《考察报告》连载十二|西进东出:数字中国万里行“预见”东数西算
2022 年初,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地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,标志着“东数西算”工程正式全面启动。
回过头来看,2018 年发起的“数字中国万里行”,在思路和节奏上,与“东数西算”的战略相当的合拍。尽管在过去两年中受到了疫情的影响,我们的足迹也已覆盖 8 个枢纽节点,实地考察了 7 个数据中心集群。接下来就结合几年来数字中国万里行的考察研究,解析东数西算工程的一些要点。
8 大枢纽和 10 大集群
国家发展改革委(发改委)会同有关部门研究制定的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》(以下简称《实施方案》)中指出:起步阶段,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等跨区域的国家枢纽节点(“东数”区),原则上布局不超过 2 个集群;贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等单一行政区域的国家枢纽节点(“西算” 区),原则上布局 1 个集群。
目前,我国最大经济区长三角和本身就是双头格局的成渝都已经规划了 2 个集群。这 8 个国家算力枢纽节点设立的 10 个国家数据中心集群分别是——
- 京津冀枢纽:张家口数据中心集群
- 长三角枢纽:长三角生态绿色一体化发展示范区数据中心集群、芜湖数据中心集群
- 粤港澳大湾区枢纽:韶关数据中心集群
- 成渝枢纽:天府数据中心集群、重庆数据中心集群
- 贵州枢纽:贵安数据中心集群
- 内蒙古枢纽:和林格尔数据中心集群
- 甘肃枢纽:庆阳数据中心集群
- 宁夏枢纽:中卫数据中心集群
△ 10 个国家数据中心集群(起步区)大致位置,“长三角”是长三角生态绿色一体化发展示范区的简写(右上至左下的虚线是著名的“胡焕庸线”,详见后文)
东数、西算之分
虽然是起步阶段的“原则上”,但是分为能布局 2 个集群的 4 个“跨区域的国家枢纽节点”,和布局 1 个集群的 4 个“单一行政区域的国家枢纽节点”,还是有规律可循的。
以“充分发挥本区域的优势”为例,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝列举的都是“市场、技术、人才、资金”,贵州、内蒙古、甘肃、宁夏列举的都是“气候、能源、环境”。
在发展数据中心集群的要求上,除了高能效、低碳、优化东西部间互联网络和枢纽节点间直连网络这些共性,贵州、内蒙古、甘肃、宁夏强调“高可靠”,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝则强调“高密度”,还多一条“提升数据供给质量”。
△ 中国电子信创云基地(顺义)
结合相对的地理位置,在全国一体化大数据中心协同创新体系中:
- 京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝 4 大枢纽是“东数”,自给而不自足,内部消化为主,对外转移部分需求(优化数据中心供给结构,扩展算力增长空间,满足重大区域发展战略实施需要);
- 贵州、内蒙古、甘肃、宁夏 4 大枢纽是“西算”,定位偏供给侧,主要承接转移过来的需求(积极承接全国范围需后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求,打造面向全国的非实时性算力保障基地)。
以粤港澳大湾区国家枢纽节点为例,根据《南方都市报》等媒体的报道:到 2025 年,广东省 70% 的数据中心在省内建设,30% 的数据中心通过“东数西算”向西部地区国家枢纽节点转移;韶关数据中心集群将建成 50 万标准机柜、500 万台服务器规模,投资超 500 亿元(不含服务器及软件)。
在“东数西算”工程的 8 个国家枢纽节点中,如果严格按照地理位置来划分,总会由于成渝、贵州两个枢纽的特殊性,呈现 “5 + 3” 而非 “东西各 4” 的格局:
- 从东、西部的角度,成渝和贵州都位于西部,结果是 “西 5 东 3”;
- 用“胡焕庸线”来切割,成渝和贵州都在东南,就变成 “西 3 东 5”……
1935 年提出的“胡焕庸线”从黑龙江省的黑河(瑷珲)到云南省的腾冲划一条斜线(见本文首图),将中国地图一分为二:右侧(东南方向)地势较低,多平原和水网,平均气温和人口密度较高;左侧(西北方向)地势较高,多草原和沙漠,平均气温和人口密度较低。
这条斜线的划分也只是相对准确,譬如贵州位于胡焕庸线的东南侧,反而是成都地区压在线上,成都市甚至还“越线”到了西北侧——在一些解读中,成渝枢纽也被划为既向甘肃枢纽和贵州枢纽转移数据,又承接长三角枢纽算力需求的“中间地带”。但在实际资源禀赋上,成都平原众所周知,贵州境内 90% 以上的面积是山地和丘陵;从人口分布和经济发展状况等方面来看,相对偏西北的成渝枢纽属于“东数”,位在其东南的贵州枢纽属于“西算”,确实是合理的。
胡焕庸线的“相对”还在于,其划分方式在很多区域内部同样适用,譬如京津冀、长三角、粤港澳大湾区的内部,也是东南部的经济发展更好。像张家口数据中心集群之于京津冀、韶关数据中心集群之于粤港澳大湾区,基本都处在多山地的西北部。
总的来说,“东数”一侧人口众多,经济发达,是大市场;“西算”一侧资源丰富,地广人稀,适合养“机”。
数据中心 居大不易
在《 2018 中国超大规模云数据中心考察报告》的第一章,我们已经论述了数据中心超大规模(hyperscale)化的趋势,而京津冀、长三角、粤港澳大湾区则是我国超大规模城市(群)的所在地。当超大规模数据中心遇上超大规模人居环境,必然会在土地、电力和水资源等方面形成竞争关系,结果只能是数据中心另谋他处。
△ 华为乌兰察布云数据中心二期,(中轴线上)远处为一期
在2018 年数字中国万里行暨北方区数据中心之旅结束后的半年多时间里,京津冀、长三角、粤港澳大湾区的核心城市,相继出台了数据中心 PUE(Power Usage Effectiveness,电能利用效率)新规:
- 2018 年 9 月初,北京市人民政府办公厅发布《北京市新增产业的禁止和限制目录(2018 年版)》,中心城区和北京城市副中心全面禁止新建和扩建数据中心,全市其他范围可以允许(新建和扩建)PUE 值在 1.4 以下的云数据中心;
- 2018 年 11 月初,上海市人民政府办公厅转发市经信委制订的《上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》,要求统筹空间、规模、用能,加强长三角区域协同,布局高端、绿色数据中心,新建机架控制在 6 万个,总规模控制在 16 万个。推动数据中心节能技改和结构调整,存量改造数据中心 PUE 不高于 1.4,新建数据中心 PUE 限制在 1.3 以下;
- 2019 年 4 月中上旬,深圳市发改委发布了《深圳市发展和改革委员会关于数据中心节能审查有关事项的通知》,新建数据中心需按照“(能效)以高代低、(规模)以大代小、(技术)以新代旧” 等减量替代方式,严控年综合能源消费新增量;新增能源消费量不支持 PUE 1.4 以上的数据中心,PUE 低于 1.25 的数据中心可给予实际替代量 40% 以上的支持。
在当时数据中心市场飞速发展的大背景下,从北到南、越来越严的 PUE 新规,其实相当于给数据中心建设者们下“逐客令”了。
数据中心正常运转的两大基础是供电和制冷,如果建在城区,不仅会和居民抢电,制冷方面也难免互相干扰。制冷是对 PUE 影响最大的环节,远离热闹的都市,寻找空气条件适宜的地方建设数据中心,可以显著减少用于制冷的用电量,有助于降低数据中心的 PUE。
万里行见证集群发展
2018 年 8 月初,数字中国万里行暨北方区数据中心之旅在天津腾讯数据中心启动,向西北穿过京、冀,首先抵达——
张家口数据中心集群:起步区为张家口市怀来县、张北县、宣化区。
在怀来,我们参观了秦淮数据在 2017 年建设投产的超大规模数据中心园区,字节跳动落地于此;而在本次万里行抵达江苏宿迁之际,腾讯与张家口市怀来县正式签约,宣布入驻环首都新一代信息技术示范区,将投资 300 亿元建设腾讯华北信息技术产业总部基地。
采用三点布局的阿里云张北数据中心于 2015 年春开工建设,2016 年秋投产,万里行团队抵达时,阿里巴巴自主建设的庙滩二期项目已开始投入运营,并部署了一个机房的浸没式液冷集群。
然后,我们向西进入内蒙古,穿越——
和林格尔数据中心集群:起步区边界为和林格尔新区和集宁大数据产业园。
当时,位于乌兰察布东南区域的集宁大数据产业园刚刚动工建设,附近的数据中心只有 2 万台服务器规模的华为乌兰察布云数据中心一期;和林格尔已经有中国移动和中国电信的超大规模数据中心园区(部分)投入使用,北方约 40 公里外还有中国联通呼和浩特云数据中心。
转向西南,驱车数日之后,进入宁夏——
中卫数据中心集群:起步区边界为中卫工业园西部云基地。
凤云路上已经有中国移动、美团和 360、亚马逊云(AWS)在内的多个数据中心,中国联通云数据中心和一些项目的二期也在建设中。
继续向南,经过兰州,来到天水,东北方向有今天的——
庆阳数据中心集群:起步区边界为庆阳西峰数据信息产业聚集区。
2017 年 10 月,庆阳华为云计算大数据中心项目奠基开工。这是庆阳市建设新型智慧城市的第一个重大项目,可容纳 1000 个机柜。从建设目的和规模来看,主要是服务本区域的需求,当时还没有显露出成为国家级枢纽或数据中心集群的迹象。
从怀来到中卫所经各地,在 2018 年高铁的覆盖率并不高,我们选择自驾开过去,一路奔波甚是辛苦。一年之后,数字中国万里行从西安坐高铁出发,直下成渝、贵州、粤港澳大湾区,继而飞赴长三角, 完成了对 7 大枢纽的第一轮实地考察。
天府数据中心集群:起步区为成都市双流区、郫都区、简阳市。
我们参观了紧邻双流区的太平洋保险成都数据中心,位于双流区的浩云成都高性能云计算基地因正有大客户入驻而临时取消行程。西北方向还有郫都区的万国数据(GDS)成都数据中心,也因为时间不够而作罢。
重庆数据中心集群:起步区为重庆市两江新区水土新城、西部(重庆)科学城璧山片区、重庆经济技术开发区。
2019 年我们两度参观了位于重庆市两江国际云计算产业园的重庆腾讯云计算数据中心,这是腾讯继天津(京津冀)、上海(长三角)、深汕合作区(粤港澳大湾区)三地之后的第四个自建大型数据中心园区,占地 250 亩,总投资 100 亿人民币,可容纳 20 万台服务器。园区周边还有中国电信、太平洋电信数据中心和浪潮重庆云计算中心。
贵安数据中心集群:起步区边界为贵安新区贵安电子信息产业园。
△ 苹果(Apple)在贵安新区的数据中心,和三大电信运营商的数据中心仅一座小山之隔
2016 年,腾讯在贵阳实验了第四代数据中心 T-block,我们顺便考察了三大电信运营商在贵安新区的数据中心。在 2019 年夏秋之交,腾讯贵安七星数据中心一期已经投入使用,一街之隔的贵安华为云数据中心也正在如火如荼的建设过程中。
韶关数据中心集群:起步区边界为韶关高新区。
在 2020~2021 年,我们考察了位于韶关西南的腾讯清远数据中心,和韶关东南的阿里巴巴河源数据中心。清远离广州更近,河源离广州和深圳也都不算远,韶关发展起来应该还需要几年的时间。
长三角生态绿色一体化发展示范区数据中心集群:起步区为上海市青浦区、江苏省苏州市吴江区、浙江省嘉兴市嘉善县。
早在 2015 年底,我们就参观了 10 万台服务器规模的腾讯青浦数据中心。2020 年 8 月,UCloud 优刻得青浦数据中心正式开工,2021 年仍在建设中。
芜湖数据中心集群:起步区为芜湖市鸠江区、弋江区、无为市。
2021 年,我们又重走北京→怀来→张家口→乌兰察布→和林格尔一线,沿途已全线贯通高铁,交通便利度大为提升,张家口数据中心集群与和林格尔数据中心集群也取得了重大进展。
怀来县:腾讯云瑞北和东园数据中心相继建成投产,成为当地最大的数据中心集群;
张北县:阿里云的数据中心三点布局已经大成;
△ 阿里云庙滩数据中心一、二、三期
宣化区:2021 年 10 月中旬,阿里巴巴宣化云计算数据中心京张奥项目开工奠基。阿里巴巴宣化云计算数据中心分为京张奥项目和河子西项目,分别位于宣化经济开发区京张奥园区和宣化区河子西乡。据报道,两项目占地总面积约 900 亩,计划总投资约 70 亿元,将建设数据中心楼 22 栋,柴发楼 22 栋,运维楼(ECC)2 栋,变电站 2 栋,计划安装约 35500 个机柜。
乌兰察布:在华为乌兰察布云数据中心一期东南 6.5 平方公里的范围内,云集了华为乌兰察布云数据中心二期和苹果、阿里巴巴、UCloud(优刻得)、快手的数据中心园区,彼此间仅有一街之隔,密集度之高为国内罕见。不止于此,阿里云和华为云在乌兰察布都采用三点布局,即建设的数据中心至少还有两处……
和林格尔新区:中国移动(呼和浩特)数据中心二期建设接近完成。“东数西算”工程正式启动之后,内蒙古和林格尔新区举行了 4 月份重大项目集中开工仪式,涉及数据中心的有中国电信云计算内蒙古信息园二期项目、中国银行金融科技中心和林格尔新区项目、内蒙古农信信息科技中心项目、智能制造产业园二期项目(国家气象西部算力中心计划年内开工,一期项目有东方超算云内蒙古超级大脑),总投资超过 30 亿元。
2021 年内“故地重游”的还有贵安数据中心集群,重点参观了贵安华为云数据中心。
不难看出,随着时间的推移,这些数据中心集群都取得了显著的进展,“东数西算”工程全面启动的促进作用也已初见成效。