轉載來源：國家信息中心
一、國家算力大通道總體構想
（一）概念與框架
算力大通道的建設目標是促進全國范圍內算力資源的一體化布局，實現算力資源在區域內以及跨區域的高效供給，滿足不同行業和用戶多樣化的算力需求，并依托通道內數據中心、網絡等設施建設，帶動相關產業和創新應用的跨區域遷移，促進區域經濟可持續發展。算力大通道不僅是算力資源的高效整合和協同調度，還涵蓋數據中心、算力傳輸網絡等設施的統籌規劃布局與建設，以及推動算力相關產業的合理轉移和創新應用等。算力大通道“三層兩體系”的總體架構參見圖1。
1.算力資源供給層
算力資源供給層是算力大通道的技術底座，為計算任務的執行提供必要的算力、網絡等硬件支撐，保障數據的高通量、安全傳輸以及計算結果及時反饋等，為上層算力資源調度運營提供基礎性算網保障。
在算力方面，依托通用數據中心、智算中心、超算中心、量子中心等建設，提供不同類型、不同規模的算力資源，滿足從日常數據處理到復雜科學計算等各類計算需求�；诙嘣懔Φ幕ヂ摶ネê唾Y源協作機制，實現跨區域、跨行業的算力資源融合供給，使得算力資源的使用更加靈活和經濟，提升計算效率和經濟效益。在網絡方面，通過強化國家算力樞紐節點的通信骨干定位，建設跨區域、多層次算力高速直連網絡，實現省級、區域級等多級網絡的更高效聯通。同時，加快全光網絡、5G、SRv6等先進網絡技術推廣應用，顯著降低網絡時延，實現數據快速可靠傳輸，進一步提升網絡傳輸效率和安全性。
2.算力調度運營層
算力調度運營層是支撐算力大通道網絡和算力資源動態感知、靈活調度、智能分配、全局監測的關鍵環節，是促進算力供需對接、運營管理、交易結算等業務順利開展的核心組成部分，包括算力監測調度和算力運營兩方面。
算力監測調度承擔算力資源的全局監測、高效管理和優化分配等功能，通過打造算力監測平臺、區域內算力調度平臺、跨區域算力調度平臺等，確保網絡、算力、電力、應用等方面指標實時采集匯聚和統計分析，促進算力資源按需分配和靈活調度。算力運營專注于算力資源的市場化配置及價值實現，通過建立健全算力運營和交易平臺，完善算力并網、算力交易撮合和算力服務等機制，促進算力供需的高效匹配、合規交易和充分利用。
3.算力資源應用層
算力資源應用層是支撐算力大通道相關產業協同，以及算力體系與電力體系協同的關鍵。通過算力資源與各行各業的深度融合應用，促進形成一個互聯互通、高效協同的區域算力產業應用生態。算力資源應用層包括算產協同、數算協同和算電協同三個組成部分。
第一，算產協同。推動算力資源與產業深度結合。算力大通道的建設需求帶動上游軟硬件基礎設施與配套設備、中游算力運營服務和下游數算應用服務產業向西部遷移，促進上中下游產業梯次配套、跨區域協同創新。同時，依托算力大通道提供的計算能力賦能傳統產業產品設計、生產流程優化、服務效率提升等，加速中西部地區產業轉型升級，帶動傳統產業數字化、智能化轉型。
第二，數算協同。充分利用算力大通道算力資源，推動數據流通體系與算力支撐體系協同運行，促進算力、數據、算法融合發展，深化行業數據和算力協同應用，構建可信計算網絡環境，促進不同主體之間開展安全可信的數據共享交換和流通交易。
第三，算電協同。算力節點與電力節點融合方面，通過構建算力節點“源網荷儲”一體化體系，使算力節點成為新型電力系統結構下保障區域電網穩定的“壓艙石”。在算力市場與電力市場融合方面，推動算力市場充分借鑒電力市場建設的成熟經驗，促進算力價格與電力價格的交叉關聯，實現算力與電力兩個市場的雙向對接。在算力網與電力網融合方面，借鑒電力網的布局、建設、調度等經驗，充分融合算力網與電力網的區域特性和調度能力，開展跨省、跨區開展多時空尺度的算力與電力協同調度。
4.標準規范體系
算力標準規范體系是算力大通道建設的關鍵支撐，有利于促進技術合作，加速培育算力服務新業態，主要包括基礎支撐、高性能計算、跨域調度、數算融合、算電協同和安全保障等。基礎支撐類主要從通用、可靠性、可擴展性等方面明確全國一體化算力體系基本概念，提高軟硬件設備的持久性、可靠性和可擴展性。高性能計算類主要從高性能計算系統架構、多元異構算力資源管理、算力服務普惠等方面明確各算力系統設計、適配、互聯互通以及運營服務等要求�？缬蛘{度類主要從資源管理、跨域管控調度、統一運營交易等方面提出跨域調度過程中算力資源注冊、度量、標識、調度、匹配以及運營活動等要求。數算融合類主要從數據標識編碼、數算應用、可信數據流通等方面提出多源異構數據與算力融合的接入、流通、應用、安全等要求。算電協同類主要從節能、規劃、運營和綠色交易等方面規范算力與電力的同步規劃、同步建設、同步應用要求。安全保障類主要從安全防護體系建設、管理、技術和運營等方面提出一體協同的安全防護能力建設要求。
5.安全保護體系
國家算力大通道建設必須以安全為基礎，圍繞管理機制、網絡建設、數據中心設施、數據、電力和應用等各方面，強化一體協同的安全防護能力，增強各主體之間作業協同，實現算力大通道多層級的風險監測、統一指揮、快速處置、信息共享等安全防護目標。如采取入侵檢測與防護、分布式安全服務管理、實時智能防護、安全軟硬件國產化等措施確保算力大通道的網絡、數據和算力運行安全，通過建設自主可控的一體化安全防護平臺，實現攻擊的高效檢測與應對、異常和惡意流量以及數據包的快速檢測，確保網絡數據應用安全。
（二）總體定位
國家算力大通道總體定位于打造5個“大通道”，即面向數字時代的數字經濟產業遷移的大通道、數據算力融合應用的大通道、算力電力協同創新的大通道、網絡數據安全保障的大通道和數字經濟國際合作的大通道。
1.數字經濟產業遷移大通道
我國數字經濟發展整體呈現“沿海強、內陸弱”的特點，推動形成類似電力網、高速公路網的縱橫交錯的國家算力大通道，充分發揮西部地區土地、人力、電力等成本優勢，以普惠算力吸引東部數據到西部加工處理，推動東部人工智能模型訓練、機器學習、視頻渲染、離線分析、存儲備份等業務向西部遷移，帶動西部算力產業發展，實現數字經濟時代區域經濟的協調可持續發展。
2.數據算力融合應用大通道
依托算力大通道建設的跨區域算力調度體系可以實現多樣化算力需求的高效匹配，通過感知可調度的通用算力、智能算力、超級算力等算力資源，優化算力共享分配和任務計算效率，實現將不同類型的算力、數據等資源高效精準地調度到有相應需求的資源節點中，促進算力與數據、算法的一體化應用，實現數據要素的協同優化、復用增效和融合創新，有助于培育新業態新模式，發揮數據要素的放大、疊加、倍增作用，提高全要素生產率。
3.算力電力協同創新大通道
算力大通道促進算力需求由東向西轉移，有助于充分發揮西部地區豐沛的綠電資源優勢，提升數據中心清潔能源使用率，推動西部地區由“瓦特”產業向“比特”產業轉變。通過利用“源網荷儲”等新型電力系統模式，建立算力和電力一體化雙向調節機制，實現算力節點與電力節點在安全管控、節能降費等場景協同應用，提升算力電力生產端效率。通過電力網與算力網的“雙網協同”，促進具有穩定、安全、經濟的多時空尺度算力與電力調度協同優化，推動算力網與電力網在建設、協同調度方面實現協同創新和融合發展，實現算力與電力的雙向奔赴。
4.網絡數據安全保障大通道
構建算力大通道，必須立足全局，筑牢網絡、數據、算力等安全底線。依托國家算力大通道建設，樞紐節點將進一步強化自主防護能力，建立起覆蓋應急處置、安全監測、運行監控等全生命周期的安全保障體系，通過跨區域算力調度體系建設，促進非樞紐節點按照樞紐節點的安全標準建立統一的安全防范體系。同時，通過促進全國數據向西部匯聚，充分發揮西部地區戰略縱深地帶的區位優勢，提升極端條件下保障我國網絡數據安全的能力。
5.數字經濟國際合作大通道
深入落實高質量共建“一帶一路”倡議，算力大通道未來將延伸拓展到“一帶一路”沿線國家和地區，探索開展離岸算力服務創新。一方面，充分發揮新疆、青海、甘肅、內蒙古等地的區位優勢，面向中亞、西亞、中東輸出算力資源，推動重慶、貴州、云南、廣東、廣西、海南等地面向南亞、東南亞等地提供算力供給服務，引導黑龍江等東北地區面向東北亞等地輸出算力能力。另一方面，在沿海地區和內陸口岸等地區布局建設離岸算力網，在確保網絡數據安全的前提下，提升跨境網絡傳輸能力和國際數據通信服務能力，積極發展跨境算力貿易。
（三）布局原則
1.選擇數字產業發達、算力需求旺盛區
在選擇算力大通道節點時，應堅持需求導向，優先考慮在產業基礎雄厚、算力需求旺盛等具有顯著數字產業發展潛力的地區構建國家算力大通道主干節點，加快推動形成新的經濟增長點。應著重考察該地區在政策支持、基礎設施建設、人才儲備、產業鏈完整性等方面是否具有良好的數字經濟發展環境，是否具有強烈的數據處理和分析等計算需求等內容。具體而言，京津冀、長三角、粵港澳、成渝城市群等地區具備獨特的經濟地位和發展速度，算力需求尤為旺盛，應成為優先考慮的布局區域。此外，一些具有完善基礎設施和產業發展環境，且具有巨大的算力需求和數字產業發展潛力的省會城市或區域中心也是重點范疇。
2.選擇網絡拓撲中心、算力產業鏈完備區
在全國網絡拓撲結構中，一些地區地理位置獨特，處于網絡連接核心地位，擁有高度發達的信息通信網絡，是數據流的重要交匯點。一些地區在硬件制造、軟件開發、數據中心管理等方面具備較強的算力產業實力。選擇此類地區作為算力大通道的承載點，相當于建立了算力大通道的“交通樞紐”，既能確保數據流和信息流的高效傳輸，滿足各地區的計算需求，最大限度降低算力服務中因用戶網絡條件、地理區位等因素造成的不利影響，也能為這些地區帶來更多的經濟效益和技術創新機會，促進算力與經濟發展良性互動。具體來說，在鄭州、西安、武漢等中部地區城市，以及福州、長沙等國家級互聯網骨干直聯點，布局建設國家算力大通道，可推進此類地區強化算力資源供給能力，更好地滿足東部地區算力需求。
3.選擇清潔能源豐沛、綠色算力富集區
在國家“雙碳”戰略背景下，選擇具備豐富清潔能源供給和適宜建設數據中心集群的西北、西南地區作為算力大通道的資源供給核心節點，能夠顯著節約用電成本，降低碳排放，推動綠色低碳發展，提升數據中心的集約化水平。同時，也有助于優化算力資源分布，促進數字產業在國內的均衡布局，統籌東西部產業發展，為廣大的西部、東北部等地區創新、發展帶來新機遇。
4.選擇戰略縱深腹地、安全防護屏障區
深入落實總體國家安全觀，堅持以安全保發展、以發展促安全，立足我國算力總體發展安全格局，選擇西部安全風險較低地區作為算力大通道更廣闊的戰略縱深安全保障空間。如在貴州、新疆、西藏等具有較大戰略縱深、地理位置相對偏遠，遠離經濟中心的地區建設數據中心，具備較低的地緣安全風險，有利于增強極端情況下的抗打擊、抗風險能力，提升我國算力資源總體安全保障水平。
二、國家算力大通道的總體布局設想
結合“東數西算”工程以及全國一體化算力網建設進展，面向“十五五”期間人工智能創新應用帶來的巨大算力需求，立足各地區發展基礎及資源稟賦，提出構建國家算力大通道的總體布局設想，包括通道主干線、通道支線、算力調度樞紐、關鍵覆蓋區和延伸輻射帶。基于2023年第七次人口普查數據測算，國家算力大通道主干線和支線城市覆蓋全國41個大型城市（300萬人口以上），約58.8萬億GDP，3毫秒時延圈輻射全國100%的大型城市、98%以上的中小型城市（50萬人口以上）和全國99%人口。
（一）主干線
國家算力大通道布局首先要貫通八大樞紐節點，同時帶動風光水電等清潔能源豐富、區位優勢突出、產業基礎較好的非樞紐節點地區發展綠色算力，承接東部算力需求。算力大通道包括北線、中線、南線三條主干線（參見圖2）。北線以京津冀為起點，連通河北、內蒙、山西、寧夏相關節點；中線以長三角為起點，連通安徽、河南、陜西、甘肅、青海，沿河西走廊貫通至新疆；南線以粵港澳大灣區為起點，連通廣西、貴州、成渝，貫通至西藏。
（二）支線
面向所有省會城市、算力需求較為旺盛城市、地理樞紐城市，以及西部清潔能源豐富地區等建設算力大通道支線（參見圖3）。支線將實現光傳輸網絡覆蓋，升級現有光傳輸設備，建設算力并網平臺，推動這些地區算力并網，因地制宜構建算力調度平臺、算力運營平臺等，實現樞紐節點算力資源與城市算力需求的“多對一”供需匹配，通過提供豐富多樣的可調度算力，促進存量算力資源消納，推動構建統一度量、統一計費、統一交易、統一結算的算力運營機制，建立全流程算力服務新生態。
（三）調度樞紐
推動建立“東中西部協同、節點內外聯動”的算力調度體系。依托全國一體化算力網建設，充分發揮國家算力樞紐節點“算力高地”作用，立足樞紐節點起步區所在城市打造區域算力調度樞紐，率先實現樞紐節點內部算力統一高效調度，促進東西部樞紐節點間實現跨區域算力協同調度。鼓勵節點外產業基礎良好或綠電資源豐富的重點城市，積極對接區域算力調度樞紐，建立健全算力調度機制和配套設施，實現各類算力資源的靈活調度，帶動當地算力產業發展，同時發揮引領示范作用，推動實現省內算力資源統一調度，對接聯通全國一體化算力調度體系。
（四）關鍵覆蓋區
算力大通道主干線和支線主要覆蓋北京、上海、深圳、貴陽、蕪湖、成都、重慶、慶陽、中衛、和林格爾、烏蘭察布等數字經濟產業發展高地和重要算力供給基地，以及西安、鄭州、大同、巴州、哈密等區域優勢明顯或綠電資源豐富的城市或自治州。依托上述地區算力基礎設施，以及各級算力調度樞紐的服務作用，算力服務可“以點帶面”，輻射算力大通道主干線和支線周邊地區，形成3ms時延算力服務圈的關鍵覆蓋區，并促進算力相關產業發展。關鍵覆蓋區的城市應擁有旺盛的算力需求、良好的數據中心建設基礎或豐富的清潔能源。
（五）延伸輻射帶
算力大通道聯通京津冀、長江經濟帶和絲綢之路經濟帶內部主要城市，這些城市均具有較為豐富算力資源和獨特的地理環境優勢，可提升通道在東中西部的輻射帶動作用，加強算力大通道的縱向連接能力，促進跨區域算力調度體系建設，擴大算力服務輻射的范圍。
三、國家算力大通道建設的推進策略
堅持需求導向、目標導向的原則，綜合考慮區位條件、綠電供應、算力成本等供給側因素，網絡時延、算力類型、應用場景等需求側因素，以及樞紐節點與非樞紐節點高效協同等因素，分步驟、分階段構建國家算力大通道，全面推動我國算力基礎設施化建設。
第一，優布局，推試點。加快開展全國算力資源統計監測，摸清全國算力資源底數，積極推動跨區域算力調度體系建設，加快構建全國一體化的算力調度體系�？茖W評估并積極推動國家數據中心集群起步區范圍拓展工作，加快促進非樞紐節點融入全國一體化算力網建設。面向“十五五”乃至2035年發展戰略目標，開展我國算力體系總體規劃研究，研究國家算力大通道北、中、南三線的最優路徑、實施舉措，明確國家算力大通道建設原則、建設目標、重點任務、保障措施等，圍繞網絡直連、算力監測調度、算電協同、數算協同、算網安全等重點領域，研究策劃一批試點工程項目，推動算力計量、算力調度、算力結算、算電協同等領域標準規范制定及應用推廣。
第二，促創新，強應用。開展算力領域基礎性、戰略性問題研究，促進算力經濟與區域經濟、能源經濟的融合型理論創新。加強算力領域關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術研發，建設全國一體化算力網原型技術實驗場，組建國家級算力網共性技術研發平臺，促進跨區域算力調度與產業梯度有序轉移有機協同，以算力大通道建設助推國家戰略腹地建設和關鍵產業備份。有效應對人工智能創新應用對高質量算力供給的要求，強化國家算力樞紐節點“算力高地”作用，充分發揮西部綠電資源豐富地區優勢，鼓勵以城市“結對子”方式推動西部綠色算力供給與東部算力需求實現高效匹配對接，打造國家算力大通道建設樣板，以點帶面，發揮示范帶動作用，加快建設北中南三條算力大通道。
第三，全聯通，育生態。借鑒東西向的北線、中線、南線工程建設經驗，將先進技術模式、建設模式、商業模式等推廣應用到南北向的算力大通道建設，形成橫跨東西、聯通南北、縱橫交錯、全國一體的算力大通道。探索布局全國算力資源的統一管理機制，借鑒國家電網公司建設模式，探索組建國家算網公司，打造萬億級算力產業生態體系，促進算力經濟高質量發展。推動“東數西算”工程持續“西進”，將算力基礎設施建設沿著“一帶一路”戰略布局走向全球，實現算力與新能源、高鐵、數字金融的協同出海，促進全球算力設施互聯互通，面向全球提供算力服務、開展跨境算力貿易合作，助力打造全球數字命運共同體。
（原文刊發于《電子政務》2024年第11期，轉發時有刪減，參考文獻略；作者：于施洋 國家信息中心大數據發展部主任、研究員，馬驍 國家信息中心大數據發展部算力經濟處研究實習員，郭明軍 國家信息中心大數據發展部算力經濟處處長、高級經濟師，王蛟 深圳市數聚灣區大數據研究院工程中心規劃咨詢師，庾朝富 合肥綜合性國家科學中心數據空間研究院副研究員）
