中移智庫-通信行業(yè)算力碳效可信評價白皮書2024

發(fā)布單位：中移智庫編制單位：中國移動通信研究院等編制說明它重點體現(xiàn)通過可信技術(shù)評價算力基礎(chǔ)設(shè)施的有效算力與算力生產(chǎn)過程中二氧中國移動11.算力碳效可信評價的政策環(huán)境和背景 21.1算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 21.2國家“雙碳”背景下算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展需求 32.算力碳效可信評價的定義和意義 42.1現(xiàn)有能效指標和評價手段及其局限性 42.1.1現(xiàn)有主要能效指標和評價手段 42.1.2現(xiàn)有主要能效指標和評價手段的局限性 62.2算力碳效可信評價的定義 72.3算力碳效可信評價的優(yōu)勢和意義 82.3.1算力碳效可信評價的優(yōu)勢 82.3.2算力碳效可信評價的意義 3.算力碳效可信評價技術(shù)方案和評價要素 3.1算力碳效可信評價技術(shù)方案 3.2算力碳效可信評價要素 3.2.1算力碳效評價對象 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算力碳效評價流程 3.2.5算力碳效分級方法 4.算力碳效可信評價的應(yīng)用實踐和實用前景 4.1數(shù)據(jù)中心試點應(yīng)用實踐成效 4.2促進算網(wǎng)運營中算網(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.算力碳效可信評價的趨勢和展望 縮略語列表 參考文獻 342中國移動1.算力碳效可信評價的政策環(huán)境和背景），中國移動算力網(wǎng)絡(luò)秉承著“網(wǎng)絡(luò)無所不達、算力無所不在、智能無所不及”）；）；3中國移動圖1.國家碳達峰碳中和“1+N”政策示意（摘自《中國碳達峰碳中和政策與行動報告（2023）》）4中國移動 2.算力碳效可信評價的定義和意義當前國內(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中國移動標。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，衍生而來的能效指標主要包括：局部PUE（pPUE）、碳利用可以評價數(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中國移動7中國移動本白皮書提出的算力基礎(chǔ)設(shè)施算力碳效可信評價是指基于區(qū)塊鏈可信技術(shù)力基礎(chǔ)設(shè)施在評價周期內(nèi)平均單位時間單位規(guī)格化有效算力產(chǎn)生的二氧化碳排8中國移動中國移動9表1.CEOC指標和PUE指標對比PUE備用電量CEOC二氧化碳排放量/規(guī)格化有效算力評測標準能源消耗監(jiān)測二氧化碳排放量監(jiān)測碳排放強度監(jiān)測數(shù)據(jù)中心算力監(jiān)測CPU、GPU、內(nèi)存、硬盤使用率監(jiān)測機房實際運行狀態(tài)的變化評測體系CPU、GPU使用率內(nèi)存使用率硬盤使用率網(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柜資源利用率（上架率）可再生能源利用率機架數(shù)中國移動中國移動印發(fā)國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案的通知》中指出：我國大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的3.算力碳效可信評價技術(shù)方案和評價要素中國移動圖2.算力碳效可信評價技術(shù)方案架構(gòu)圖中國移動中國移動表2.算力碳效核算邊界二氧化碳排放量核算邊界機架服務(wù)器CPU/GPU中國移動存儲其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由等通信設(shè)備交換機等雜項設(shè)備安全加密設(shè)備等機架設(shè)備傳感器、顯示面板等制冷IT設(shè)備制冷背板空調(diào)等機房制冷機房空調(diào)恒濕機房恒濕機其他機房設(shè)施供配電風扇安全消防系統(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算力存儲算力其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等中國移動EEE碳排放量——算力基礎(chǔ)設(shè)施在評價周期內(nèi)平均單位時間直接或間接產(chǎn)生的）；f(ECP有效算力，CP基準算力，e算能系數(shù))——算力基礎(chǔ)設(shè)施在評價周期內(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間直接的二氧化碳排放量為各碳排放因素平均單位時間的活動量與相應(yīng)的碳排放因子有效算力，基準算力，算能系數(shù)有效算力，基準算力，算能系數(shù)ej）；中國移動）；）；βe1——調(diào)整項。中國移動中國移動算力相關(guān)數(shù)據(jù)包括被評價算力基礎(chǔ)設(shè)施的IT設(shè)備組成、IT設(shè)備配置信息、IT20中國移動圖3.算力碳效可信評價流程圖21中國移動力基礎(chǔ)設(shè)施的CEOC指標值進行相互比較。不同評價區(qū)域內(nèi)的算力基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心進行調(diào)查問卷調(diào)研，收集相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使用算力碳效評價方法進行4.算力碳效可信評價的應(yīng)用實踐和實用前景22中國移動圖4.陜西移動西咸數(shù)據(jù)中心23中國移動圖5.中國移動陜西西咸數(shù)據(jù)中心算力碳效可信評價示意圖24中國移動圖6.PUE與CEOC標準化評測對比圖25中國移動圖7.CEOC影響因子大模型評價圖26中國移動網(wǎng)絡(luò)組件規(guī)格化有效算力項的權(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中國移動音識別、視頻處理等對各硬件廠商的設(shè)備進行算力碳效評價，構(gòu)建供應(yīng)鏈設(shè)備28中國移動圖8.基于中移鏈（CMChain）的“一物一碼”綠色供應(yīng)鏈平臺技術(shù)架構(gòu)圖5.算力碳效可信評價的趨勢和展望29中國移動跨域算力利用不同地域的時區(qū)差異或氣候條件差異進行計算任務(wù)調(diào)度和資30中國移動WEB3.0數(shù)字孿生技術(shù)在算力碳效可信評價中的應(yīng)用具有潛在的重要性。隨著算力網(wǎng)絡(luò)進程的推進，構(gòu)建可信計算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境同樣是重中之重，而31中國移動縮略語列表縮略語英文全稱中文解釋AIArtificialIntelligence人工智能ANSIAmericanNationalStandardsInstitute美國國家標準學(xué)會ARMAdvancedRISCMachine高級精簡指令集計算機ASHRAEAmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會ASICApplicationSpecificIntegratedCircuit應(yīng)用專用集成電路BenchSEEBenchmarkofServerEnergyEfficiency服務(wù)器能效基準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每秒浮點運算次數(shù)FPGAFieldProgrammableGateArray現(xiàn)場可編程門陣列GBDTGradientBoostingDecisionTree梯度提升決策樹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國際電工委員會InternationalOrganizationforStandardization國際標準化組織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)備的容錯性NECPNormalizedEffectiveComputingPower規(guī)格化有效算力NPUNeuralProcessingUnit神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器ODCCOpenDataCenterCommittee開放數(shù)據(jù)中心委員會pPUEPartialPUE局部PUEPUEPowerUsageEffectiveness電能利用效率REFRenewableEnergyFactor可再生能源系數(shù)RISC-VReducedInstructionSetComputer-V第五代精簡指令集計算機SDNSoftwareDefinedNetwork軟件定義網(wǎng)絡(luò)SD-WANSoftwareDefinedWideAreaNetwork軟件定義廣域網(wǎng)SERTServerEfficiencyRatingTool服務(wù)器效率評級工具SPECStandardPerformanceEvaluat