新型数据基础设施发展研究报告二零二二年八月21推动全闪存数据中心建设，助力数字经济高质量发展【目录】一、概述3（一）数字经济发展成为全球大国竞争的新赛道3（二）数据基础设施成为经济社会发展的新基座3（三）存力成为新型数据基础设施建设的新标度4二、发展现状及问题5（一）国际新型数据基础设施建设趋向成熟5（二）我国新型数据基础设施建设快速发展7（三）面临的问题和挑战9三、发展思路和路径13（一）发展思路13（二）发展路径14四、全闪存应用典型场景17（一）金融行业场景17（二）运营商行业场景17（三）医疗行业场景18（四）制造行业场景18五、政策建议21（一）优化数据基础设施布局21（二）强化核心技术产业能力21（三）加大政策引导支持力度21（四）强化数据安全保障能力2101 概述（一）数字经济发展成为全球大国竞争的新赛道一是世界各国积极争取数字经济发展主动权。各国竞相制定数字经济发展战略，如美国发布联邦数据战略、欧盟出台欧盟数据战略、俄罗斯编制俄联邦数字经济规划。二是数据流通成为国际合作交流的重点内容。如区域全面经济伙伴关系协定（RCEP）将数字贸易作为亚洲合作重要领域。欧盟通过GDPR 数据保护“充分性”认定制度构建以其为核心的流通圈。三是我国高度重视数字经济发展。 2020 年以来，陆续发布关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见“十四五”数字经济发展规划要素市场化配置综合改革试点总体方案等文件，明确提出要加快培育数据要素市场，建立健全数据流通交易规则，促进数据要素流通交易。（二）数据基础设施成为经济社会发展的新基座一是新型数据基础设施建设迫在眉睫。随着数字经济的快速发展，数据成为重要的生产要素，数据资源汇聚、共享、流通、应用的需求快速增加，对存储、计算、网络、安全等的要求也越来越高，传统的基础设施已无法满足要求，新型数据基础设施建设已成为经济社会发展的必然要求。二是新型数据基础设施以支撑数字化发展为根本目标。从广义上讲，新型数据基础设施是以支撑数字化发展为目标，以挖掘数据价值和保障数据安全为基本点，以实现数据要素的采集、汇聚、传输、存储、处理、开发、应用等为主要内容的制度体系和系统设施（图 1 所示）。从狭义上讲，新型数据基础设施是指支撑数据要素流通的各类硬件设施和软件平台。三是新型数据基础设施应具备“五高”特征。为充分发挥数据生产力的作用，新型数据基础设施应具备“高存力、高算力、高运力、高安全、高能效”的特征。（见图 1）数据治理公共数据资源库社会数据资源库共享交换平台开发利用平台计算设施存储设施网络设施流通层资源层设施层共享交换开发利用交易流通数字政府数字经济数字社会数字生态图 1：新型数据基础设施示意图（三）存力成为新型数据基础设施建设的新标度一是存力代表了以数据存储为核心的综合表现。存力是指数据的存储能力，是以存储容量为核心，包含性能表现、可靠程度、绿色低碳在内的综合能力。以存力为支撑，协同算力“算得快”、网络“传得稳”，数据基础设施才能充分发挥数据要素红利，赋能数字经济高质量发展。二是全闪存数据中心成为“高存力”的典型代表。全闪存数据中心是以先进闪存存储介质、高性能以太存储网络、数据灾备等技术为基础，汇聚高质量存力资源、结合绿色低碳技术、建设高速网络传输、融合多维数据保护，提供多元、高效、安全、绿色存力服务的新型数据基础设施。全闪存数据中心具备介质闪存化、网络 IP 化、数据保护立体化、存算解耦化、管理智能化等特征，可承载千行百业的高价值数据，为数据要素市场的建设和发展提供关键动力。（见图 2）图 2 全闪存数据中心建设参考架构图华为、罗兰贝格：数据存力，高质量发展的数字基石（2022）02 发展现状及问题（一）国际新型数据基础设施建设趋向成熟1. 强化政策法规，促进数据基础设施发展一是注重软硬件基础设施的协调发展。如欧盟制定的数字欧盟计划将对超级计算机、人工智能、网络安全与信任、应用软件开发、数字技能培训等领域数据基础设施建设拨款 97 亿欧元。二是建设大数据平台，促进数据共享开放。如美国的数据共享开放平台已形成较为完善的“1+N”体系，欧盟在开放数据领域，开发和建设了欧盟开放数据门户和欧洲数据门户。2. 主导技术产业，引领核心设施技术路线一是高度重视先进半导体技术。以美国为首的发达国家将半导体产业定位为战略性、基础性、先导性产业，并凭借其在技术和产业方面的先发优势，构建了全球最完善的半导体产业链。二是抢占数字技术领导权。近年来，欧美国家纷纷加速战略新兴技术的推广和应用，抢抓人工智能等数字技术主导权。三是强化网络互联技术应用。欧美等发达国家加快布局，以 6G 下一代移动通信、星链等为主的网络互联互通技术，为相关信息基础设施建设提供技术路线图。3. 提升建设质量，确保数据流通可靠供给一是超大规模数据中心数量持续增加，规模效应明显。据统计，截至 2021 年第二季度，全球超大规模数据中心数量达到 659 个，比 2015 年增加了 1.5 倍之多（如图 3 所示）。二是算力水平不断提升，满足高计算量计算任务。研究显示，2021 年美国算力同比增长 5.0%，在全球居首位。同时，通用计算、智能计算、高性能计算等加速发展，能够较好地执行高计算量计算任务。三是 5G、物联网等信息通信基础设施加速发展，推动网络运力大幅提升。如韩国、美国、德国等发达国家统筹布局 5G 基站建设，总规模分别达到 12.1 万个、10 万个、4.5 万个，推动高效、协同、可持续的网络运力体系的构建。（见图 3）国际数据公司 IDC、浪潮信息、清华大学全球产业研究院：2021-2022 全球计算力指数评估报告https:/www.igi.tsinghua.edu. cn/info/1019/1223.htm2015-2021Q2全球超大规模数据中心数量（个）2021年Q22020年2019年2018年2017年2016年2015年659597504448386338259图 3:2015 年 -2021Q2 全球大规模数据中心数量（个）数据来源：Synergy Research，整理4. 存力水平领先，有力支撑数字经济发展一是领先国家和地区数据存力充足性比较高，约为 20%。据测算，美国数据存力充足性领先全球，高达 19.4%，新加坡、德国存力充足性为 18.8%、18.4%，位列第二和第三。二是全闪存储对数字经济的支撑作用凸显，成为新型数据基础设施发展的主力军。全闪存储投资额每增加 1 元，可撬动数字经济规模增加 3452.2 元。且从市场规模上看，截止 2021 年第四季度，全闪存储在全球存储市场占比达到 50.3%，同比增长 13.9%。全闪存储对数字经济的发展发挥着重要的推动作用。（见图 4、5）图 4：闪存投资额与数字经济规模关系图数据来源：华为，整理计算数据存力 高质量发展基石指出存力充足性衡量的是数据量需求和存储容量供给之间的匹配关系，用数据存储设备容量与当年该区域产生的数据总量的比值表示。 Gartner：2021 年第四季度全球存储市场报告全闪存阵列收入占比（%）2021Q450.30%2021Q347.60%2021Q245.10%2021Q144.30%2020Q443.30%2020Q342.80%38.00%40.00%42.00%44.00%46.00%48.00%50.00%52.00%图 5：全闪存阵列收入占比（%）数据来源：Gartner，整理（二）我国新型数据基础设施建设快速发展1. 战略规划布局，引导数据基础设施建设2020 年 3 月，中共中央政治局常务委员会明确提出“加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。“十四五”大数据产业发展规划全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年）等明确提出要加快构建全国一体化大数据中心体系，建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群，并加快新型数据中心建设。（见表 1）表 1：国家层面新型数据基础设施发展相关政策发布时间发布部门政策名称重点内容2016 年国务院“十三五”国家信息化规划充分利用现有设施，统筹规划大型、超大型数据中心在全国适宜地区布局，有序推动绿色数据中心建设。2019 年中共中央、国务院长江三角洲区域一体化发展规划纲要协同建设新一代信息基础设施。加快推进 5G 网络建 设，支持电信运营、制造、IT 等行业龙头企业协同开展技术、设备、产品研发、服务创新及综合应用示范。2019 年工业和信息化部等关于加强绿色数据中心建设的指导意见打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。2021 年国家发展改革委等全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案加大服务器芯片、操作系统、数据库、中间件、分布式计算与存储、数据流通模型等软硬件产品的规模化应用。促进数据有序流通。建设数据共享、数据开放、政企数据融合应用等数据流通共性设施平台，建立健全数据流通管理体制机制。2021 年工业和信息化部新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）开展新型数据中心预制化、液冷等设施层，专用服务器、存储阵列等 IT 层，总线级超融合网络等网络层的技术研发。在国家战略指引下，地方政府纷纷出台一系列相关政策措施推进数据基础设施的统筹规划工作。如上海出台新型数据中心“算力浦江”行动计划（2022-2024 年）、北京市发布北京市数据中心统筹发展实施方（2021-2023 年）、四川省颁发四川省“十四五”存储产业发展规划。（见表 2）表 2：地方层面新型数据基础设施相关政策省市政策名称重点内容上海新型数据中心“算力浦江”行动计划（2022-2024 年）鼓励企业加强光互联、可重构网络、下一代数据存储等关键技术研究，推动数据中心性能突破性发展。鼓励新型数据中心普及全闪存及数据高密存储技术，进一步降低数据存储耗能。北京北京市数据中心统筹发展实施方案（2021-2023 年）新建云数据中心 PUE 不应高于 1.3，单机架功率不应低于 6千瓦，用于数据存储功能的机柜功率比例不高于机柜总功率的 20%。四川省四川省“十四五”存储产业发展规划以 SSD 固态硬盘研发制造为核心，以深化产业赋能、推动融合发展为手段，加快