国内四大云计算巨头的“算力竞赛”

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所属专栏:释放数据价值:数据要素市场研究
在工信部公布的三批国家绿色数据中心名单中,腾讯云的绿色中心数量最多。
出品 | 零壹智库
作者 | 赵越

近年来,随着数字技术向社会各领域的全面持续渗透,全社会对算力需求愈加迫切,发改委预计算例需求每年将以20%以上的速度快速增长。算力已经成为数字经济时代的新生产力,是支撑数字经济发展的坚实基础。《2020全球计算力指数评估报告》显示,计算力指数平均每提高1个百分点,数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。
 
云计算厂商作为算力的重要供给方,将面临新的发展机遇。在《推动企业上云实施指南(2018—2020年)》《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》等政策的推动下,云计算的应用场景进一步扩大,成为数字经济的发展底座。工信部发布的《2021年通信业统计公报》显示,云计算已经成为新兴业务中增长最快的领域,相关业务较上年增长91.5%。
 
如今,“东数西算”工程正式全面启动,国家算力网络体系构建按下“加速键”。云计算作为“东数西算”过程中算力载体,将迎来发展“风口”。为了更加具体地展示云计算在算力建设中的发挥的作用,以及云计算厂商如何进行算力布局,零壹智库选取了国内四大云计算巨头阿里云华为云、腾讯云和百度智能云,分析了它们在算力建设中的相关实践。
 
一、重资布局数据中心
 
目前,以数据中心为代表的算力基础设施建设在政策上受到大力支持。2020年,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施被列入“新基建”。2021年7月,工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,指出用3年时间,基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。
 
数据中心是云计算产业的底层核心基础设施,也是云计算厂商算力布局的重要抓手。2020年,随着新基建浪潮的来临,阿里云、腾讯云和百度智能云先后公开宣布,数据中心建设将成为其重点投资领域。
 
表:阿里、腾讯、百度对数据中心的投资情况
资料来源:零壹智库根据公开资料整理
 
综合现有的数据中心建设布局,可以看出,京津冀、长三角、粤港澳是四大云计算巨头的布局核心。受能源限制、电价高企等因素的影响,巨头们已经开始引导相关业务向气候适合、能源条件好的西部地区转移。
 
在“东数西算”的推动下,西部地区将成为四大云计算巨头未来的布局重点。从现有的公开资料看,四大云计算巨头的数据中心布局已经覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州等6个国家算力枢纽点,其中,在宁夏、甘肃两大国家算力枢纽点尚未建立数据中心。
 
具体来看,阿里云、华为云的数据中心均覆盖了5个国家算力枢纽点;腾讯云覆盖了4个;百度智能云则覆盖了2个。
 
表:云计算巨头的国内数据中心分布(不完全统计)
资料来源:零壹智库根据公开资料整理
 
(一)阿里云
 
2015年,阿里云在新加坡设立国际总部,此后陆续在亚洲、欧洲和北美等地建设数据中心和开放可用区。2021年,阿里云先后在印尼、菲律宾、韩国、泰国等地新增本地数据中心,运营地域增加至25个。目前,阿里云在全球建立了数百个云数据中心,覆盖超过200个国家。
 
在国内数据中心建设上,阿里云已在张北、河源、杭州、南通和乌兰察布等地建成5大超级数据中心,涉及了“东数西算”的京津冀、内蒙古、长三角及内蒙古等国家算力枢纽节点。
 
从选址逻辑看,阿里云数据中心的建设与其业务布局高度相关。张北和乌兰察布的数据中心可以覆盖其华北区域业务,南通和杭州则可以覆盖长三角经济带,河源可以覆盖粤港澳大湾区经济带。此外,阿里云还会关注选址地地理位置、自然环境和自然资源方面的优势。例如,张北距离北京较近,且风光电冷的资源丰富,乌兰察布有“草原云谷”的称号,河源距离深圳、广州较近,并且有万绿湖的资源优势。
 
此外,据阿里云介绍,除了在已有的五大超级数据中心进一步扩容外,阿里云也积极在西南和华中布局,将在全国多地新建10座以上的超级数据中心。2020年11月,阿里云西部云计算中心及数据服务基地已经落地成都,是阿里云西部业务的重要支撑。
 
(二)华为云
 
目前,在海外,华为云已经在欧洲、中东、非洲、亚太、拉美等地建立了本地数据中心。
 
国内,华为云布局了五大数据中心,分别分布在贵安、乌兰察布、廊坊、苏州和东莞等地,覆盖贵州、内蒙古、京津冀、长三角及粤港澳等国家算力枢纽节点。
 
其中,贵安华为云数据中心是华为云全球最大的数据中心,也是华为云在西南区域业务的重要承载节点,主要承载华为云、消费者云和华为内部流程IT等业务,服务范围能够辐射到重庆、广西、广东、云南、四川等周边省份和地区。对于贵安数据中心的选址,一方面,是因为贵州是大数据产业发展高地;另一方面,华为云主要基于对气候的考虑,贵安年均温度约 15℃,空气质量良好,没有化学、颗粒物污染,使采用直通风自然冷却成为可能,可有效降低成本。
 
在国内数据中心规划中,华为云主则要基于时延来进行数据中心的冷、温、热布局,其中冷服务主要建在低成本地区,温服务贴近沿海的低成本地区,热服务则布局在贴近客户需求的地区。
 
(三)腾讯云
 
目前,腾讯云的海外数据中心已经落地韩国、日本、印度、新加坡、美国、德国、俄罗斯、加拿大、泰国等众多国家。
 
国内数据中心建设上,建设初期,腾讯云基于互联网用户分布情况,将数据中心主要建设在以北上广深为核心的华南、华东、华北等三大区域。之后,为响应国家发改委“大云西移”的号召,叠加北上广深的能源管控严、土地资源稀缺及电价高企等因素的影响,腾讯云开始将西部作为数据中心的重点建设区域。目前,腾讯云在贵州、长三角、成渝、京津冀等“东数西算”的算力枢纽节点,均已建有数据中心。
 
对于数据中心的选址布局,腾讯云副总裁、腾讯IDC平台部总经理钟远河在接受相关媒体采访时表示,“此前数据中心的布局主要基于两个出发点,即用户需求和当地的综合因素。如今,有明确的政策导向之后,新增的数据中心,应该会尽量按政策方向来布局。”
 
(四)百度智能云
 
早在2014年,百度在阳泉建立的百度云计算(阳泉)中心便投入使用。2019年10月,百度徐水智能云计算中心和百度定兴智能云计算中心先后开工,这两大云计算中心均属于保定数据中心集群。
 
目前,百度智能云已经在北京、保定、苏州、南京、广州、阳泉、西安、武汉、香港等10多个地区落户了数据中心,同时覆盖了京津冀、长三角、粤港澳等国家算力枢纽节点。
 
二、“低碳算力”成竞争核心
 
在数字经济深入发展下,数据中心作为数字经济的“新基建”之一,其体量规模将不断扩大。然而,数据中心具有高耗能特征,其服务器、存储设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行均需要消耗大量电力,能源消耗和碳排放贯穿其整个生命周期。据有关机构测算统计,2020年,我国数据中心耗电量已逾2000亿千瓦时,约占全社会用电量2%,电能利用率(PUE)高达1.49,二氧化碳排放量约占全国二氧化碳排放量的1.14%。数据中心已经被列入《“十四五”节能减排综合工作方案》重点工程。
 
在“双碳”目标、“东数西算”战略的推动下,高效、清洁、集约、循环已经成为我国数据中心的发展主线。实现数据中心的绿色节能发展,将有助于云计算巨头在这场“算力竞争”中构筑自身的核心优势。
 
早在2015年,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局(以下简称“三部门”)就推出了《国家绿色数据中心试点工作方案》。2019年,三部门发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,指出要建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系,打造一批绿色数据中心先进典型,形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案,培育一批专业第三方绿色服务机构。
 
在工信部公布的三批国家绿色数据中心名单中,涉及阿里云、华为云、腾讯云和百度智能云的绿色中心共计12个,其中,腾讯云数量最多,为5个;阿里云和华为云均有3个;百度智能云1个。
 
表:工信部公布的国家绿色数据中心名单
资料来源:工信部、零壹智库
 
随着《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的发布,工信部进一步推出了《国家新型数据中心典型案例名单》,其中,阿里巴巴江苏云计算南通数据中心入选绿色低碳名单。
 
从电能利用效率(PUE)看,四大云计算巨头的数据中心已经基本满足国家标准。根据工信部发布的政策要求,到2021年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.35以下;到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。
 
阿里巴巴2021财报显示,截至2021年3月31日,阿里巴巴国内自营数据中心平均PUE约为1.3,其中,浙江云计算仁和数据中心的PUE为1.09;贵安华为云数据中心的PUE已经达到1.12;腾讯云第四代数据中心技术T-Block将实现PUE不高于1.3,极限PUE降至1.06;2020年,百度的全部自建数据中心年均 PUE 达到1.14,能效最高单体数据中心年均 PUE为1.08。
 
三、加强服务器、芯片等“后备力量”
 
服务器是数据中心基础设施的重要组成部分,其中的CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)决定了服务器的算力。信通院数据显示,服务器在数据中心硬件成本中占比70%左右。进一步的,芯片成本则占据服务器成本的绝大部分。根据IDC的研究数据,CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、DRAM(动态随机存取储存器)三个模块中的芯片成本在基础型服务器中占比约30%,在更高性能的服务器中,占比高达50%-80%。
 
阿里云、华为云、腾讯云和百度智能云在服务器和芯片领域的实践,成为其数据中心实现效能最大化的重要“后备力量”。
 
目前,阿里云的五大超级数据中心已经部署了其自研架构的神龙云服务器,并应用了阿里巴巴自研的AI芯片含光800。此外,阿里巴巴旗下平头哥半导体有限公司于2021年10月发布首颗ARM服务器芯片倚天710,也已经在阿里云数据中心部署使用。
 
2019年1月,华为向业界发布数据中心处理器-鲲鹏处理器。鲲鹏920处理器完全由华为自主研发,是全球第一款7nm的数据中心ARM处理器,主要适用于华为的TaiShan服务器。
 
2020年12月,腾讯云发布了面向云计算数据中心场景打造的首款星星海自研服务器,并在2021年成立了硬件工程实验室“星星海实验室”。芯片研发上,2021年11月,腾讯公布AI推理芯片“紫霄”、视频转码芯片“沧海”和智能网卡芯片“玄灵”等三款自研芯片,已经取得进展。
 
在芯片研发上,目前,百度自主研发的第一、二代昆仑芯片已经分别实现量产。昆仑芯片是百度自主研发的云端AI通用芯片。此外,2021年4月,百度在湖北宜昌点军区创建“百度智能云-昆仑芯智能生态中心”,并计划投建由百度昆仑芯片搭建的人工智能算力中心。
 
四、结语
 
加快推动算力建设,将有效激发数据要素创新活力,加速数字产业化和产业数字化进程,催生新技术、新产业、新业态、新模式,支撑经济高质量发展。数据中心输出的算力已经逐渐成为驱动经济社会转型的重要力量。
 
伴随数据资源存储、计算和应用需求大幅提升,传统数据中心正加速与网络、云计算融合发展,加快向新型数据中心演进。阿里云、华为云、腾讯云和百度智能云四大云计算巨头基于自身在云技术、云服务及相关产业生态等方面的天然优势,将在未来以新型数据中心为核心的智能算力生态体系建设中发挥重要作用。
 
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