教学素材：东数西算工程

【教学素材】 东数西算工程 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】“东数西算工程”是中国于2022年全面启动的国家级算力资源配置工程，旨在构建“数据中心＋云计算＋大数据”协同发展的全国一体化新型算力网络体系。该过程通过将东部数据需求有序引导至西部去处理，利用西部丰富的绿色能源和土地资源，优化全国数据中心布局，促进区域协调发展。 其核心内容包含国家在8个地方建设算力枢纽节点，包括京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝4个东部枢纽，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏4个西部枢纽，围绕这些节点又设立了10个国家数据中心集群，形成覆盖全国的算力资源调度网络。 东部算力需求大但土地能源紧张，西部资源充裕特别是可再生能源丰富，这样布局能提升整体算力水平、促进绿色发展、带动西部数字经济，同时缓解东部能源压力。 该工程起源于2018～2019年国家发改委开展的全国一体化大数据中心体系研究，2021年《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确实施路径。截至2024年，八大枢纽直接投资超435亿元，建成195万标准机架，整体上架率63%，枢纽间网络时延缩至20毫秒，绿电使用率突破全国平均水平。2023年《加快构建全国一体化算力网的实施意见》提出到2025年初步建成综合算力基础设施体系。工程实施已带动超万亿元社会投资，并实现首条400G全光骨干网等核心技术突破，有效推动数字经济与绿色能源融合发展。2026年5月，全国首个大规模“算电协同”绿电直供项目中国大唐中卫云基地50万千瓦光伏电站正式投运，标志着我国“东数西算”工程实现从沙漠风光资源到数字算力负荷的直连直通。 【情景创设】阅读下列科普短文，回答下列问题。 东数西算 “东数西算”是我国继“南水北调”之后的又一项国家级大工程．东数西算是指将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局。“数”是指数据，“算”是指算力，即对数据的处理能力。 “东数西算”是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。目前，“东数西算”在8个算力枢纽内，已规划设立了10个国家数据中心集群。 （1）算力需“动力之源”。“东数西算”工程算力枢纽节点全国一体化推进算力协同。 ①我国西部甘肃、宁夏的石油、煤炭、天然气等储备量充足，并拥有丰富的风能、太阳能资源。上述能源中，属于可再生能源的是 。 ②我国西部打造多元储能体系。下列方法中将电能转化为氢能的是 （填字母序号）。 A．用电机将水从低处抽至高处 B．用电解装置使水分解 C．用电力驱动压缩机将空气压缩液化 ③大力发展风力发电的优点是 。 （2）算力需“材料基石”。高纯硅（Si）和超纯水是生产芯片的基础性物料。 ①用沙子（主要成分是SiO2）和焦炭可制备粗硅，粗硅进一步提纯可制得高纯硅。从沙子、粗硅到高纯硅，硅元素的质量分数 （填“减小”“不变”或“增大”）。二氧化硅和碳在高温条件下生成了硅和一种有害气体，该反应的化学方程式为 。 ②生活污水回收再生可制备超纯水，其中的膜分离过程如题图所示。比较微观粒子的直径：d（蛋白质分子） d（水分子）（填“＞”或“＜”）。通过反渗透膜后，所得水的导电能力 （填“增强”或“减弱”）。 ③硅芯片（主要成分是Si）制作时需浸没在超纯水中进行。为避免硅芯片表面生成SiO2杂质，超纯水还需进一步除去其中溶解的气体单质是 （填化学式）。 ④数据中心的大型服务器机架由钢或铝制成，生铁和钢的区别是 。 （3）算力需“控温保障”。算力数据中心电子设备集中，发热量大。 ①在数据中心的消防系统中，常用二氧化碳灭火器，二氧化碳能灭火的原因是 。 ②IT设备芯片工作时温度会达60℃以上，对其冷却的一种方法是将设备浸没在导热性能良好的冷却液中。为探究不同冷却液的导热性能，设计实验如表1所示，实验中所测数据对应的物理量为 。 表1 步骤1 室温下，取两种冷却液各100mL，分别注入两只相同的烧杯中， 分别插入温度计 步骤2 将两只烧杯同时放入60℃恒温水浴中，记录数据 步骤3 待冷却液的温度达到60℃时，记录数据 ③冷却液应具备的化学性质有 （写2点）。在数据中心运行过程中，可以采用地球上储量最大的液体帮助散热，该液体是 。 ④宁夏枢纽是“东数西算”工程八大算力枢纽之一，设立中卫数据中心集群。数据中心的适宜温度为18～23℃，因此散热至关重要。西部宁夏中卫的年平均气温为8.6℃，而东部广州的年平均气温为22℃，由此可知选择宁夏中卫作为算力枢纽的原因是 。 参考答案 （1）①风能、太阳能；②B；③清洁环保（合理即可）； （2）①增大；SiO2＋2C ( 高温 )Si＋2CO↑；②＞；减弱；③O2；④含碳量不同； （3）①不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大；②升温到60℃所需时间；③化学性质稳定、不腐蚀芯片（合理即可）；海水；④平均气温低，有利于数据中心散热（）或能减少用于冷却设备的能源消耗，降低运营成本等，合理即可）； 学科网（北京）股份有限公司 $