绿色计算产业发展白皮书（2024版）
(SFFO$PNQVUJOH*OEVTUSZ%FWFMPQNFOU8IJUF1BQFS ޘ⨳䇑㇇㚄ⴏ㔯㢢䇑㇇ӗъਁኅငઈՊ全球计算联盟绿色计算产业发展委员会 编写单位 安谋科技（中国）有限公司华为技术有限公司华夏鲲鹏科技股份有限公司软通动力信息技术（集团）股份有限公司四川华鲲振宇智能科技有限责任公司中国电信集团有限公司北京海量数据技术股份有限公司麒麟软件有限公司飞腾信息技术有限公司昆仑太科（北京）技术股份有限公司蚂蚁科技集团股份有限公司南京百敖软件有限公司苏州超集信息科技有限公司云宏信息科技股份有限公司北京宝兰德软件股份有限公司北京大道云行科技有限公司北京得瑞领新科技有限公司北京东方通科技股份有限公司得一微电子股份有限公司河南昆仑技术有限公司深信服科技股份有限公司深圳市杉岩数据技术有限公司系微软件科技（上海）有限公司腾讯云计算（北京）有限责任公司统信软件技术有限公司星环信息科技（上海）股份有限公司中国长城科技集团股份有限公司 编写专家 钟伟军李雪莲李卫忠区俊彦霍晓东鞠可一赫瑜靖王骏超张伟庞博周嘉颖邓图全韩军刘铿李亚军刘胜龙王峰张伟业孟维业田家梦赵峰王文成朱天旭李洪海曾审聪岳昆张超任彤张海平陈鹏赵明惠吴平李家乐宋康华朱敏健罗云詹年科邓林泉杨亚朋墨萌萌刘玉杰张淏楠孙东旺任建昀刘佳王丽华陶政权刘亚琼谢津李昆刘宽刘堃李洋 版权声明 本白皮书版权属于全球计算联盟。使用说明：未经全球计算联盟事先的书面授权，不得以任何方式复制、抄袭、影印、翻泽本文档的任何部分。凡转载或引用本文的观点、数据，请注明“来源：全球计算联盟”。 序 在当今这个数字化迅猛发展的时代，计算技术已成为驱动社会进步与经济增长的核心引擎。随着全球对环境保护和可持续发展的重视日益加深，绿色计算产业应运而生，并逐渐成为引领未来计算技术革新与升级的重要方向。它不仅体现了新质生产力的核心特征，也是实现双碳目标的关键途径和人工智能发展的必然趋势。 绿色计算产业致力于通过前沿的技术手段和创新方法，在计算过程中实现节能减排、资源高效利用，以及最大限度地降低对环境的影响。从芯片设计的源头到数据中心的日常运营，从软件算法的优化到应用服务的创新，绿色计算的理念和实践已经渗透到信息技术产业链的每一个环节，引领着整个行业的绿色转型与升级。 在过去的一年里，绿色计算产业取得了令人瞩目的成就。得益于国家政策的强力推动，“东数西算”等重大战略项目得以加速实施，为绿色计算产业的蓬勃发展开辟了广阔的空间。众多企业积极响应，加大研发投入，在节能技术、可再生能源应用等领域取得了显著突破，为构建绿色、高效的算力基础设施奠定了坚实的基础。 这本白皮书全面梳理了绿色计算产业的发展现状、技术趋势和应用案例，深入分析了产业面临的挑战和机遇。我们欣喜地看到，绿色计算芯片和固件生态不断完善，计算芯片性能持续提升，存储芯片及SSD 技术取得突破，固件产品功能日益丰富；整机和数据中心生态逐步成熟，液冷服务器、AI PC 等新型产品不断涌现，数据中心节能技术广泛应用；软件应用生态蓬勃发展，操作系统、数据库、虚拟化和容器等领域创新活跃，为产业发展提供了有力支撑。 展望未来，绿色计算产业将继续保持强劲的发展势头。我们期待，在业界的共同努力下，绿色计算技术将不断创新，应用领域将不断拓展，为实现碳达峰、碳中和目标贡献更大力量。同时，希望这本白皮书能够为行业提供有益的参考和指导，推动绿色计算产业迈向更加健康、可持续的发展道路。 全球计算联盟将继续携手产业链各方，共同推动绿色计算产业的繁荣发展，共创一个绿色、智能、可持续的美好未来！ 金海全球计算联盟理事长2024年12月 目 录 contents 引言………………………………………………………………………………………………1 第一章绿色计算产业发展趋势 1.1产业空间………………………………………………………………………………………61.2产业趋势………………………………………………………………………………………71.3技术趋势………………………………………………………………………………………9 第二章绿色计算芯片和固件生态 2.1综述…………………………………………………………………………………………… 172.2计算芯片代表企业…………………………………………………………………………… 172.3存储芯片及SSD代表企业…………………………………………………………………… 222.4固件代表企业………………………………………………………………………………… 26 目 录 contents 第三章绿色计算整机和数据中心生态 3.1整机综述……………………………………………………………………………………… 323.2整机代表企业………………………………………………………………………………… 323.3数据中心综述………………………………………………………………………………… 393.4数据中心代表企业…………………………………………………………………………… 39 第四章绿色计算软件应用生态 4.1综述…………………………………………………………………………………………… 444.2操作系统……………………………………………………………………………………… 444.3数据库………………………………………………………………………………………… 484.4虚拟化和容器………………………………………………………………………………… 534.5分布式存储…………………………………………………………………………………… 594.6大数据………………………………………………………………………………………… 624.7中间件………………………………………………………………………………………… 66 展望………………………………………………………………………………………………… 72 引 言 绿色计算产业发展白皮书（2024） 今年以来，在国家对新质生产力与高质量发展的高度重视以及人工智能+行动大力推广的背景下，绿色计算领域正迎来新的高速发展期。2024版白皮书聚焦今年绿色计算产业的新发展新变化，梳理了绿色计算的最新产业空间、数据中心的最新需求以及处理器技术新的发展趋势，并汇集了处理器、固件、整机、基础软件和行业应用等软硬件生态的优秀应用案例，为行业和用户提供参考和指引。 趋势一：新质生产力与高质量发展推动绿色计算创新提速 今年以来，以新质生产力促进高质量发展成为热度最高的国家战略，为经济增长注入了强大动力。在此背景下，绿色计算作为支撑数字经济和智能社会高质量发展的重要基石，其潜力的释放对于新质生产力的发挥具有至关重要的意义。加大对绿色计算基础设施的投资力度，建设高效、绿色的数据中心和云计算平台，为新质生产力的释放提供坚实的数字化底座和可持续的路径。尤其是在“东数西算”国家战略基础设施的建设中，绿色算力产业迎来了极大的发展机遇，中国电信、华为等一大批优秀企业参与建设的绿色数据中心创新项目纷纷落户，形成了强大的绿色算力供给能力，以新质生产力推动了各地经济的高质量发展。 趋势二：绿色计算为大模型为中心的智能计算新模式提供强力支撑 人工智能的尽头是能源。人工智能的运行依赖于庞大的计算资源，而计算资源又需要大量的能源来支持。绿色计算作为一种致力于减少环境影响、提高资源使用效率的计算理念，为人工智能的可持续发展提供了强有力的支持，能够有效实现节能降碳，帮助企业实现ESG目标，助力国家双碳战略的落地。 在智能算力时代，以智算基础设施（AI Infra）为核心的绿色计算体系围绕低碳算力选择能力、全局资源调度能力、工作负载优化能力和绿色监测评估能力，进一步从更绿色的数据中心布局、更经济的算力集群调度、更稳定高效的大模型训练以及更高性能的大模型推理等技术方向出发，提升智算资源利用率，实现经济性和绿色化。目前，蚂蚁集团已构建万卡异构集群的绿色计算AI Infra体系，支撑千亿参数模型千卡级别规模训练的算力利用率可达62%，大模型训练周均有效训练时长占比99%，大幅提升了资源利用率。 趋势三：数据规模急剧上升，深刻影响计算、传输、存储等各环节架构重构 随着大数据、人工智能和高性能计算的迅猛发展，计算资源需求呈现爆发式增长态势，数据规模的 急剧上升，进一步凸显了传统计算架构在资源利用率、扩展性、IO性能等方面存在诸多问题，推动计算、传输、存储等各环节的软硬件架构发生重构。 华为鲲鹏持续投入更先进的架构创新研发，面向主板的天池架构、面向整机柜的天成架构、面向超密集群的天工架构，从最小的模组到最大的天工集群架构，不同的架构满足不同算力场景的需求。中国电信天翼云提出全新的云计算基础设施设产品计理念——聚合计算，通过“分离”与“聚合”相结合的创新方式，实现了计算资源的高效利用和灵活扩展。众多架构领域的创新，正为复杂业务场景提供源源不断的算力。 趋势四：AI Pc：重新定义个人电脑的体验 随着人工智能技术的迅猛发展，AI PC（人工智能个人电脑）快速成为PC行业的新宠，不仅重新定义了个人电脑的功能与体验，也引领着整个计算设备市场的变革。Canalys预测，中国AI PC市场在2024年进入爆发期，到2028年将达到3300万台，占PC市场整体出货量的73%。全球范围内，AI PC有望在2027年渗透率达到85%。 Arm架构一直以高能效和灵活性著称，在AI PC中也发挥着关键的作用。今年推出的最新CPU和GPU产品，如基于Armv9.2的Cortex-X925 CPU和Immortalis-G925 GPU，不仅在性能和能效上实现了显著提升，还针对AI工作负载进行了优化，为AI PC等终端产品提供了强大的算力支持，使得AI应用能够更加流畅地运行。此外，Arm还积极构建面向AI应用的软件生态，帮助开发者快速获得开发生成式AI应用所需的性能、工具和软件库，进一步推动AI PC的市场普及。 趋势五：绿色计算筑底AI体验的安全计算平台 人工智能为人们的数字体验带来了无限的新机遇，与此同时，对安全问题的关注正推动行业及社会各界展开密切的讨论。今年8月1日，全球首部全面监管人工智能的法规——欧盟《人工智能法案》正式生效。在我国，国务院公布2024年度立法工作计划，也明确了“预备提请全国人大常委会审议人工智能法草案”。 人们关注到，在AI 应用的过程中，大量的敏感数据被收集和保存，并进一步被使用在五花八门的个性化技术体验中。作为 Armv9 架构的一部分，机密领域管理扩展 (Realm Management Extensions,RME)已成为 Arm 机密计算架构（CCA）的基础，此外，Arm 还与伙伴展开协作，推动安全框架和认证计划 PSA Certified 的发展，创建面向所有联网设备的最佳实践基准，促使Arm成为全球 AI 体验的安全计算平台。 趋势六：绿色计算软件生态创新活跃 软件在绿色计算中扮演着至关重要的角色。在基础软件的“三驾马车”中，新一代操作系统正以 AI +OS 的特点，实现人工智能+行业的广泛应用，并且推动 AI 真正惠及到每一个人。在数据库领域，“开源+商业”已成为国际上最主流的技术模式。依托于开源项目多年的技术沉淀，商业发行版可快速扩展上下游的产品、技术以及人才生态；而开源依托于商业的力量，可持续进行代码的改良、获得更丰富的应用场景、并为用户提供成熟、专业的服务。而中间件在微服务、容器、DevOps 等技术领域进一步发力，尤其在大模型中间件、物联网中间件等新兴领域，创新正在加速发展。 软件的活跃创新，不仅丰富了计算系统的功能需求，还通过优化性能、保障安全、提升可靠性、改善用户体验等方式，为绿色计算技术的发展和应用提供了坚实的基础。 绿色计算产业发展趋势第 一 章 绿色计算产业发展白皮书（2024） AI大模型高速发展，算力需求不断提升，大模型训练数据量持续增长对算力提出更高要求，如何对大规模数据
