響因子大模型評(píng)價(jià)圖26中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)組件規(guī)格化有效算力項(xiàng)的權(quán)重系數(shù)在所有算力組件權(quán)重系數(shù)中的比重將有27中國(guó)移動(dòng)音識(shí)別、視頻處理等對(duì)各硬件廠商的設(shè)備進(jìn)行算力碳效評(píng)價(jià)，構(gòu)建供應(yīng)鏈設(shè)備28中國(guó)移動(dòng)圖8.基于中移鏈（CMChain）的“一物一碼”綠色供應(yīng)鏈平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)圖5.算力碳效可信評(píng)價(jià)的趨勢(shì)和展望29中國(guó)移動(dòng)跨域算力利用不同地域的時(shí)區(qū)差異或氣候條件差異進(jìn)行計(jì)算任務(wù)調(diào)度和資30中國(guó)移動(dòng)WEB3.0數(shù)字孿生技術(shù)在算力碳效可信評(píng)價(jià)中的應(yīng)用具有潛在的重要性。隨著算力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的推進(jìn)，構(gòu)建可信計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境同樣是重中之重，而31中國(guó)移動(dòng)縮略語(yǔ)列表縮略語(yǔ)英文全稱中文解釋AIArtificialIntelligence人工智能ANSIAmericanNationalStandardsInstitute美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)ARMAdvancedRISCMachine高級(jí)精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)ASHRAEAmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)ASICApplicationSpecificIntegratedCircuit應(yīng)用專用集成電路BenchSEEBenchmarkofServerEnergyEfficiency服務(wù)器能效基準(zhǔn)CEOCCarbonEfficiencyOfComputing算力碳效ComputingPower算力CPUCentralProcessingUnit中央處理器CUECarbonUseEfficiency碳利用效率DIMMDualInlineMemoryModules雙列直插式存儲(chǔ)模塊DPCDIMMPerChannel每條內(nèi)存通道配置內(nèi)存數(shù)DPUDataProcessingUnit數(shù)據(jù)處理器ECPEffectiveComputingPower有效算力EEUEElectricEnergyUsageEffectiveness電能使用效率FaaSFunctionasaService函數(shù)即服務(wù)FLOPSFloating-pointOperationsPerSecond每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)FPGAFieldProgrammableGateArray現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列GBDTGradientBoostingDecisionTree梯度提升決策樹(shù)GPUGraphicsProcessingUnit圖形處理器GSEGlobalScheduledEthernet全調(diào)度以太網(wǎng)InternetDataCenter互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心InternationalElectrotechnicalCommission國(guó)際電工委員會(huì)InternationalOrganizationforStandardization國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織InformationTechnology信息技術(shù)ITEEsvITEquipmentEnergyEfficiencyforserversIT服務(wù)器能源效率ITEquipmentThermalConsistencyIT設(shè)備熱一致性ITEquipmentToleranceRatioIT設(shè)備的容錯(cuò)性NECPNormalizedEffectiveComputingPower規(guī)格化有效算力NPUNeuralProcessingUnit神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器ODCCOpenDataCenterCommittee開(kāi)放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)pPUEPartialPUE局部PUEPUEPowerUsageEffectiveness電能利用效率REFRenewableEnergyFactor可再生能源系數(shù)RISC-VReducedInstructionSetComputer-V第五代精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)SDNSoftwareDefinedNetwork軟件定義網(wǎng)絡(luò)SD-WANSoftwareDefinedWideAreaNetwork軟件定義廣域網(wǎng)SERTServerEfficiencyRatingTool服務(wù)器效率評(píng)級(jí)工具SPECStandardPerformanceEvaluat