隨著5G、人工智能，大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的快速普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲、計算、傳輸和應(yīng)用的需求大幅提升，超算平臺已成為支撐各行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用落地的重要新型基礎(chǔ)設(shè)施。2022年2月，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃了10個國家數(shù)據(jù)中心集群。
至此，全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計，東數(shù)西算工程正式全面啟動，構(gòu)建國家算力網(wǎng)絡(luò)體系。在此背景下，貴州電網(wǎng)公司扛起中央企業(yè)創(chuàng)新主力軍的責(zé)任，始終跟隨時代步伐，布局面向電力行業(yè)的超算領(lǐng)域研究，進行了為期三年的自主可控超算平臺服務(wù)體系研究，以迎接全國能源行業(yè)全面深化改革的關(guān)鍵期。
迫切需要
據(jù)悉，南方電網(wǎng)公司提出“應(yīng)用新一代數(shù)字技術(shù)對傳統(tǒng)電網(wǎng)進行數(shù)字化改造，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流”，“全面建成一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)模型算法賦能電力供應(yīng)，形成強大的‘電力+算力’，驅(qū)動大規(guī)?？稍偕茉磪f(xié)同優(yōu)化調(diào)度”等措施。
隨著關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)“配網(wǎng)計算”“數(shù)字孿生”“知識圖譜計算”等關(guān)鍵數(shù)字應(yīng)用對管控精度和時效性，準(zhǔn)確性的不斷提升，算力需求呈指數(shù)級增加，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式和技術(shù)架構(gòu)已無法適應(yīng)未來電力行業(yè)應(yīng)用需求，而自主可控超算平臺以融合架構(gòu)計算系統(tǒng)為平臺，以數(shù)據(jù)為資源，以超算技術(shù)為手段，能夠以強大算力驅(qū)動模型對數(shù)據(jù)進行深度加工，提高運算效率，源源不斷地產(chǎn)生各種智能計算服務(wù)，并通過網(wǎng)絡(luò)以云服務(wù)形式向電網(wǎng)內(nèi)部及外部提供高算力資源供應(yīng)，為新型電力系統(tǒng)下的“數(shù)字南網(wǎng)”建設(shè)提供堅實技術(shù)支持，助力新型電力系統(tǒng)發(fā)展。
此外，自主可控超算平臺是國家戰(zhàn)略安全和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路，將解決超算領(lǐng)域自主可控的難題。
近年來，我國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右，電力行業(yè)碳排放占能源行業(yè)碳排放總量的42.5%左右，電力作為我國碳排放占比最大的單一行業(yè)，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，新型電力系統(tǒng)則是其中的關(guān)鍵載體。相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)以新能源為主體，具有綠色高效、柔性開放、數(shù)字賦能的特色，可大力提升新能源消納和存儲能力。自主可控超算平臺服務(wù)體系建設(shè)可帶動新型電力系統(tǒng)發(fā)展，以“算力”助力“電力”，為分布式新能源的預(yù)測、功率預(yù)測、氣象資源對新能源設(shè)備狀態(tài)和運行狀態(tài)影響的評估等高計算算力要求場景提供算力支持。
創(chuàng)新突破
作為符合國家自主可控戰(zhàn)略要求和南方電網(wǎng)公司重大戰(zhàn)略需求的國家科技前沿課題，2023年貴州電網(wǎng)公司信息中心落地了全國首個面向電力行業(yè)的國產(chǎn)ARM架構(gòu)的超算平臺，整個平臺主要包括三個方面的內(nèi)容：一是面向電力行業(yè)的超算平臺體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)硬件研究及環(huán)境搭建；二是面向電力行業(yè)的超算應(yīng)用適配；三是面向電力行業(yè)的超算平臺的運維部署經(jīng)濟性評價體系研究。
這也是首次研究面向電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的超算體系結(jié)構(gòu)，其中在多類型電力應(yīng)用的超算柔性體系結(jié)構(gòu)方法、面向電網(wǎng)應(yīng)用的超算自主容錯技術(shù)等方面都是行業(yè)首創(chuàng)。
此外，項目還突破面向電力行業(yè)的國產(chǎn)自主可控超算平臺體系、基礎(chǔ)軟件、電力業(yè)務(wù)應(yīng)用部署規(guī)范及應(yīng)用部署評價體系等關(guān)鍵問題。
建設(shè)進展
隨著諸如“配網(wǎng)計算”“數(shù)字孿生”“知識圖譜計算”等關(guān)鍵場景等應(yīng)用對精度和時效性的不斷提升，算力需求呈指數(shù)級增加。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式和技術(shù)架構(gòu)在面向未來的算力需求下已經(jīng)無法適應(yīng)。貴州電網(wǎng)公司信息中心將“數(shù)字孿生”場景移植到ARM架構(gòu)的超算平臺運行，與原有X86運行平臺相比，主要功能運行速度提升45倍，有效促進了數(shù)字孿生應(yīng)用的運行效率和實際應(yīng)用。
同時，現(xiàn)有數(shù)字應(yīng)用是建立在X86架構(gòu)體系，隨著自主可控的要求，各類型業(yè)務(wù)應(yīng)用需要遷移至國產(chǎn)ARM架構(gòu)上。貴州電網(wǎng)公司信息中心在超算平臺服務(wù)體系研究中，通過對電力業(yè)務(wù)應(yīng)用的多維度分析，建立了一套評價標(biāo)準(zhǔn)體系，以此來評定哪些電力業(yè)務(wù)應(yīng)用可以部署在超算平臺上，提升綜合經(jīng)濟效益，并為今后電力業(yè)務(wù)應(yīng)用部署在基于ARM架構(gòu)上的國產(chǎn)自主可控超算中心提供了指導(dǎo)。