中国信息通信研究院泰尔系统实验室IBM（中国）有限公司2022年12月可持续计算蓝皮报告(2022年) 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、IBM（中国 ）有限公司 ，并受法律保护。转载 、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源 ：中国信息通信研究院、IBM（中国）有限公司”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前 言 2015年联合国发展峰会上通过的《2030年可持续发展议程》提出了17项可持续发展目标，旨在解决社会、环境和经济问题，让全球走向可持续发展道路。党中央、国务院高度重视经济社会绿色低碳发展，习总书记多次作出重要指示，强调要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，这是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。同时，党的二十大报告提出 ：“我们要加快发展方式绿色转型，实施全面节约战略，发展绿色低碳产业”、“推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式”、“积极参与应对气候变化全球治理”、“促进数字经济和实体经济深度融合”。 信息技术已经成为推动高质量发展、经济社会全面绿色转型的重要创新力量。而其中的计算技术已经融入到国计民生的方方面面，小到视频浏览，大到探索太空。海量、精密的计算技术不仅为通信和互联网行业所专属，而越来越多地为生产、生活、生态数字化转型注入新动能。 基于此，中国信息通信研究院泰尔系统实验室联合IBM（中国）有限公司，结合双方对可持续计算的深刻洞察、技术研究和业务实践，共同发布此报告，致力于推动行业可持续发展。 本蓝皮报告首先阐述了可持续计算的概念演进和定义以及国内外标准和政策现状；其次，对可持续计算的总体架构进行了介绍，进而给出了可持续计算的技术内涵、评价体系、战略选择及实践；最后 对可持续计算的未来发展进行了展望。 目 录 一、 可持续计算概念 .................................................1 （一）可持续计算的概念演进 ......................................1 （二）可持续计算定义及架构 ......................................3 二、 可持续计算内涵 .................................................5 （一）可持续计算基础设施 ........................................5 （二）可持续云计算技术与平台 ...................................14 （三）可持续业务应用 ...........................................19 三、 可持续计算评价 ................................................23 （一）安全合规 .................................................23 （二）稳定可靠 .................................................27 （三）便捷高效 .................................................29 （四）绿色低碳 .................................................31 四、 可持续计算实施 ................................................34 （一）可持续计算的实施阶段 .....................................35 （二）可持续计算的实施路径 .....................................37 （三）可持续计算的实施方案 .....................................38 五、 可持续计算展望 ................................................42 参考文献 ...........................................................42 附录一 可持续计算的全球及中国标准 ..................................45 （一）ISO中可持续计算相关标准 ..................................45 （二）ITU中可持续计算相关标准 ..................................45 （三）我国可持续计算相关标准 ...................................46 附录二 可持续计算评价指标及相关标准 ................................47 图 目 录 图 1 可持续计算概念演变进程 .....................................3 图 2 可持续计算架构 .............................................4 图 3 可持续计算技术架构 .........................................5 图 4 可持续环境基础设施能耗占比 ................................10 图 5 1路市电1路保障电源供电方案 ...............................11 图 6 可持续计算评价体系 ........................................23 图 8 可持续计算实施四阶段解析 ..................................35 图 9 可持续计算实施方案总体架构 ................................39 表 目 录 表 1 不同存储介质各指标排名 .....................................8 表 2 安全合规评价体系 ..........................................24 表 3 稳定可靠评价体系 ..........................................27 表 4 便捷高效评价体系 ..........................................29 表 5 绿色低碳评价体系 ..........................................31 可持续计算蓝皮报告（2022年）1一、可持续计算概念 全球气候变化的影响正对全人类生存与发展带来重大挑战，全球主要国家和地区纷纷加速向碳中和迈进。自2020年我国提出2030年碳达峰、2060年碳中和的发展目标至今，我国已基本建立了以《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》及《2030年前碳达峰行动方案》为顶层统领的“1+N”政策体系，可持续发展已成为各大企业良性发展的紧迫要求。同时，数字经济作为一种全新的经济形态，以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，已成为我国继工业经济之后的主要经济形态，数字中国建设更是我国统筹推进“五位一体”总体布局、协调推进“四个全面”战略布局的重要实践。 本蓝皮报告结合我国碳达峰碳中和发展目标与数字中国发展战略，创新性融合可持续性与数字化两部分社会发展诉求，首次提出可持续计算概念，并深入阐释了可持续计算的内涵、评价体系与实施路线，旨在推动并引领全社会数字化绿色化协同发展，助力我国双碳目标实现，推进“双碳”战略与数字中国建设。 （一） 可持续计算的概念演进 全球计算技术主要经历了大型机、小型机及PC机、云计算三个时代，即将迎来以量子计算等新兴计算技术为代表的新时代。大型机时代以IBM System/360大规模商用电子计算机系列为代表，采用“服务端集中”的计算模式。小型机及PC机时代以美国数字设备公司 可持续计算蓝皮报告（2022年）2（DEC）推出的PDP系列小型机及IBM的商用PC机系列为代表，采用“服务端和终端并重”的计算模式。云计算时代[3]以AWS公有云和IBM混合云为代表，采用“服务端为主，终端为辅”的计算模式。量子计算以量子比特为基本单元，利用量子叠加和干涉原理实现并行计算，与传统计算模式相比，运算速度更快，将给现有计算能力带来质的飞跃。中国计算机产业历经70年发展至今，我国超算数量及规模均已跻身世界前列[2]。 可持续发展的概念最早于1987年由世界环境与发展委员会 (WCED)在报告《我们共同的未来》中提出， 定义为“能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。[3]从内涵来看，可持续发展包括社会、环境、经济三个方面。我国早在1995年9月中共十四届五中全会便将可持续发展战略写入《关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议》，把可持续发展作为基本战略之一。 可持续计算概念伴随可持续发展以及计算技术迭代而诞生并演进。图1展示了可持续计算的演变进程，1992年美国环境保护局（Environmental Protection Agency, EPA）启动能源之星“Energy Star”计划[4]，由此衍生出“绿色计算”或者“绿色IT”。随着IT能耗问题逐渐突出，业界提出了负责任的计算、可持续计算等相关概念。2007年，绿色网格（The Green Grid）[5]成立并提出了数据中心电能使用效率（PUE）概念。 可持续计算蓝皮报告（2022年）3来源：IBM、中国信息通信研究院 图 1 可持续计算概念演变进程 我国政府和各机构也相继颁发了相关政策，2021年11月由国家发改委等机构制定的《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求—推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》中提出加快建设绿色数据中心[6]；2021年11月工信部制定了《“十四五”信息通信行业发展规划》，提出深化基础设施共建共享，促进形成绿色生产生活方式，形成数网协同、数云协同、云边协同、绿色智能的多层次算力设施体系，推动计算资源集约部署和异构云能力协同共享，提高计算资源利用率[7]；2022年1月国务院发布了《“十四五”数字经济发展规划 》，提出加快实施“东数西算”工程，推进云网协同发展，提升数据中心跨网络、跨地域数据交互能力，加强面向特定场景的边缘计算能力，强化算力统筹和智能调度[8]。 （二）可持续计算定义及架构 广义的可持续计算，是以环境友好为目标，以IT软硬件、配套设施及业务应用为要素，实现全局绿色、高效、可靠、安全的计算模 可持续计算蓝皮报告（2022年）4式。而狭义的可持续计算，以新材料、新技术等科技创新为驱动力，以技术与平台、基础设施在规划、设计、开发、运行、维护、升级、废弃回收等全生命周期的所有活动为重点环节，以优化清洁用能、提升计算水平，保障不间断服务、快速响应安全事件为目标的计算模式。 来源：IBM、中国信息通信研究院 图 2 可持续计算架构 可持续计算基础设施、云计算技术与平台、可持续业务应用成为可持续计算三个要素。其中 ，“可持续计算基础设施”涵盖面向新材料、新工艺、新技术、新产品的可持续计算基础要素、以计算、存储及网络先进设备为代表的可持续IT基础设施，以及可持续环境基础设施等 。“可持续云计算技术与平台” 致力于实现应用开发、部署、运维、管理、自动化、安全保障等功能，以满足业务敏捷创新与核心业务可靠运行的双重需求。“可持续业务应用”基于可持续计算基础设施及可持续云计算技术与平台，结合实际应用，推动各行业绿色发展。 可持续计算蓝皮报