只用19天，馬斯克就完成了“超級算力工廠”孟菲斯超級集群的硬件安裝并投入使用。但更令人驚訝的是，這個部署有10萬塊液冷H100芯片，號稱全球最大智算集群的孟菲斯超級集群的供電主力居然是14臺天然氣發(fā)動機供電。

據(jù)了解，這是由于當(dāng)?shù)責(zé)o法提供充足的電力供應(yīng)，馬斯克被迫為孟菲斯超級集群提供了14臺天然氣發(fā)電機。這些發(fā)電機單臺功率為2.5MW，可為數(shù)據(jù)中心提供最高35MW的電力。當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)也可以為孟菲斯提供8MW的電力供應(yīng)，也即當(dāng)前孟菲斯的電力供應(yīng)為43MW。

根據(jù)NVIDIA官方資料顯示，每塊H100芯片的功率為700W，而包含8塊H100 GPU的服務(wù)器DGX H100整體功率最高可達10.2Kw。即是孟菲斯采用了更加節(jié)能的液冷架構(gòu)，據(jù)測算整體功耗預(yù)計也要達到150MW左右。

所以，雖然孟菲斯號稱當(dāng)前最大的智算集群，但實際的投運能力1/3都不到。即使到8月份，當(dāng)?shù)匕凑找?guī)劃提供了50MW電力，依舊遠遠無法滿足孟菲斯的需求。

算力發(fā)展的能源困境

缺電，不是馬斯克自己的困境，而是未來很長時間內(nèi)，全球算力發(fā)展面臨的難題。

愛爾蘭中央統(tǒng)計局7月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年，數(shù)據(jù)中心消耗了愛爾蘭全國用電量的21%，超過占比18%的城市家庭用電量。國際能源署預(yù)估，到2028年，愛爾蘭的數(shù)據(jù)中心耗電量將接近全國用電量的30%。

其它國家當(dāng)然也不樂觀。一份來自Goldman Sachs的報告指出，由于人工智能的發(fā)展，2023年至2030年，美國數(shù)據(jù)中心的電力需求將以15%的年復(fù)合增長率上升，到2030年，數(shù)據(jù)中心的電力消耗將占美國總電力消耗的8%。

此外，預(yù)計英國未來10年的人工智能電力消耗將激增500%，瑞典的數(shù)據(jù)中心電力消耗將在10年內(nèi)翻倍。更為令人擔(dān)憂的是，如果沙特、愛爾蘭和馬來西亞的數(shù)據(jù)中心全速運行，其電力消耗將超過這些國家現(xiàn)有的可再生能源產(chǎn)能。

除了缺電之外，高能耗帶來的碳排放也是需要關(guān)注的重點。據(jù)預(yù)測到2026年，美國所有數(shù)據(jù)中心每年將產(chǎn)生1.55億噸二氧化碳排放，相當(dāng)于370萬輛乘用車一年的排放量。

好在隨著新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，特別是在我國，風(fēng)光資源在能源比例中越來越高，通過使用綠電來實現(xiàn)減碳已經(jīng)成為最直接也是最有效的可持續(xù)發(fā)展路徑。

據(jù)統(tǒng)計，2023年3月份，我國非石化能源發(fā)電裝機占比正式超過50%，進入了新能源發(fā)電增量超過傳統(tǒng)能源的歷史時刻。2023年，我國新能源發(fā)電量約1.47萬億千瓦時，同比增長23%，占總發(fā)電量的15.6%，取得歷史性突破。

從整體看，中國不缺電，也不缺綠電。但如何用好綠電，是算力產(chǎn)業(yè)當(dāng)前面臨的一個新問題。

算電協(xié)同是個能源賬

7月23日，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局四部委聯(lián)合印發(fā)《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》，計劃中要求，在具備穩(wěn)定支撐電源和靈活調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)新建數(shù)據(jù)中心與可再生能源發(fā)電等協(xié)同布局，提升用電負荷調(diào)節(jié)匹配能力。鼓勵數(shù)據(jù)中心通過參與綠電綠證交易等方式提高可再生能源利用率。鼓勵有關(guān)地區(qū)探索開展數(shù)據(jù)中心綠電直供。到 2025 年底，算力電力雙向協(xié)同機制初步形成，國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過 80%。

算電協(xié)同一般從兩個角度來詮釋。其一是算力賦能電力的數(shù)字化、智能化發(fā)展，強化電力網(wǎng)的調(diào)度能力。其二則是算力基礎(chǔ)設(shè)施通過統(tǒng)籌布局，分區(qū)建設(shè)，依據(jù)電力網(wǎng)布局來建設(shè)算力網(wǎng)絡(luò)，形成算力和電力之間形成的相互支撐和協(xié)同發(fā)展的新態(tài)勢。

從算力的角度看，算電協(xié)同的目標(biāo)是通過統(tǒng)籌布局，促進風(fēng)光綠電的消納和數(shù)據(jù)中心的零碳發(fā)展，加速實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。“東數(shù)西算”工程的思路和布局，和算電協(xié)同就有著異曲同工之妙，從根本上講都是能源賬。

如果觀察我國的發(fā)電、用電區(qū)域分布，就會發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出西部發(fā)電量高、用電量低的現(xiàn)狀，并且在新能源發(fā)電方面，很多西部地區(qū)具有極大的優(yōu)勢。

以今年第一季度數(shù)據(jù)為例，內(nèi)蒙古地區(qū)依舊以427億千瓦時風(fēng)力發(fā)電以及50千瓦時光伏發(fā)電量遙遙領(lǐng)先。山東、江蘇、廣東等用電大省雖排名靠前但基本“入不敷出”。這也是國家啟動“西電東輸”的原因。

但送電不如送算力。根據(jù)當(dāng)前的輸電水平，每1000公里損耗電量在2-3%左右。如果在本地將電力轉(zhuǎn)換為算力，則可以節(jié)省大量的資源。因此，“東數(shù)西算”工程將內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、貴州設(shè)定為西部樞紐節(jié)點，鼓勵在西部樞紐節(jié)點建設(shè)大規(guī)模、集群化的算力基礎(chǔ)設(shè)施。

算電協(xié)同，也分“東西”

算力作為數(shù)字經(jīng)濟時代發(fā)展的源動力，其發(fā)展受到了高度重視，也因此誕生了眾多以算力可持續(xù)發(fā)展為核心的理念。但其中很多技術(shù)，實際上來自其他領(lǐng)域在算力領(lǐng)域的應(yīng)用，因此算力產(chǎn)業(yè)在應(yīng)用這些理念、技術(shù)時，應(yīng)該如何適應(yīng)算力產(chǎn)業(yè)特性進行改變。

比如近年很受關(guān)注的“源網(wǎng)荷儲”，被視為實現(xiàn)綠色算力的關(guān)鍵技術(shù)。國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部主任于施洋在一次行業(yè)會議上表示，源網(wǎng)荷儲應(yīng)該區(qū)分大小。“大”源網(wǎng)荷儲是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)電力行業(yè)雙碳目標(biāo)的基礎(chǔ)支撐。“小”源網(wǎng)荷儲是以算力節(jié)點為單位的源網(wǎng)荷儲一體化體系，從算力節(jié)點的源、網(wǎng)、荷、儲整體運行鏈條進行統(tǒng)籌規(guī)劃，保證算力中心的安全、低成本用電。

對于儲能技術(shù)，也有類似的區(qū)別。在IDC圈此前的文章總，也對“+儲能”和“儲能+”進行了詳細的探討和解析（詳情閱覽：數(shù)據(jù)中心儲能的尷尬與解決思路）。

同樣的，算電協(xié)同也要仔細考量。從目前看，算電協(xié)同在東、西部有較大差異，應(yīng)該考慮不同的協(xié)同方式。比如東部算力建設(shè)更多是“硬需求”，更多的需要電網(wǎng)進行調(diào)度和適配算力設(shè)施的電力需求。西部地區(qū)更多是算力設(shè)施隨電而建，以更好的利用電力為目標(biāo)進行建設(shè)。

東部和西部在算電協(xié)同上的差異主要來自資源和需求的不同，但提升綠電使用效率、加強節(jié)能技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新等是相同的。利用差異化策略有助于實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和可持續(xù)發(fā)展。隨著技術(shù)的進步和政策的支持，算電協(xié)同將在全國范圍內(nèi)進一步深化，為數(shù)字經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展提供堅實保障。

為促進智算綠色低碳、普惠易用。8月27日，由中國IDC圈主辦的中國智算產(chǎn)業(yè)綠色科技大會將在上海召開。大會以“綠色智算新質(zhì)未來”為主題，將邀請政府主管部門領(lǐng)導(dǎo)、高校學(xué)者、業(yè)內(nèi)專家、研究機構(gòu)、運營商、頭部數(shù)據(jù)中心服務(wù)商、液冷廠商、能源企業(yè)、投融資代表等，通過演講、圓桌對話、研討會等形式，從政策、技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案、生態(tài)等角度聚焦算力、電力、制冷、設(shè)備等，分享探討如何提升可再生能源使用比例、提高能源效率、降低綠電成本、深化節(jié)能改造、推進算電熱高效協(xié)同，實現(xiàn)智算綠色低碳發(fā)展。

中國智算產(chǎn)業(yè)綠色科技大會官網(wǎng)：http://www.juechua.cn/Special/2024CICIC/，大會報名通道已開啟，點擊進入官網(wǎng)可以報名。