（0803）赛迪白皮书：《新型数据基础设施》

新型数据基础设施发展研究报告——推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展中国电子信息产业发展研究院二零二二年八月 新型数据基础设施发展研究报告——推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展中国电子信息产业发展研究院二零二二年八月 2新型数据基础设施发展研究报告目录【】一、概述.................................................................3（一）数字经济发展成为全球大国竞争的新赛道 ...................................3（二）数据基础设施成为经济社会发展的新基座 ...................................3（三）存力成为新型数据基础设施建设的新标度 ...................................4二、发展现状及问题.......................................................5（一）国际新型数据基础设施建设趋向成熟 .......................................5（二）我国新型数据基础设施建设快速发展 .......................................7（三）面临的问题和挑战 .......................................................9三、发展思路和路径......................................................13（一）发展思路 ..............................................................13（二）发展路径 ..............................................................14四、全闪存应用典型场景..................................................17（一）金融行业场景 ..........................................................17（二）运营商行业场景 ........................................................17（三）医疗行业场景 ..........................................................18（四）制造行业场景 ..........................................................18五、政策建议............................................................21（一）优化数据基础设施布局 ..................................................21（二）强化核心技术产业能力 ..................................................21（三）加大政策引导支持力度 ..................................................21（四）强化数据安全保障能力 ..................................................21 3推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展（一）数字经济发展成为全球大国竞争的新赛道一是世界各国积极争取数字经济发展主动权。各国竞相制定数字经济发展战略，如美国发布《联邦数据战略》、欧盟出台《欧盟数据战略》、俄罗斯编制《俄联邦数字经济规划》。二是数据流通成为国际合作交流的重点内容。如区域全面经济伙伴关系协定（RCEP）将数字贸易作为亚洲合作重要领域。欧盟通过 GDPR 数据保护“充分性”认定制度构建以其为核心的流通圈。三是我国高度重视数字经济发展。2020 年以来，陆续发布《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》《“十四五”数字经济发展规划》《要素市场化配置综合改革试点总体方案》等文件，明确提出要加快培育数据要素市场，建立健全数据流通交易规则，促进数据要素流通交易。（二）数据基础设施成为经济社会发展的新基座一是新型数据基础设施建设迫在眉睫。随着数字经济的快速发展，数据成为重要的生产要素，数据资源汇聚、共享、流通、应用的需求快速增加，对存储、计算、网络、安全等的要求也越来越高，传统的基础设施已无法满足要求，新型数据基础设施建设已成为经济社会发展的必然要求。二是新型数据基础设施以支撑数字化发展为根本目标。从广义上讲，新型数据基础设施是以支撑数字化发展为目标，以挖掘数据价值和保障数据安全为基本点，以实现数据要素的采集、汇聚、传输、存储、处理、开发、应用等为主要内容的制度体系和系统设施（图 1 所示）。从狭义上讲，新型数据基础设施是指支撑数据要素流通的各类硬件设施和软件平台。三是新型数据基础设施应具备“五高”特征。为充分发挥数据生产力的作用，新型数据基础设施应具备“高存力、高算力、高运力、高安全、高能效”的特征。（见图1）概述01 4新型数据基础设施发展研究报告（三）存力成为新型数据基础设施建设的新标度一是存力代表了以数据存储为核心的综合表现。存力①是指数据的存储能力，是以存储容量为核心，包含性能表现、可靠程度、绿色低碳在内的综合能力。以存力为支撑，协同算力“算得快”、网络“传得稳”，数据基础设施才能充分发挥数据要素红利，赋能数字经济高质量发展。二是全闪存数据中心成为“高存力”的典型代表。全闪存数据中心是以先进闪存存储介质、高性能以太存储网络、数据灾备等技术为基础，汇聚高质量存力资源、结合绿色低碳技术、建设高速网络传输、融合多维数据保护，提供多元、高效、安全、绿色存力服务的新型数据基础设施。全闪存数据中心具备介质闪存化、网络IP 化、数据保护立体化、存算解耦化、管理智能化等特征，可承载千行百业的高价值数据，为数据要素市场的建设和发展提供关键动力。（见图2）图1：新型数据基础设施示意图图2 全闪存数据中心建设参考架构图数字政府数字社会数字经济共享交换流通层资源层设施层开发利用交易流通数据治理公共数据资源库社会数据资源库开发利用平台网络设施存储设施计算设施共享交换平台数字生态 ①华为、罗兰贝格：《数据存力，高质量发展的数字基石》（2022）https://e.huawei.com/topic/data-storage-power-mega/cn/ 5推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展（一）国际新型数据基础设施建设趋向成熟1.强化政策法规，促进数据基础设施发展一是注重软硬件基础设施的协调发展。如欧盟制定的《数字欧盟计划》将对超级计算机、人工智能、网络安全与信任、应用软件开发、数字技能培训等领域数据基础设施建设拨款 97 亿欧元。二是建设大数据平台，促进数据共享开放。如美国的数据共享开放平台已形成较为完善的“1+N”体系，欧盟在开放数据领域，开发和建设了欧盟开放数据门户和欧洲数据门户。2.主导技术产业，引领核心设施技术路线一是高度重视先进半导体技术。以美国为首的发达国家将半导体产业定位为战略性、基础性、先导性产业，并凭借其在技术和产业方面的先发优势，构建了全球最完善的半导体产业链。二是抢占数字技术领导权。近年来，欧美国家纷纷加速战略新兴技术的推广和应用，抢抓人工智能等数字技术主导权。三是强化网络互联技术应用。欧美等发达国家加快布局，以 6G 下一代移动通信、星链等为主的网络互联互通技术，为相关信息基础设施建设提供技术路线图。3.提升建设质量，确保数据流通可靠供给一是超大规模数据中心数量持续增加，规模效应明显。据统计，截至 2021 年第二季度，全球超大规模数据中心数量达到 659 个，比 2015 年增加了 1.5 倍之多（如图 3 所示）。二是算力水平不断提升，满足高计算量计算任务。研究显示，2021 年美国算力同比增长 5.0%，在全球居首位。同时，通用计算、智能计算、高性能计算等加速发展②，能够较好地执行高计算量计算任务。三是 5G、物联网等信息通信基础设施加速发展，推动网络运力大幅提升。如韩国、美国、德国等发达国家统筹布局 5G 基站建设，总规模分别达到 12.1 万个、10 万个、4.5 万个，推动高效、协同、可持续的网络运力体系的构建。（见图 3）发展现状及问题02 ②国际数据公司 IDC、浪潮信息、清华大学全球产业研究院：《2021-2022 全球计算力指数评估报告》https://www.igi.tsinghua.edu.cn/info/1019/1223.htm 6新型数据基础设施发展研究报告 2593383864485045976592015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年Q22015-2021Q2全全球球超超大大规规模模数数据据中中心心数数量量（（个个））4.存力水平领先，有力支撑数字经济发展一是领先国家和地区数据存力充足性③比较高，约为 20%。据测算，美国数据存力充足性领先全球，高达 19.4%，新加坡、德国存力充足性为 18.8%、18.4%，位列第二和第三。二是全闪存储对数字经济的支撑作用凸显，成为新型数据基础设施发展的主力军。全闪存储投资额每增加 1 元，可撬动数字经济规模增加 3452.2 元。且从市场规模上看④，截止 2021 年第四季度，全闪存储在全球存储市场占比达到50.3%，同比增长 13.9%。全闪存储对数字经济的发展发挥着重要的推动作用。（见图4、5）图3:2015年-2021Q2全球大规模数据中心数量（个）数据来源：Synergy Research，中国电子信息产业发展研究院整理图4：闪存投资额与数字经济规模关系图数据来源：华为，中国电子信息产业发展研究院整理计算③《数据存力 高质量发展基石》指出存力充足性衡量的是数据量需求和存储容量供给之间的匹配关系，用数据存储设备容量与当年该区域产生的数据总量的比值表示。④Gartner：《2021 年第四季度全球存储市场报告》https://baijiahao.baidu.com/s?id=1729326492529411068&wfr=spider&for=pc 7推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展（二）我国新型数据基础设施建设快速发展1.战略规划布局，引导数据基础设施建设2020 年 3 月，中共中央政治局常务委员会明确提出“加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。《“十四五”大数据产业发展规划》《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年）》等明确提出要加快构建全国一体化大数据中心体系，建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群，并加快新型数据中心建设。（见表 1）图5：全闪存阵列收入占比（%）数据来源：Gartner，中国电子信息产业发展研究院整理 42.80%43.30%44.30%45.10%47.60%50.30%38.00%40.00%42.00%44.00%46.00%48.00%50.00%52.00%2020Q32020Q42021Q12021Q22021Q32021Q4全全闪闪存存阵阵列列收收入入占占比比（（%））表 1：国家层面新型数据基础设施发展相关政策发布时间发布部门政策名称重点内容2016年国务院《“十三五”国家信息化规划》充分利用现有设施，统筹规划大型、超大型数据中心在全国适宜地区布局，有序推动绿色数据中心建设。2019年中共中央、国务院《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》协同建设新一代信息基础设施。加快推进 5G 网络建设，支持电信运营、制造、IT 等行业龙头企业协同开