AIDC 基础设施建设白皮书总结
引言
习近平总书记强调加快新型基础设施建设,推动数字经济与实体经济融合。算力作为新型生产力形式,成为经济社会高质量发展的重要驱动力。AIDC(人工智能数据中心)作为算力主要载体,对数字化转型、培育未来产业及形成经济发展新动能至关重要。国家层面政策支持AIDC建设,推动其有序发展,“东数西算”项目加强算力资源统筹与智能调度,《数字中国建设整体布局规划》强调优化算力基础设施布局。
AIDC 概述
AIDC定义:集成了高性能计算、大数据处理、人工智能算法和云计算服务的综合信息处理中心,为政府、企业、科研机构等提供数据处理和智能分析能力,支持智慧城市、智能制造等应用场景。AIDC建设背景:政策支持(国家及地方政策规划)、技术发展(人工智能技术演进)、应用需求(智慧城市、科研、产业升级)。
AIDC 建设分析
建设原则:加速产业升级、激发经济活力;提供公共服务、优化产业布局;技术领先、生态多元;绿色低碳、安全可靠。建设方式:项目规划与可行性研究、选址与环境评估、资金筹集与投资结构确定、设计与建设、设备采购与安装、运营准备与人员培训、试运营与优化、正式运营与持续改进。应用场景:智慧金融(风险管理、算法交易、客户服务、反洗钱和客户分析)、智慧医疗(疾病诊断与预测、药物研发、医疗影像分析、健康管理和预防)。
AIDC 基础设施
通用计算资源池用于传统HPC业务,异构计算资源池用于AI训练推理。分布式存储资源池负责海量数据存储和管理。数据传输网确保数据快速准确传输,运维管理中心负责系统监控和管理。逻辑拓扑还包括安全管理模块、网络管理模块等。AIDC评价指标:能源效率(PUE、WUE、CUE)、计算能力(CP)、网络传输能力(NP)、存储能力(SP)、应用效率(训效比)。
通用计算设备需求:服务器应用围绕AI需求展开,包括AI模型训练、模型推理、大数据分析等。计算设备选型原则:先进的CPU、强大的异构加速芯片、快速的卡间交互、丰富的扩展性、良好的整机散热。信创计算设备需求:核心技术自主可控、训练性能行业领先、低碳节能高能效比。信创计算设备选型:处理器与加速卡选型(国产CPU厂商、国产AI加速卡厂商)、训练服务器选型、推理服务器选型。信创计算设备解决方案:超云R3418服务器(AI训练)、超云R2428服务器(AI推理)。
存储设备需求:AIGC数据处理分为数据采集/清洗、数据共享/交互、模型训练、模型推理、数据归档五个阶段,各阶段需求与功能特点不同。存储选型设计原则:高可靠性、经济性、先进性、高效性、可扩展性。AIDC存储采用去中心化设计,大幅提升高可用性、容量与性能横向扩展能力。
网络设备需求:AI大模型发展对算力和显存提出更高要求,分布式训练需要高性能网络。网络选型:InfiniBand网络(原生无损、万卡扩展能力)、RoCE网络(生态开放、速率更快、成本较低)。AIDC网络设计方案:高带宽设计、无阻塞设计、低延时设计AI-Pool、智算胖树网络设计。
基础设施:土建基础设施需符合GB50174相关规定,关注承重、层高等设计。供电及配电:AIDC用电量激增,选址需靠近能源中心,趋势是使用可再生能源(风能、太阳能、核电)并与其他能源结合。配电采用智能小母线系统。预制化交付:模块化数据中心可显著降低建设成本和运营成本,西云AIDC是典型预制化案例。
绿色与节能
当前AIDC能耗情况:全球智能算力规模快速增长,算力能耗总量快速攀升。节能技术与应用:AIDC供电技术(清洁能源、储能技术、UPS替换、HVDC、降压整流合二为一、负载端升压降损)、AIDC散热技术(自然冷源散热、间接蒸发冷却、磁悬浮相变冷却技术、液冷技术、余热利用、智能运维管理)。
软件设施概述
资源管理与监控:AIDC资源监控管理挑战(加速卡故障率高、存储故障影响、故障难以及时定位、资源管理挑战)、AIDC资源监控管理解决方案(一体化监控异构资源、全生命周期管理、便捷高效异构计算管理、自定义指标采集、日志采集、故障定位、故障恢复功能、设备巡检、分布式存储和网络统一监控管理)。资源调度与运营:AIDC资源调度与运营需求(弹性资源利用、支持大规模部署、简化运维流程、异构资源管理)、AIDC资源调度解决方案(资源统一管理、资源调度算法、集群物理资源监控与告警、集群设计故障检测恢复机制、集群资源和作业吞吐的统计报表、自动运维服务)、AIDC资源调度最佳实践(超云AI平台支持开发实例持久化、在线交互开发、节点健康状态及性能报警、自定义报表数据获取统计、支持多种存储系统、支持异构计算单元、灵活的调度算法、算力服务化能力、强大的算力运营支撑体系)。
AIDC 安全设计
物理安全:确保AIDC免受自然灾害、人为破坏、盗窃等物理性威胁,措施包括地理位置选择、设施安全、环境控制、访问控制。网络安全:保护AIDC网络系统、设备、服务和数据不受未经授权的访问、篡改、破坏或泄露,措施包括边界防御、内部监控、数据加密、安全策略。AIDC的数据安全与隐私保护:确保存储数据不被未授权访问、泄露、篡改或破坏,措施包括数据加密、数据备份、数据恢复、访问控制、数据脱敏。业务连续性与灾难恢复:AIDC在面临潜在威胁和风险时维持关键业务功能正常运行的能力,措施包括业务影响分析、业务连续性计划、灾难恢复计划、数据备份和冗余组件。
案例分析与最佳实践
西云案例介绍:宁夏AIDC项目占地70亩,建筑面积近2.8万平方米,包含三栋高规格自然风冷高密度机房,采用创新技术构建绿色安全的算力基础设施,构建丹摩智算平台,提供CPU/GPU算力集群、CPU/GPU裸金属服务和高性能存储服务,支持AI训练、AI推理、高性能计算等场景,并提供定制化部署服务。丹摩智算平台计算节点提供140PFLOPS的GPU算力及超10万个CPU计算核心,高性能存储采用全闪存阵列,支持高并发访问,计算节点之间及与存储节点之间均采用IB网络。丹摩智算平台是宁夏首个采用全自然风冷技术的30KW机柜人工智能数据中心,利用新风消除数据中心的余热,大幅提高土地利用率,节约土地资源,降低碳排放。
最佳实践分享:公共算力服务中心建设,依托强大算力支持,将公共服务、业务系统融合、数据集中管理、资源共享与交换等功能融入智慧城市建设,提升政府决策科学性、社会治理精准度、公共服务效率。丹摩智算平台作为公共算力服务中心最佳实践案例,提供服务器数量3000+、GPU卡数量2500+、算力规模140PFLOPS、算力集群网络RoCE+IB、互联网带宽电信/联通/移动,支持开源大模型和国内头部大模型企业的训练需求,支持各类大模型的推理服务需求。超云AIGC一体化解决方案提供多层次、高效能的技术体系,实现智能化服务的高效交付。
总结与建议
建设AIDC的重要性:算力作为新型生产力形式,成为社会发展的关键驱动力。AIDC作为算力基础设施典范,对促进产业转型升级、赋能科技创新、满足人民对美好生活的向往、实现社会高效能治理等方面至关重要。AIDC是科技创新的重要引擎,助力传统产业数字化和智能化飞跃;在社会管理领域发挥不可替代的支撑作用;是国家竞争力和安全的关键保障;在推动环境保护和可持续发展方面同样发挥着重要作用。
基础设施供应商的发展策略:技术实力与创新能力评估、全面质量保证、综合成本效益分析、定制化解决方案与服务灵活性、可持续性与绿色认证、持续创新与研发投入。超云提供全方位服务,根据客户需求进行基础定制、产品功能定制和深度定制,通过ISO27001信息安全管理体系和ISO9001质量管理体系等多项国际认证,不断在技术、人才和设备上进行投入,致力于推动行业的绿色发展和技术创新。西云算力凭借自有数据中心基础设施,不断扩展算力资源规模,打造以AI算力为核心的一站式专用算力服务平台,通过高度定制化的计算与存储服务,满足不同客户的个性化需求。