中国工程院邬贺铨：从算网协同到算电协同 应多措并举优化智算中心能效

3月19日-20日，以“携手同行，共筑绿色未来”为主题，由中国国防邮电职工技术协会、中国通信企业协会通信网络运营专业委员会主办的“算电协同绿色发展及应用跨行业生态论坛”在北京成功召开。

会上，中国工程院院士、中国互联网协会专家咨询委员会主任邬贺铨发表题为“从算网协同到算电协同”的主题演讲。他指出，2024年全球总算力约1200 EFlops，超算占1~2%，通算占70~80%，智算占20~30%。“智算本身发展很快，但取代不了通算。”通算与智算都可兼有对方部分能力，但各自强项难以互相替代。算力是基础，云计算提供组织服务能力。

从能效来看，超算能效最低但其在总算力中占比仅1%~2%；通算能效还有很大改进空间，目前在总算力中约占70%，不过增长率不高。智算虽能效优于通算和超算，但在总算力中占比增长很快，改进智算能效成为主要关注点。邬贺铨表示，应多措并举优化智算中心能效，主要表现为以下六点：

智算芯片方面，关注制造工艺、芯片架构、软件优化、能源管理等；算法改进方面，关注剪枝量化、稀疏注意力、混合专家模型、知识蒸馏、混合精度等；智能运行方面，需根据负载来智能调整软硬件实现能效调优，关注负载与资源的匹配、硬件资源动态调整、软件调度适应任务变化；制冷技术方面，关注从传统风冷到气流优化，自然冷却、液冷、相变材料的应用等；算网协同方面，关注动态负载均衡、任务智能分发、智能路由调度等；

算电协同方面，他指出，智算中心用能具有高可靠性、高增长率、高潮汐性、瞬时冲击、谐波影响等特点。策略的改进要关注需求响应与负载调度、分布式能源与储能、绿电的利用、微电网与能源互联网等。

具体而言，需求响应与负载调度，即算力中心根据电力市场的实时电价或电网负荷情况，动态调整计算负载，助力削峰填谷。一方面算力中心的电力成本可降低10%-30%，另一方面，算力中心可帮助减少电网峰值负荷5%-10%。

分布式能源与储能系统，即算力中心配备分布式能源（如太阳能、风能）实现部分能源自给，减少碳排放，还可配备储能系统，在电网负荷高峰时，储能系统为算力中心供电，减少对主电网的依赖，同时降低电力成本。

可再生能源利用，例如，阿里巴巴张北数据中心充分利用当地的风能和太阳能资源，可再生能源使用比例超过50%，同时采用高效冷却技术和智能能源管理系统，年均PUE低至1.25，每年减少碳排放数十万吨。

微电网与能源互联网，即算力中心接入微电网或能源互联网，实现与周边能源设施的协同优化。微电网可将算力中心的能源利用效率提高10%-20%。

绿色电力采购与碳交易，即算力中心通过购买绿色电力证书或参与碳交易，提高可再生能源使用比例，并提升企业社会责任形象。

此外，他还提出针对电网侧在算电协同中的措施。一是数据对接。算力中心的能源管理系统与电力部门的调度系统对接，实现双向数据交互。电力部门可提供电网负荷、电价、可再生能源发电量等信息，算力中心则反馈其负载需求和调整能力。

二是智能电网技术的应用。通过智能电表和传感器，电网可以实时监控算力中心的电力消耗情况，及时调整调度策略。电网利用AI和大数据技术预测算力中心的负载变化趋势，并优化电力调度方案。

三是需求响应与负载管理。电网可以通过实施分时电价或实时电价，引导算力中心在电网负荷低谷时段增加计算任务，从而平滑负荷曲线。电网还可以与算力中心签订需求响应协议，在电网负荷过高时启动算力中心备用电源(如储能系统)以降低电网负载。

四是储能系统的部署。电网可以部署大规模储能系统（如锂电池、抽水蓄能），在算力中心负载低谷时存储电能，在负载高峰时释放电能，平衡电网负荷。

五是可再生能源的灵活调度。电网需要提高对可再生能源（如风能、太阳能）发电量的预测精度，以便更好地匹配算力中心的负载波动。通过微电网或虚拟电厂技术，电网整合算力中心周边的分布式能源资源，实现灵活调度和优化利用。