手机上的大模型,每生成约5000个词,要消耗算力中心1度(千瓦时)电,输出1分钟4K高清视频,消耗算力中心3—5度电。
DeepSeek的火爆,让AI浪潮席卷各行各业,但算力中心的高耗能也受到广泛关注。6月13日,在韶关举办的第四届粤港澳大湾区(广东)算力产业大会暨第三届中国算力网大会上,绿色算力中心建设也是议题之一。
算力的尽头是电力。如果说算力是人工智能时代的大脑,那么电力就是供血的心脏。快速扩容的算力中心,像“电老虎”一样大量消耗电能,如何在做到稳定供电的同时降低能耗,成为各地布局算力中心要优先考虑的问题。
全国“东数西算”八大算力枢纽节点加快建设,韶关建设服务粤港澳大湾区的绿色低碳算力中心也正全速推进。南方日报近日在韶关采访了解到,当地正积极使用节能新设备、新技术,探索绿电直供等新模式,将算力中心从“电老虎”变成AI时代的“绿巨人”,为大湾区提供强劲“绿算”引擎。
●南方日报记者 张俊 范永敬
丰富能源满足用电需求
走进位于韶关新区莞韶城的华韶数据谷一期算力大楼内,一阵凉风扑面而来。每层约4000多平方米的算力机房内布置了600多台机柜,日夜不停为大湾区的大模型提供算力支持;在每台机柜底部约80厘米高的架空层,经精密空调制成的冷风,从送风地板下输送至机柜散热,机柜周边温度保持在23℃左右。
华韶数据谷是韶关首批投产的算力项目,首期投入使用GPU算力卡约9500张,是韶关首个准“万卡集群”,算力规模约3000P(1P约等于每秒执行千万亿次的浮点运算),腾讯元宝、联通沃音乐5G·AI未来影像等大模型都在使用华韶数据谷的算力。该项目用电量较大,一期投产项目全部集中于一栋五层算力大楼内,IT设计总功率约1.5万千瓦,满负荷情况下每月用电量1500万千瓦时,相当于5万户三口之家一个月的用电量。
为何算力中心耗电量如此之大?
据华韶数据谷项目工程师吴嘉奇介绍,这主要有两方面原因,一是算力卡本身功耗高,每张卡功率达几百瓦,近万张算力卡功率达到上万千瓦级别;二是算力设备24小时运行产生大量热量,算力中心需配备制冷系统,制冷能耗也很大。
耗电大是全国算力中心普遍面临的挑战。数据显示,去年,我国数据中心用电量约1400亿千瓦时,同比增长31%,远高于全社会用电量6.8%的增速。
为解决算力快速增长与电力供应之间的难题,推动算力科学布局,2022年初国家实施“东数西算”工程,在全国规划建设八大算力枢纽和十大数据中心。韶关凭借充足的能源保障和较低的综合成本,成为服务大湾区的算力枢纽,部署了大规模的算力中心。
据韶关市数据中心集群领导小组办公室负责人介绍,韶关算力集群目前已入驻三大运营商、腾讯等一批算力中心项目,这些算力项目全部投产后年用电量达90亿千瓦时,以2024年韶关全社会用电量184亿千瓦时计算,算力中心用电量将占到韶关全部用电量的一半。
如此庞大的用电需求,韶关的电够用吗?
记者了解到,粤北韶关其实是能源大市,绿电主要是水电、光伏发电,资源丰富。据韶关市供电部门统计,韶关发电装机规模大、新能源占比高,总装机1019万千瓦,其中非化石装机容量679万千瓦,占比61%,全市年总发电量约每两度电有一度是清洁能源,除去全市每年180多亿千瓦时的自用电量,年富裕电量超百亿千瓦时。
此外,韶关的综合电价在省内较低。据韶关供电局数据,韶关供应算力中心的电价比珠三角工业电价低20%—30%,而电价在算力中心运营总成本中占比约50%—60%,电价降低可以减少总运营成本。
韶关距离大湾区200—300公里,也进一步将电力能源丰富的优势放大。服务于大湾区的实时算力中心不能离大湾区太远,否则很难满足大湾区的低时延算力需求。“电力充足+距离近”让韶关成为建设服务大湾区算力中心的理想之地。
多重保险确保稳定供电
人脸识别、DeepSeek智能问答、AI视频自动生成……每天海量的人工智能运算指令,需要24小时不间断运行的算力中心来实时响应。而如果算力中心有几秒钟的断电,就会造成数据丢失、延迟,带来无法估量的损失。
算力中心要24小时连续稳定供电,不能有任何闪失,对电力稳定供应有着苛刻要求。如何将稳供电做到万无一失?这也考验着当地供电部门以及算力中心的电力运维者们。
据了解,算力中心物理空间外的电网由当地电网部门负责,而算力中心内部的电力设施由项目方自行铺设。通过内外合力,为算力中心打造了一张牢固的供电之网。
其中,在算力项目内部,共设有三道供电保险。
第一道是“双回路”保障,每个算力中心接入两路独立的市电电源,从不同高压变电站引入独立市电线路,互为备份,形成物理隔离的“双回路”供电,规避单点故障的风险。
其次,算力中心会部署大量的大容量不间断电源系统(UPS),电源多为蓄电池,当正常市电中断时,能以毫秒级瞬间接管负载,确保算力设备供电不中断。
第三道保险是高压柴油发电机供电。柴油发电机作为市电中断时的终极保障,能在UPS电池耗尽前自动启动,提供持续数小时甚至数天的电力,直至市电恢复。
在算力中心外部,韶关也高标准建设了电网基础配套设施。
算力建设,电网先行。记者从韶关供电部门获悉,针对韶关算力中心规划59万标准机架的用电需求,供电部门大力推动“电算协同”,在现有2座220千伏变电站及8座110千伏变电站基础上,再配套建设4座220千伏变电站及13座110千伏变电站,按照电网最高可靠性标准构网,总投资约26亿元,预计2028年底全部建成。目前,韶关已完成1座220千伏变电站和2座110千伏变电站建设,确保电力设施配套适度超前于算力中心集群发展。
节电黑科技让算力绿起来
算力的扩容带来用电量的迅猛增长,在“双碳”目标背景之下,如何让算力中心从耗电大的“电老虎”成为低耗能、低排放的“绿巨人”?
围绕算力设备和制冷两大高耗电环节,算力中心正推动绿色发展。
目前,业内普遍通过优化大模型算法、提高GPU使用率、推动“算网融合”等,有效降低算力卡能耗。
广东碳中和研究院(韶关)副院长张豪介绍,优化算法能有效节约算力使用,一些大模型算法可在不牺牲性能的前提下减少冗余计算,从而在源头上降低能耗。
韶关算力项目也在积极应用新技术降能耗。“如韶关算力中心正大规模使用的国产算力卡,在相同能耗下,算力比前一代提升了好几倍。这在算力增长的背景下,有助于减轻算力中心的整体用电负荷。”华南数谷项目投资方鹰硕集团(深圳)有限公司副总裁黄奕闽说。
制冷新技术的应用,能有效降低算力中心能耗。目前,业界使用PUE值来衡量算力中心非IT设备(主要是制冷设施)的能耗情况,PUE是数据算力中心消耗的总能源与IT设备消耗能源的比值,越接近1表明非IT设备耗能越少,能效水平越好。韶关投产和新建的算力项目正在推广使用液冷技术。相比传统制冷,液冷可将PUE从传统的1.5—1.6降低至1.2,甚至更低。
节电技术能降低能耗,但目前算力中心普遍使用电网供电,而电网中火电约占一半,算力中心始终难以摘掉碳排放大户的帽子。为降低碳排放,今年3月,国家发改委、国家能源局等5部门发布《关于促进可再生能源绿色电力证书市场高质量发展的意见》,提出国家枢纽节点新建数据中心绿电消费比例未来要在80%的基础上进一步提升。
为实现这一目标,韶关市也积极引导算力中心购买绿电并推广绿电直供,提高算力中心绿电使用比例。据韶关供电局相关负责人介绍,供电部门主动向企业讲解政策,撮合用电方与新能源上网企业以长协等形式购买绿电。
此外,依托丰富绿电资源,韶关正在积极探索推动“源网荷储一体化”的绿电直供模式。该模式构建由水电光伏供电、储能电站和智慧能源管理调节等一体的绿色供电体系,将韶关绿电直接供应给算力中心。
“目前韶关党委政府、供电企业、算力企业都在积极合作推动绿电直供模式。韶关水力发电量较大且供电稳定,具备绿电直供的优势,相信韶关在绿色算力建设上能够率先取得成效。”张豪说。
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