绿色算力技术创新研究报告 (2024 年) 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 2024年03月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，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”。违反上述声明者，本院 将追究其相关法律责任。 前 言 算力是数字经济时代集信息计算力、网络运载力、数据存储力于 一体的关键生产力，已成为推动各领域数字化、智能化转型的重要基 石。自我国正式提出“双碳”战略目标以来，绿色低碳、节能环保成为 各产业布局的底层逻辑，经济社会对生产、应用和消费绿色算力提出 明确诉求。 技术创新是绿色算力发展的根本。当前，算力产业正以绿色为主 攻方向，推进算力基础设施全生命周期绿色设计，围绕计算、存储、 网络等核心环节加强技术攻关，构建算力资源供给与应用相融合的 “数字化”+“绿色化”服务体系，以实际行动积极践行“双碳”战略， 实现数字经济高质量发展。伴随产业链上下游各方的共同协作与融合 发展，绿色算力在新技术、新产品、新解决方案的落地应用上取得了 积极进展。 为梳理绿色算力技术创新发展态势，推动我国算力产业绿色高质 量发展，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所编制《绿色算力 技术创新研究报告（2024 年）》。报告从算力供需视角出发，聚焦算力 设施、算力设备、算力平台、算力赋能“四位一体”绿色发展，剖析 绿色算力的发展背景、概念内涵、发展演进路径和属性特征，深入探 讨绿色算力在设施层、设备层和平台层的技术创新发展情况，总结绿 色算力技术赋能的典型应用场景，最后展望我国绿色算力发展，并提 出对应建议。 绿色算力相关技术、产业正处于高速发展阶段，本报告在编写过 程中，查阅和参考了行业相关材料，并对众多算力产业链核心企业展 开调查研究，感谢业界对本报告的支持！如对本报告有建议或意见， 请联系云计算与大数据研究所数据中心团队 dceco@caict.ac.cn。 目 录 一、 绿色算力发展态势.............................................................................................. 1 （一）绿色算力发展背景................................................................................................. 1 （二）绿色算力概念内涵................................................................................................. 3 （三）绿色算力发展演进................................................................................................. 6 （四）绿色算力属性特征................................................................................................. 9 二、 绿色算力设施层技术创新................................................................................ 11 （一）建设绿色能源替代，降低供电传输损耗...................................................... 11 （二）创新储能部署方式，探索环境友好介质...................................................... 13 （三）应用自然冷却技术，突破液冷技术难点...................................................... 15 三、 绿色算力设备层技术创新................................................................................ 17 （一）优化服务器硬件节能，发展动态能耗管理 ................................................. 18 （二）开发存储材料及工艺，促进数据技术高效 ................................................. 20 （三）应用无损网络介质，推动弹性网络部署...................................................... 23 四、 绿色算力平台层技术创新................................................................................ 24 （一）迭代资源管理技术，调度绿色算力资源...................................................... 25 （二）简化产品开发模式，优化模型算法效率...................................................... 27 （三）完善环境监测体系，实现智能动态调优...................................................... 29 五、 绿色算力技术赋能经济社会发展.................................................................... 31 （一）加速科研技术革命............................................................................................... 32 （二）赋能产业节能低碳............................................................................................... 33 （三）助力社会治理格局构建 ..................................................................................... 34 六、 绿色算力发展的展望与建议............................................................................ 36 （一）加强绿色算力政策保障 ..................................................................................... 36 （二）夯实绿色能源底座支撑 ..................................................................................... 37 （三）巩固绿色设备技术创新 ..................................................................................... 38 （四）聚焦绿色平台能力建设 ..................................................................................... 38 （五）深入挖掘应用场景价值 ..................................................................................... 39 图 目 录 图 1 绿色算力框架图 ............................................................................................................... 3 图 2 绿色算力发展演进阶段.................................................................................................. 6 图 3 绿色算力属性特征 ........................................................................................................... 9 绿色算力技术创新研究报告（2024 年） 一、绿色算力发展态势 数字经济时代，算力正在成为一种新的生产力，广泛融合到社会 生产生活的方方面面，为千行百业的数字化、智能化转型提供基础动 力。以数据中心、智算中心为代表的算力基础设施作为算力的重要载 体，承载着支撑数字经济发展的重任。近年来，算力总规模不断扩大、 用能需求不断增长，其绿色发展进程受到广泛关注，推动算力向绿色 算力发展势在必行。 （一）绿色算力发展背景 政策上看，我国算力绿色发展的侧重点，正逐步从聚焦数据中心 规划、选址、布局绿色转向到实现产业用能、生产和应用的全链条绿 色。早在 2013 年 1 月，工信部等部门印发了《关于数据中心建设布 局的指导意见》 ，提出要充分考虑资源环境条件，推进绿色数据中心 建设。随着我国算力产业总体规模快速增长，以数据中心为代表的算 力基础设施整体能耗和碳排放问题越发突出，政策开始关注用能环节 绿色。2020 年 12 月，发改委出台《关于加快构建全国一体化大数据 中心协同创新体系的指导意见》提出要探索电力网和数据网联动建设、 协同运行机制。2021 年 7 月，工信部出台《新型数据中心发展三年行 动计划（2021-2023 年） 》鼓励企业探索建设分布式光伏发电、燃气分 布式供能等配套系统，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，就地 消纳新能源。 “双碳”战略提出后，国家强调要坚持把节约资源贯穿于经济社会 发展全过程、各领域，算力全产业链绿色发展逐渐具备政策基础。2021 1 绿色算力技术创新研究报告（2024 年） 年 9 月，国务院发布《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》提出要加