隨著人工智能的爆發(fā)式增長(zhǎng)，以大模型、具身智能為代表的應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)涌現(xiàn)，全球算力規(guī)模呈現(xiàn)激增態(tài)勢(shì)。算力對(duì)人工智能發(fā)展的重要性日益凸顯，隨著我國(guó)國(guó)產(chǎn)化芯片逐漸實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，國(guó)內(nèi)算力呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)。算力是人工智能發(fā)展的核心支撐，對(duì)于保障我國(guó)產(chǎn)業(yè)安全、可靠發(fā)展至關(guān)重要。
人工智能的盡頭是算力，算力的盡頭是電與碳。有數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)算力規(guī)模將達(dá)到4800億千瓦時(shí)，碳排放將超過(guò)2億噸;若所有算力參與電力市場(chǎng)交易，可降低1角/千瓦時(shí)的綜合運(yùn)營(yíng)成本，算力用戶總計(jì)可獲得480億元的普惠收益。此外，數(shù)據(jù)中心每提升1%的綠電使用率，相當(dāng)于減少200萬(wàn)噸碳排放，而要實(shí)現(xiàn)同等規(guī)模的碳減排，需種植1.1億棵樹(shù)。由此可見(jiàn)，推動(dòng)電、碳與算力的協(xié)同發(fā)展，能以極小成本實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
國(guó)家相關(guān)部委高度重視電力、算力、碳排放的協(xié)同發(fā)展，以及由此帶來(lái)的算力規(guī)模發(fā)展機(jī)遇。南方電網(wǎng)公司積極響應(yīng)國(guó)家政策要求，在2024年首先提出了電算協(xié)同的發(fā)展理念，明確了“以充裕瓦特支撐比特，清潔瓦特助力綠色比特”的發(fā)展方向，并在2025年進(jìn)一步融入碳元素，推動(dòng)電碳算協(xié)同工作向縱深發(fā)展。
在這一理念指引下，我們從電力視角出發(fā)，推動(dòng)算力融入全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)——通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制調(diào)節(jié)算力資源配置，引導(dǎo)算力向運(yùn)營(yíng)成本較低的區(qū)域流動(dòng)，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化算力綜合成本、提升綠電占比，最終實(shí)現(xiàn)更安全、更經(jīng)濟(jì)、更綠色的算力供給。需要說(shuō)明的是，短期內(nèi)若電算負(fù)荷不參與市場(chǎng)化交易，算力也難以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域流動(dòng)。我們希望建立一套引導(dǎo)機(jī)制，推動(dòng)算力實(shí)現(xiàn)低碳、綠色、經(jīng)濟(jì)、安全的調(diào)度，最終達(dá)成全域算力綜合運(yùn)營(yíng)成本最優(yōu)化的目標(biāo)。
2024年以來(lái)，南方電網(wǎng)公司在電碳算協(xié)同領(lǐng)域取得一系列成果：上線電碳算協(xié)同運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)并試運(yùn)行;突破電碳算計(jì)量、電碳算映射模型、網(wǎng)調(diào)度模塊等4項(xiàng)核心技術(shù);建設(shè)包含高效能液冷服務(wù)器、算力中心供電方案的能源大數(shù)據(jù)中心。
在系統(tǒng)方面，不同于傳統(tǒng)的算力調(diào)度運(yùn)營(yíng)，我們建設(shè)電碳算協(xié)同運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，依托全國(guó)電力市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制，以電價(jià)、綠電為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)算力任務(wù)跨區(qū)域轉(zhuǎn)移，從而降低算力運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)，通過(guò)綠電交易促進(jìn)算力任務(wù)消納綠電，為全國(guó)一體化算力網(wǎng)提供高效、安全、綠色的解決方案。
構(gòu)建這樣一套系統(tǒng)并不容易。我們需打通算力網(wǎng)，推進(jìn)確定性網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，連接云數(shù)據(jù)中心，同時(shí)搭建城市算力網(wǎng)，最終形成南方能源算力網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)南網(wǎng)區(qū)域的算力網(wǎng)絡(luò)并入全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)工程看起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)則需耗費(fèi)半年時(shí)間才打通所有網(wǎng)絡(luò)，完成所有算力資源的調(diào)試。
和現(xiàn)有算力網(wǎng)不同，我們將電算碳三者深度融合。要實(shí)現(xiàn)算力與綠電的精準(zhǔn)匹配，需先明確算力任務(wù)對(duì)應(yīng)的耗電量、碳排放量，這就需要建立電碳算聯(lián)合計(jì)量體系。為此，南方電網(wǎng)公司自主研發(fā)電碳算耦合計(jì)量表，用于采集異構(gòu)硬件的算力與電力數(shù)據(jù)。該技術(shù)的難點(diǎn)在于，當(dāng)前算力缺乏統(tǒng)一計(jì)量單位，且不同硬件的算力、電力能效比存在差異。為解決這一問(wèn)題，我們通過(guò)大量測(cè)試與硬件適配，以電碳算協(xié)同測(cè)試為基礎(chǔ)，建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，將算力任務(wù)的實(shí)時(shí)電能消耗與碳排放數(shù)據(jù)掛鉤，通過(guò)兩步轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)量。
基于電碳算計(jì)量數(shù)據(jù)，我們對(duì)不同訓(xùn)練框架、算力卡、大模型及數(shù)據(jù)量開(kāi)展測(cè)試，進(jìn)而構(gòu)建電碳算協(xié)同映射模型。有了模型之后，我們進(jìn)一步構(gòu)建了電碳算協(xié)同調(diào)度策略，將“性能、費(fèi)用、碳排”納入目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)用戶偏好調(diào)整權(quán)重。有了調(diào)度策略，就可具體執(zhí)行網(wǎng)調(diào)度過(guò)程。
展望未來(lái)，算力、電力、碳資源的深度融合，是推動(dòng)行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的核心動(dòng)力。南方電網(wǎng)公司希望通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化解決方案、新型方式重點(diǎn)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心的能效提升、綠色化改造、集約化供電方式改造，為算力網(wǎng)提供綠色、經(jīng)濟(jì)的解決方案。同時(shí)，開(kāi)放我們的電碳算協(xié)同運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，吸引更多數(shù)據(jù)中心、產(chǎn)業(yè)主體加入平臺(tái)，共同優(yōu)化算力運(yùn)營(yíng)，輸出更經(jīng)濟(jì)、更低碳、更綠色的算力服務(wù)。
生態(tài)繁榮離不開(kāi)各方的共同參與，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)各界伙伴加入南方電網(wǎng)公司電碳算協(xié)同生態(tài)，共同打造電碳算協(xié)同新范式。(中國(guó)能源報(bào)記者 楊梓/整理 錢(qián)琳：南方電網(wǎng)電算科技數(shù)字工程(廣東)有限公司技術(shù)總工)
評(píng)論