超节点架构：驱动东数西算2.0时代的算力革命与产业升级

近期，“十五五”规划正式将算力定义为“数字经济时代的新质生产力核心要素”，并设定目标，到2030年实现智能计算中心算力规模位居全球首位。

作为我国算力布局的关键，“东数西算”工程已建立起覆盖八大国家枢纽节点和十大数据中心集群的算力网络体系。在此背景下，“超节点”架构作为“东数西算”2.0时代算力效能飞跃的核心技术载体应运而生。它通过超高密度计算、异构资源整合及全液冷技术，系统性地解决了算力枢纽建设中的难题，为AI训练、金融分析、工业仿真等高算力需求场景开拓了新路径。

算力革命进入深水区：超节点应运而生

当前，企业数字化转型迈入“深度用数”阶段，AI大模型训练需求呈指数级增长，传统数据中心架构的算力瓶颈日益突出。据工信部统计，我国数据中心年耗电量已占全社会用电量的2%以上，而单机架功率密度长期停留在8-15kW区间，难以满足AI大模型训练等新兴场景的爆发式算力需求。在此形势下，“东数西算”工程明确要求建设全国一体化算力网络，实现枢纽节点间的高效算力调度与绿色低碳运营。

通常，一体化算力网络的大规模计算集群采用Scale-Up（纵向扩展）与Scale-Out（横向扩展）两种扩展策略。超节点技术作为一种创新、集约化的数据中心架构，其核心是通过Scale Up架构和超高密度机柜设计，融合CPU、GPU、DPU等异构计算资源，配合全浸没式液冷系统，将PUE值降低至1.05以下的极致能效水平。同时，它将计算和数据存储推向网络边缘，加速数据处理并减少延迟。超节点架构通过对数据中心的高效数据处理和存储，提供了更优的性能和可扩展性，以满足云计算服务需求。

根据慧博投研的报告，Scale Up依托NVLink、PCle等技术，支持张量并行、专家并行，时延可达百纳秒级；而Scale Out依赖Infiniband、以太网，支持数据并行，时延约为10微秒。超节点作为增强版Scale Up，还具备内存语义能力，可降低组网复杂度。

观察显示，超节点作为重要的产业趋势，已被国内外众多服务器厂商选为下一代方案。在阿里云张北超级数据中心的实际测试中，超节点架构使AI训练效率提升了40%，同时降低了35%的总体拥有成本。

超节点的大规模应用，不仅为我国“东数西算”工程提供了关键基础设施支持，也成为企业应对算力成本攀升、算力孤岛问题的破解之道。

全球算力产业格局：增长与阵痛并存

源于AI大模型训练和推理带来的巨大需求，全球算力布局已进入战略竞速期。行业预测，2025年全球算力基础设施投资规模预计将突破5200亿美元，同比增长55%。美国通过“企业主导+政府赋能”模式，进行全球化扩张；中国则在“东数西算”等国家战略指引下，形成了互联网公司与电信运营商“双轨”并进的模式。美国凭借芯片生态保持领先，中国则在智能算力与区域枢纽布局上快速崛起。华为等厂商通过异构众核架构与光-电混合互联技术，构建了自主可控的算力体系。然而，高速增长的背后也伴随结构性问题——算力产业发展呈现出供给错配、效率低下与成本高企、能耗压力与架构局限等显著矛盾。

我国在“东数西算”推动下，算力枢纽集聚效应初显，建成了全球最大规模数据中心集群，但现存的结构性矛盾在于：东西部供需失衡，跨枢纽网络延迟制约实时业务西迁；智算服务停留于硬件堆砌的粗放供给，软硬协同不足导致资源效能低下；绿色技术规模化部署滞后，传统架构迫近能效天花板，与双碳目标持续承压。

有挑战便有机遇。算力设施的巨大能耗是亟待解决的问题，液冷技术等绿色解决方案正加速普及，有望将数据中心的能源使用效率（PUE）降至极低水平。全球供应链波动，则促使各国更加重视算力产业链的自主可控，特别是在AI芯片等关键领域。

数据显示，传统集群因通信延迟导致40%的计算资源处于空闲状态，而超节点则通过全互联架构将MFU（有效算力利用率）提升50%以上。国内算力企业在高端芯片制程受限背景下，正利用超节点的异构协同来弥补单一芯片性能差距。

超节点重构产业生态：从技术突破到场景革命

站在“十四五”规划的关键节点，超节点技术的战略意义已超越单纯的技术创新。从产业层面看，其推动的算力资源池化、服务化转型，正在破解我国“芯荒”与“算力荒”的双重困境。

今年5月，全球首个商用智算昇腾超节点在中国电信粤港澳大湾区（韶关）算力集群正式发布并商用上线。这一超节点通过新型高速总线架构，天然适配混合专家模型（MoE）架构，使得大模型训练效率和推理性能大幅提升。作为全国一体化算力网络在华南地区唯一的枢纽节点，韶关集群依托昇腾超节点的标杆效应，正加速形成“技术—产品—产业”协同联动的创新生态。

中科院计算所研究显示，采用超节点架构可使国产AI芯片的集群效能达到国际先进水平的85%以上，为国产算力生态培育提供关键支撑。

在场景应用中，超节点展现出的技术优势正在重塑产业生态。超节点推动的“算力即服务”（CaaS）模式，使中小企业可通过API接口按需调用超节点算力，无需自建数据中心。产业运营模式将随之出现新的变革。

更值得关注的是，超节点架构天然支持“东数西训”模式——将东部地区的实时性算力需求与西部地区的存储型算力资源通过超低时延网络连接。而超节点与5G边缘计算的融合，则进一步催生出“云边端”的协同新生态。创新算力架构的出现，成为企业当下应对算力成本攀升、算力孤岛问题的破局之道。

目前，算力已成为新时代的生产力。随着光子计算、存算一体等技术的融合，未来，超节点有望向纳秒级时延与EB级算力演进，成为通用人工智能（AGI）时代的基础设施底座。如今，这项源自中国实践的技术创新，不仅为全球算力产业发展提供了“中国方案”，更在数字经济浪潮中构筑起新的战略优势，成为中国算力在深水区前行的新引擎。