中国存力白皮书（2022年）

中国存力白皮书（2022年） 中国存力白皮书 （2022年） 中国算力大会组委会2022年07月 中国存力白皮书（2022年） 前言 纵观全球，新一轮的科技革命和产业变革正在全方位的改变着社会生产生活，积累数据资源、保障数据安全、做大做强数据产业，已经成为全球主要国家共同的战略选择。 党的十九届四中全会首次将数据作为生产要素参与分配，数据的作用受到国家高度重视，作为数据载体的存储也越来越重要。云计算、大数据、人工智能、高性能计算等新兴数字产业和前沿技术的加速应用，数据总量大幅增长，数字经济持续繁荣，起到重要支撑作用的存储需求也在不断扩大。不同应用场景需求对数据存储容量、数据传输速度、存储性能等各方面要求不断提升，产业需求持续推动存储技术演进，需求更新与技术迭代共同加速存储市场进一步释放增长空间。 本白皮书综合考虑存储的容量、性能表现、安全可靠、绿色低碳等特性，分析全球存储行业的产业现状，研究数据中心存储技术发展趋势，分析中国各省份存力发展规模和质量。总体来看，我国数据存力发展总体水平与发达国家相比还有一定差距，存储容量、先进存储设备应用、存算均衡等方面都需要进一步加强。我国区域存力情况与数据中心和算力的发展高度相关，东部各省份数据存力发展水平较高；中西部各省份虽冷数据存储业务占比较高，但其整体存储规模和存储质量都低于东部。最后，在我国数据存储产业发展趋势进行展望的同时，也从技术、标准和产业方面对我国数据存力高质量发展提出建议。 白皮书仍有诸多不足，恳请各界批评指正。如有意见建议请联系中国信通院云大所数据中心团队，邮箱：dceco@caict.ac.cn。 I II 中国存力白皮书（2022年） 目录 ■背景与意义1 1.1数据存力的定义与内涵1 1.2数据存力的重要作用2 ■数据存储产业发展分析4 2.1政策分析4 2.2产业分析6 2.3技术分析9 ■中国数据存力发展情况分析12 3.1我国数据存力发展情况分析12 3.2区域数据存力发展情况分析12 3.3省际数据存力发展情况分析14 3.4数据中心存力发展情况分析15 ■中国数据存力发展展望与建议18 4.1数据存力发展展望18 4.2数据存力高质量发展建议20 中国存力白皮书（2022年） 背景与意义 1.1数据存力的定义与内涵 在国家数字经济大战略下，数据作为生产要素，已成为重要的资产。海量数据呈指数级增长，数据流动加速，存储作为承载数据的关键设施，其重要性更加凸显。数据存储是一个复杂的系统，包括复杂的硬件、复杂的软件和介质。各行各业在数字化进程中涉及到的应用创新对数据的采集、存储、传输、交易和服务等环节提出了更高的要求，不仅强调存储容量足够大，也对存储的功能、可靠性、安全性、绿色性等提出了要求。 图1数据存储系统 是以存储容量为核心，包含性能表现、安全可靠、绿色低碳在内的综合能力。 存储容量是应对数据爆发式增长的基础。进入大数据时代，移动智能设备、云端、物联网终端等产生的海量数据需要存储、分析、计算，数据存储的整体需求快速增长，中国信通院发布的《数字中国发展报告（2021年）》指出，2017年到2021年，我国数据产量从2.3ZB增长至6.6ZB。数据“存不下”的问题日 益严重，不断增长的数据总量使存储容量成为数据存力的核心诉求。为此，业界积极探索存储容量提升方 1 数据存力成为数字经济背景下，全社会全产业发展的重要基础。数据存力的概念和内涵也更加丰富， 字产业化和产业数字化，推动数字技术与实体经济深度融合，能够为数字经济提供持续动力；充分利用海 量数据要素，大力发展数字产品制造业、数字产品服务业、数字技术应用业、数字要素驱动业等，能够为 经济发展培育新的增长点；将数据要素与其他生产要素有机结合，能够提升其他生产要素的匹配效率、激发其他生产要素的创新活力，进而提高生产质量和效益，推动国民经济质量和水平实现整体跃升。 2 中国存力白皮书（2022年） 案，一方面，通过存储硬件结构性改造和高科技散热技术增加硬盘密度，从而增加单位空间的数据存储容量，另一方面，软件纠删码等技术的应用也可降低冗余度、提高磁盘利用率。 数据存储性能是数据有效处理的关键。在涉及国计民生的重要领域，如政务、金融、交通、电信、医 疗等行业，对存储读写速度快、非易失性、无机械装置、抗震性好、适温宽、功耗低、传噪少等提出了较高要求。数据存储性能是充分释放数据要素价值的基础，是数据有序流转、运营流通和场景应用的有力支撑。在新兴信息技术领域如人工智能，数据存储性能如读写速度，决定了人工智能算法能否快速获取足量训练数据，从而不断优化算法打造出敏捷模型。 数据安全可靠是发挥数据价值、保证数字社会健康发展的保障。数据安全可靠性是指保障数据在其 生命周期内，所有数据完整、一致和准确的程度，尤其是在自然灾害、电力等设施失效、设备自身失效、人为破坏、勒索病毒、网络攻击等影响下，仍可以实现关键数据系统的“三不两永远”--数据不泄露，数据不被篡改，数据不丢失，业务永远在线，访问永远合规。目前，数据中心行业实现存储安全可靠的方式主要包括容灾和备份：“容灾”，即保障业务系统在灾难条件下的连续性、“韧性”；“备份”，即保障数据在灾难条件下的完整性。 绿色低碳是数据存储未来需考虑的必要因素。为响应国家双碳战略，落实工信部、发改委等政策文 件提出的“新建大型、超大型数据中心PUE达到1.3以下，绿色低碳等级达到4A级以上”要求，数据中心存储正在向绿色节能低碳方向发展。数据存力设备使用过程中的电力能耗和冷却能耗是数据中心能耗的重要组成部分，单位存储容量能耗也逐渐成为数据中心综合能耗水平和可持续发展能力的评估要素之一。数据存储的绿色低碳发展也逐渐被企业和政府重视起来，一方面，使用绿色节能的存储设备能为企业降低总体拥有成本；另一方面，通过低能耗存储设备的使用达到降低碳排放的目的，获得环境和社会价值。 1.2数据存力的重要作用 （1）数据作为关键生产要素，推动数字经济高速发展 数据作为数字经济时代最核心、最具价值的生产要素正在加速渗透，成为全球经济增长的新动力、新引擎，深刻地改变了人类社会的生产和生活方式。5G联接、人工智能、云计算、区块链、产业互联网等ICT新技术、新模式、新应用，无一不是以海量数据为基础。随着数据量指数级增长，数据分析算法和技术迭代更新，数据创新应用和产业优化升级，数据对社会变革的影响更加深远。以数据为关键要素推进数 3 中国存力白皮书（2022年） （2）数据存储作为数字基础设施核心部分，支撑经济社会平稳运行 数据价值的发挥，需要与算力、存储和网络等相关设备结合，以基础设施的形式来服务经济社会。数据存储是算力基础设施的核心组成，是信息的起始和终点，优质的数据存储基础设施和产业生态不仅会赋能数据存力发展，而且还会驱动更大范围的社会经济衍生影响。在影像采集领域，诸如交通、医疗、制造等行业在不断扩展其对高清影像的应用，在产出大量4K、8K视频、上亿像素的高清图片作为数字生产材料的同时，需要更大的存储空间。在高性能计算领域，诸如气象预测、卫星遥感、灾害模拟等重要行业，需存储大量数据，保证性能容量可横向扩展。在实时信息处理领域，诸如金融、医疗等行业，需数据存储系统来满足快速增长的在线并发访问、业务全天候在线的需求。 （3）数据存储惠及企业，助力行业数字化转型 近年来，越来越多企业开始重视数据价值，采集、留存并分析生产和运营中的数据，增加了数据存储、管理、使用的需求。各行各业纷纷通过数字化转型提升企业运营效率，不仅可提高企业自身的运作效率，也能助力提升供应链的可控性，为企业经营决策提供更多支持。一方面，数据存储一定程度上解决了数据流通不畅问题，上下游各用户可以将需求和供应信息通过线上平台传递。制造业上游厂商如服装代工厂、布料厂商等在生产供货时可通过数据判断趋势，调整企业的生产制造策略，实现资源的有效配置；银行风控授信、保险公司、物流公司等也因为更多的精准生产和需求数据的输入能更好地开展业务，为其业务保驾护航，实现产业链的持续完善。另一方面，各企业因为自身生产效率的提升，降低了残次品率和订单延迟交付率，生产周期变短，供应链也更加稳定。 韩国半导体产业在国内需求有限、国际竞争激烈的环境下，保持良好的发展态势和强大的产业优势。韩国通过“BK21”及“BK21+”等计划对大学、研究所进行专项支援，在2016年时推出半导体希望基金， 投资半导体相关企业。2021年5月，韩国政府正式公布“K半导体战略”，预计未来10年投资约4500亿美元。 日本为半导体产业保持蓬勃发展制定了应对策略。2021年6月，日本政府对半导体、数字基础设施及 4 中国存力白皮书（2022年） 数据存储产业发展分析 2.1政策分析 数据存储对国家数字经济发展有举足轻重的地位，各国为形成数据存储产业发展思路，强化存储产业的自主可控，打造数字经济供给侧的竞争与可持续发展能力出台了各项政策，以保证数据产业链的采集、存储、传输、交易和服务各环节高效可靠。 （1）全球各国纷纷出台数据要素相关的国家战略 美国2020年发布《联邦数据战略》，明确将数据作为长期战略资源开发，聚焦点从“数据即技术”到“数据即资产”的转变，明确政府需发挥其作为数据提供者、使用者的角色的重要作用。 英国2020年发布《国际数据战略》，明确“数据是世界现代经济的驱动力，打造世界领先数字经济， 数字产业是最主要的支撑保障，希望公众成为蓬勃发展的数字经济中的积极参与者”。 沙特阿拉伯2020年发布《沙特数字经济政策》，明确“从传统的经济活动转向更大的以数据为依据的活动，突出数字经济的中心地位”。 新加坡2020年发布《研究、创新和企业2025计划》，明确“继续支持战略和新兴技术的发展，并加 强数字能力向工业的转化。其目的是实现新加坡的智慧国家雄心，并利用数字经济中的增长机会继续加强数字经济、数字政府和数字社会的建设”。 德国2021年发布《联邦政府数据战略》，明确“着力打造数据文化以确保公平和防止数据垄断，增 强德国数字能力，把德国打造为欧洲数据共享和创新应用领域的领导者”。 （2）全球各国布局半导体产业发展 美国高度重视半导体存储芯片的战略价值，持续完善政策体系，不断丰富行业标准，使存储产业规范化、标准化。美国政府以政策为抓手，鼓励本土半导体厂商进行技术创新，完善专利保护法，对半导体存储相关技术进行全面的保护。 中国存力白皮书（2022年） 数字产业做出综合部署，制定了《半导体数字产业战略》。2021年底，发布《半导体产业紧急强化方案》，致力于提高日本半导体企业的营收。 （3）我国将数据提升到生产要素地位 习近平总书记在中共中央政治局就实施国家大数据战略进行第二次集体学习时指出，我们应推动实施国家大数据战略，加快完善数字基础设施，推进数据资源整合和开放共享，保障数据安全，加快建设数字中国，更好服务我国经济社会发展和人民生活改善。 2019年11月，党的十九届四中全会在《中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定》中首次明确将“数据”列为生产要素，提出了“健全劳动、资本、土地、知识、技术、管理、数据等生产要素由市场评价贡献、按贡献决定报酬的机制”，反映了党中央对信息技术发展的时代特征及未来趋势的准确把握，也凸显了数字经济时代数据对于经济活动和社会生活的价值。 2020年4月，中共中央、国务院发布了《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，数据作为新型生产要素正式出现在官方文件中，将数据纳入要素范围，意味着数据与资本、劳动等传统要素拥有了相同的地位和角色，这对于探索建立统一的数据标准规范、支持构建多领域的数字基础设施，推动壮大我国数字经济具有重大现实意义。《“十四五”国家信息化规划》、《“十四五”信息通信行业发展规划》中，也强调了加快推进数字基础设施建设，统筹布局绿色智能的数据与算力