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文檔簡(jiǎn)介

No.202206

數(shù)據(jù)中心白皮書

(2022年)

中國(guó)信息通信研究院

2022年4月

前言

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,算力正在成為一種新的生產(chǎn)力,廣泛融合到

社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面,為千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)動(dòng)力。

數(shù)據(jù)中心是算力的物理承載,是數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。近年

來,國(guó)家高度重視數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,“十四五”規(guī)劃和2035年

遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確提出要“加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系,

強(qiáng)化算力統(tǒng)籌智能調(diào)度,建設(shè)若干國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)和大數(shù)據(jù)中心集群,

建設(shè)E級(jí)和10E級(jí)超級(jí)計(jì)算中心”。工業(yè)和信息化部(以下簡(jiǎn)稱

“工信部”)、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家發(fā)改委”)

等先后出臺(tái)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》、

《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》等重要

政策文件,有效規(guī)范了我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

當(dāng)前,我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)正由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展全面演進(jìn)。

布局方面,全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心、新型數(shù)據(jù)中心等政策文件的出

臺(tái)及“東數(shù)西算”工程的實(shí)施,為數(shù)據(jù)中心協(xié)同、一體化發(fā)展指明

了方向,推動(dòng)全國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)布局不斷優(yōu)化。市場(chǎng)方面,多樣化

的算力需求不斷涌現(xiàn),為通用、智算、超算及邊緣等不同類型和形

態(tài)的數(shù)據(jù)中心發(fā)展提供了有效的市場(chǎng)牽引,推動(dòng)我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)

規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。技術(shù)方面,儲(chǔ)能、蓄冷、高密度、算力網(wǎng)絡(luò)、智能

運(yùn)維、超融合架構(gòu)等技術(shù)的創(chuàng)新,加速推動(dòng)數(shù)據(jù)中心向大型化、智

能化、綠色化方向發(fā)展。未來,我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)仍將保持高速增

長(zhǎng),產(chǎn)業(yè)布局及生態(tài)也將不斷優(yōu)化,可為用戶提供泛在、智能、可

靠的算力資源。

本白皮書基于全球視角和我國(guó)現(xiàn)狀,對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)總體及熱

點(diǎn)情況進(jìn)行了梳理,從技術(shù)、政策等維度對(duì)我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展

進(jìn)行了重點(diǎn)分析,并對(duì)我國(guó)數(shù)據(jù)中心發(fā)展進(jìn)行了展望。

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

一、產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展

以數(shù)字技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)的第四次工業(yè)革命正在給人類生產(chǎn)生活

帶來深刻變革,數(shù)據(jù)中心作為承載各類數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的物理底座,

其產(chǎn)業(yè)賦能價(jià)值正在逐步凸顯。國(guó)際方面,世界主要國(guó)家均在積極

引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展,數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,投資并購活

躍,競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。國(guó)內(nèi)方面,“新基建”的發(fā)展及“十四五”規(guī)

劃中數(shù)字中國(guó)建設(shè)目標(biāo)的提出,為我國(guó)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了重

要指導(dǎo),我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入新階段,數(shù)據(jù)中心規(guī)模穩(wěn)步提

升,低碳高質(zhì)、協(xié)同發(fā)展的格局正在逐步形成。

(一)規(guī)模方面,全球新增相對(duì)穩(wěn)定,我國(guó)保持快速增

長(zhǎng)

全球數(shù)據(jù)中心新增相對(duì)穩(wěn)定。按照全球服務(wù)器年增加量統(tǒng)計(jì),

2015年-2021年全球年新增投入使用服務(wù)器規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定,凈增加

值也相對(duì)穩(wěn)定,預(yù)計(jì)未來幾年數(shù)據(jù)中心規(guī)模仍將保持平穩(wěn)增長(zhǎng),具

體見圖1。

1

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

2015201620172018201920202021

亞太北美南美東歐西歐中東&非洲

來源:Gartner、中國(guó)信息通信研究院

圖1全球服務(wù)器年增加量(兆瓦)

我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng),大型以上數(shù)據(jù)中心規(guī)模

增長(zhǎng)迅速。近年來,我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng),按照標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

架2.5kW統(tǒng)計(jì),截止到2021年年底,我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)

到520萬架,近五年年均復(fù)合增速超過30%。其中,大型以上數(shù)據(jù)

中心機(jī)架規(guī)模增長(zhǎng)更為迅速,按照標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架2.5kW統(tǒng)計(jì),機(jī)架規(guī)模

420萬架,占比達(dá)到80%。

2

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:工信部信息通信發(fā)展司

圖2我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模

(二)收入方面,全球市場(chǎng)平穩(wěn)增長(zhǎng),我國(guó)維持較高增

數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入方面,2021年全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模超過

679億美元1,較2020年增長(zhǎng)9.8%。預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)收入將達(dá)到

746億美元,增速總體保持平穩(wěn),具體見圖3。

1全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入來自于數(shù)據(jù)中心服務(wù)商的收入統(tǒng)計(jì),僅包括數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)收入,不包括

云服務(wù)等收入,主要為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的收入,企業(yè)自用數(shù)據(jù)中心不產(chǎn)生相關(guān)收入。

3

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

800.0746.510.6%

10.4%679.310.4%

700.010.3%

618.7

10.2%

600.0566.6

513.310.0%

465.59.9%

500.09.8%9.8%

400.09.6%

300.09.4%

9.2%9.2%

200.0

9.0%

100.08.8%

0.08.6%

201720182019202020212022E

全球市場(chǎng)收入(億美元)增速

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖3全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模

受新基建、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字中國(guó)遠(yuǎn)景目標(biāo)等國(guó)家政策促進(jìn)及

企業(yè)降本增效需求的驅(qū)動(dòng),我國(guó)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入持續(xù)高速增長(zhǎng)。

2021年,我國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場(chǎng)收入達(dá)到1500億元左右2,近三年

年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到30.69%,隨著我國(guó)各地區(qū)、各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

的深入推進(jìn),我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入將保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),具體見

圖4。

2我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入指數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)業(yè)務(wù)收入,包括機(jī)柜租用、帶寬租用、服務(wù)器代理運(yùn)維

等服務(wù),不包含云計(jì)算業(yè)務(wù)收入,主要依據(jù)數(shù)據(jù)中心牌照企業(yè)的收入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

4

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

20001900.735.0%

32.9%

180032.6%

30.0%

29.1%28.5%

16001500.2

26.7%

140025.0%

1167.5

1200

20.0%

1000878.3

15.0%

800680.1

512.8

60010.0%

400

5.0%

200

00.0%

201720182019202020212022E

市場(chǎng)收入(億元)增長(zhǎng)率

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖4我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模

(三)需求方面,新興市場(chǎng)需求強(qiáng)勁,我國(guó)應(yīng)用場(chǎng)景多

從全球范圍來看,受全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展促進(jìn),印度、南非

等新興市場(chǎng)逐步加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的政策支持和產(chǎn)業(yè)投入,成為拉動(dòng)

全球數(shù)據(jù)中心需求增長(zhǎng)的重要增長(zhǎng)極。2015年啟動(dòng)的“數(shù)字印度”

計(jì)劃為印度的數(shù)字化發(fā)展提供持續(xù)助力,大數(shù)據(jù)中心建設(shè)是該計(jì)劃

的重要內(nèi)容之一。2021年南非通訊和數(shù)字科技部發(fā)布了《國(guó)家數(shù)據(jù)

和云政策草案》,該草案對(duì)國(guó)家高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)

作出了指引,高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)處理中心主要由現(xiàn)有的Sentech和

BroadbandInfraco兩個(gè)數(shù)據(jù)中心合并而成,上述數(shù)據(jù)中心將為各級(jí)

政府、企業(yè)及高校提供云服務(wù)。以政府力量為主導(dǎo)的數(shù)據(jù)中心建設(shè),

將為南非數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在市場(chǎng)方面,印度智能終端設(shè)備及數(shù)字化消費(fèi)場(chǎng)景日漸豐富,

5

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

數(shù)據(jù)算存需求激增,同時(shí)新冠疫情的加劇,使得更多線下業(yè)務(wù)活動(dòng)

轉(zhuǎn)向線上,旺盛的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用及消費(fèi)需求為印度數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)

展提供了有利的外部環(huán)境。跨國(guó)企業(yè)對(duì)印度數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展保持樂觀

態(tài)度,并通過數(shù)據(jù)中心建設(shè)強(qiáng)化數(shù)字服務(wù)能力,2020年亞馬遜向印

度特倫甘納邦投入28億美元用于在該邦建立新的服務(wù)區(qū),這將是亞

馬遜在印度的第二個(gè)云計(jì)算區(qū)域,亞馬遜對(duì)印度數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)投入

的持續(xù)增加,將使其更好地滿足印度數(shù)據(jù)本地化政策。同時(shí),2019

年字節(jié)跳動(dòng)宣布未來三年對(duì)印度市場(chǎng)投資10億美元,其中數(shù)據(jù)中心

的投資占比較大。與投資活躍的印度市場(chǎng)相比,跨國(guó)公司對(duì)南非市

場(chǎng)的投入則尚處于起步階段,2019年微軟率先宣布啟用位于南非的

數(shù)據(jù)中心,成為全球主要云服務(wù)商中率先入駐非洲的企業(yè)之一;

2020年亞馬遜在南非的首個(gè)云數(shù)據(jù)中心正式啟用,該數(shù)據(jù)中心為數(shù)

百萬客戶提供便捷的云計(jì)算服務(wù),隨著南非數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不

斷加快,預(yù)期將會(huì)有更多的數(shù)據(jù)中心及云服務(wù)商進(jìn)軍南非市場(chǎng)。

從我國(guó)范圍看,高新技術(shù)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及終端消費(fèi)等多樣化算

力需求場(chǎng)景不斷涌現(xiàn),算力賦能效應(yīng)凸顯。在高新技術(shù)方面,高度

復(fù)雜的計(jì)算場(chǎng)景需要更多高性能算力支持,而超算可通過高性能算

力為醫(yī)療、航天及勘探領(lǐng)域提供支撐。當(dāng)前,E級(jí)超算已經(jīng)成為世

界各國(guó)在超算領(lǐng)域開展競(jìng)賽的重要方向,我國(guó)超算在算力、算效等

方面仍有較大的提升空間。在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面,互聯(lián)網(wǎng)、通信

及金融等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)需面向大量終端客戶提供服務(wù),企業(yè)數(shù)字技術(shù)

應(yīng)用較為成熟,數(shù)字化程度高。隨著十四五規(guī)劃等政策的出臺(tái),以

6

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

及技術(shù)研發(fā)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的持續(xù)演進(jìn),我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè),如國(guó)家電

網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石油、中石化等也開始積極推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施建

設(shè),為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐。在移動(dòng)消費(fèi)及智能終端方面,近

年來我國(guó)移動(dòng)終端用戶及智能終端設(shè)備數(shù)量快速增長(zhǎng),終端設(shè)備應(yīng)

用場(chǎng)景不斷豐富,對(duì)實(shí)時(shí)算力的需求不斷提升。

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖5不同場(chǎng)景下的異構(gòu)算力需求

在算力形態(tài)方面,我國(guó)數(shù)據(jù)中心形態(tài)多樣化發(fā)展趨勢(shì)逐漸顯現(xiàn),

智算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心將保持高速增長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來,我國(guó)數(shù)據(jù)中

心主要以通用算力為主,超算、智算及邊緣數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和數(shù)量還

待增長(zhǎng)。隨著我國(guó)高性能計(jì)算、AI計(jì)算及邊緣計(jì)算需求的提升,超

算、智算及邊緣數(shù)據(jù)中心將得到進(jìn)一步發(fā)展,算力呈現(xiàn)多樣化的發(fā)

展趨勢(shì)。當(dāng)前,通用算力的數(shù)據(jù)中心仍是市場(chǎng)主力,按機(jī)架規(guī)模統(tǒng)

計(jì),占比超過90%;超算中心主要應(yīng)用于國(guó)家重大科研領(lǐng)域,商業(yè)

應(yīng)用場(chǎng)景較少;智算中心從早期實(shí)驗(yàn)探索逐步走向商業(yè)試點(diǎn),盡管

現(xiàn)有規(guī)模占比不高,但隨著我國(guó)各類人工智能應(yīng)用場(chǎng)景的豐富,智

7

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

算需求將快速增長(zhǎng),預(yù)期規(guī)模增速將達(dá)到70%;邊緣數(shù)據(jù)中心能夠

為智能終端、物聯(lián)設(shè)備提供實(shí)時(shí)算力,隨著我國(guó)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加快,

包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,邊緣計(jì)算需求將進(jìn)一步提升,邊緣數(shù)據(jù)中

心的規(guī)模增速有望達(dá)到30%。

應(yīng)用場(chǎng)景的多元化對(duì)數(shù)據(jù)中心功能定位提出了新要求,數(shù)據(jù)中

心已經(jīng)不僅是承載云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的物

理底座,也正在成為一種提供泛在普惠算力服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,廣泛

參與到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域并實(shí)現(xiàn)全面賦能。

(四)競(jìng)爭(zhēng)方面,競(jìng)技舞臺(tái)范圍擴(kuò)大,并購?fù)苿?dòng)強(qiáng)者愈

強(qiáng)

為豐富業(yè)務(wù)來源,頭部數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商積極拓展本土外市場(chǎng),

擴(kuò)張產(chǎn)業(yè)版圖。中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、CenturyLink和NTT

Communications等為代表的基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商,及Equinix、Digital

RealityTrust、萬國(guó)數(shù)據(jù)等為代表的第三方數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商,依靠建

設(shè)起步早的先發(fā)優(yōu)勢(shì)已在本土持有大規(guī)模數(shù)據(jù)中心資源。在不斷發(fā)

展歷程中,基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商和第三方數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商依靠資源、資

金及技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì),通過培育自主品牌、拓寬國(guó)際營(yíng)銷渠道和提供

全方位配套的數(shù)據(jù)中心服務(wù)在全球范圍內(nèi)加速數(shù)據(jù)中心布局。如全

球領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商Equinix在新加坡、香港、東京、悉尼、雅

加達(dá)等地均有數(shù)據(jù)中心布局;萬國(guó)數(shù)據(jù)2021年初步形成東南亞市場(chǎng)

布局,將在馬來西亞、印度尼西亞投建超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心園區(qū);中

國(guó)移動(dòng)國(guó)際有限公司(CMI)在2021年投入使用位于德國(guó)法蘭克福

8

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

的數(shù)據(jù)中心。隨著越來越多的巨頭企業(yè)不局限于本土市場(chǎng),積極擴(kuò)

張數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)版圖,全球數(shù)據(jù)中心競(jìng)技舞臺(tái)將進(jìn)一步擴(kuò)大,“出

?!逼髽I(yè)需加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和資源獲取,以保障更大的競(jìng)爭(zhēng)突圍優(yōu)勢(shì)。

數(shù)據(jù)中心行業(yè)迎來并購潮,大額交易頻現(xiàn),市場(chǎng)格局或?qū)⒊尸F(xiàn)

強(qiáng)者愈強(qiáng)態(tài)勢(shì)。在全球推行低碳節(jié)能戰(zhàn)略背景下,發(fā)達(dá)城市及周邊

區(qū)域的資源越來越難獲取,同時(shí)由于新建數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目往往需要1-

2年建設(shè)周期,融資便捷、資金充足、組織靈活的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)主

體多采取并購方式“購買”數(shù)據(jù)中心資源或項(xiàng)目,以此擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)

模。以我國(guó)情況為例,目前行業(yè)內(nèi)以兩類并購方式為主。第一類是

資源類收購,該類收購對(duì)象多為獲批的能耗額度、土地使用權(quán)、廠

房建筑等,目的是填補(bǔ)企業(yè)自身在某些區(qū)域的數(shù)據(jù)中心供給不足,

以及儲(chǔ)備優(yōu)質(zhì)地段的稀缺資源。第二類是直接收購成熟的數(shù)據(jù)中心

項(xiàng)目,該類收購?fù)ǔJ敲闇?zhǔn)被收購數(shù)據(jù)中心的盈利能力,或是跨界

新進(jìn)入數(shù)據(jù)中心行業(yè)的企業(yè)意圖加快布局、減少建設(shè)周期、降低轉(zhuǎn)

型難度。2021年,Equinix花費(fèi)3.2億美元收購尼日利亞數(shù)據(jù)中心和

連接服務(wù)提供商MainOne填補(bǔ)非洲市場(chǎng)空白;寶能創(chuàng)展以16.5億元

收購鵬博士旗下5個(gè)數(shù)據(jù)中心共計(jì)9個(gè)機(jī)樓,加速進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心市

場(chǎng)。并購方式下,企業(yè)可迅速獲得稀缺資源、提高市場(chǎng)占有率和行

業(yè)地位,甚至加快進(jìn)軍原本未涉及的空白市場(chǎng),基礎(chǔ)資源的擴(kuò)展將

有效促進(jìn)企業(yè)營(yíng)收增長(zhǎng),在積累資金后繼續(xù)加快并購獲取更多資源,

以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)者愈強(qiáng)。

9

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

(五)低碳方面,技術(shù)機(jī)制不斷完善,節(jié)能實(shí)踐快速推

進(jìn)

數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新技術(shù)加速涌現(xiàn),管理與金融體系持續(xù)完善,為數(shù)

據(jù)中心綠色低碳發(fā)展提供了有效助力。在技術(shù)創(chuàng)新方面,液冷、蓄

冷、高壓直流、余熱利用、蓄能電站等技術(shù)的應(yīng)用,以及太陽能、

風(fēng)能等可再生能源利用,能夠進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心能耗及碳排放。

在管理與金融方面,業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心通過建立綠色數(shù)據(jù)中心管

理制度及內(nèi)部碳定價(jià)制度促進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型;綠電證書及綠電

交易市場(chǎng)機(jī)制的建立和完善,可以有效激發(fā)數(shù)據(jù)中心使用綠色能源,

降低碳排放的積極性。

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖6技術(shù)、管理及金融創(chuàng)新助力數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展

國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)巨頭積極推動(dòng)綠色能源使用,促進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減

排。谷歌、蘋果和臉書積極公布可再生能源使用進(jìn)展,并分別于

2017年、2018年及2020年實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)體系100%可再生能源使用。微

軟和亞馬遜計(jì)劃于2025年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源使用目標(biāo)。為了更

10

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

好地推進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排,谷歌在2020年9月提出,到2030年

在全球范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)以小時(shí)為單位的實(shí)時(shí)可再生能源供

電,也即24/7零碳運(yùn)營(yíng)管理計(jì)劃。微軟通過優(yōu)化數(shù)據(jù)中心備用電力

系統(tǒng),包括儲(chǔ)能電池及低碳燃料(氫燃料)等形式促進(jìn)數(shù)據(jù)中心降

碳,2020年微軟已經(jīng)成功完成了對(duì)氫燃料電池的測(cè)試,這將為消除

對(duì)柴油發(fā)電機(jī)備用電源的依賴及實(shí)現(xiàn)碳減排奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

來源:Google.247-carbon-free-energy.2020

圖7谷歌數(shù)據(jù)中心以小時(shí)單位無碳能源全年使用情況示意圖

我國(guó)頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及第三方服務(wù)商也在積極開展節(jié)能減排技

術(shù)實(shí)踐,建設(shè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的綠色低碳水平達(dá)到全球領(lǐng)先。百度云

計(jì)算(陽泉)中心應(yīng)用市電直供+HVDC、自研“零功耗”臵頂冷卻

單元及AI調(diào)優(yōu)技術(shù),年均PUE達(dá)到1.08;秦淮數(shù)據(jù)環(huán)首都數(shù)據(jù)中

心利用模塊化、綠電交易及資源回收等技術(shù),年均PUE達(dá)到1.15,

可再生能源利用率達(dá)到了100%;中金數(shù)據(jù)昆山一號(hào)數(shù)據(jù)中心采用節(jié)

能技術(shù)、清潔能源采購等方式,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),數(shù)據(jù)中心碳使用

率(CUE)為0.49。

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖8綠色低碳數(shù)據(jù)中心優(yōu)秀案例

(左:百度云計(jì)算(陽泉)中心、中:秦淮數(shù)據(jù)環(huán)首都數(shù)據(jù)中心、右:中金數(shù)

據(jù)昆山一號(hào)數(shù)據(jù)中心)

(六)政策方面,我國(guó)央地協(xié)同聯(lián)動(dòng),推動(dòng)低碳高質(zhì)發(fā)

1.新型數(shù)據(jù)中心推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展

新型數(shù)據(jù)中心是產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,“四高三協(xié)同”內(nèi)涵不斷豐富。

2021年7月,工信部發(fā)布《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-

2023年)》,明確提出了新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展方向及路徑。行動(dòng)計(jì)劃

聚焦高技術(shù)、高算力、高能效和高安全的四高特征,以及數(shù)云協(xié)同、

云邊協(xié)同、數(shù)網(wǎng)協(xié)同的協(xié)同要求,引導(dǎo)我國(guó)數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展。

同時(shí),行動(dòng)計(jì)劃也在布局、網(wǎng)絡(luò)、算力、產(chǎn)業(yè)鏈、綠色低碳及安全

等方面,對(duì)新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)作出全面指引。

在布局方面,形成國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)、省數(shù)據(jù)中心及邊緣數(shù)據(jù)中心

的梯次布局;在網(wǎng)絡(luò)方面,聚焦國(guó)家、區(qū)域、邊緣各級(jí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)

點(diǎn),推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升,促進(jìn)數(shù)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展;在算力方面,引入算

力指標(biāo)FLOPS對(duì)數(shù)據(jù)中心算力進(jìn)行評(píng)價(jià),引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心從粗放的機(jī)

架規(guī)模增長(zhǎng)向高質(zhì)量的算力算效提升方向演進(jìn);在產(chǎn)業(yè)鏈方面,鼓

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

勵(lì)核心技術(shù)研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)研制,強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè);在綠色低碳方

面,加快綠色技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,提升新能源利用水平,優(yōu)化綠色管理

能力建設(shè);在安全方面,提升網(wǎng)絡(luò)安全保障能力、數(shù)據(jù)資源管理能

力建設(shè),提升新型數(shù)據(jù)中心的可靠性。

為了更好地落實(shí)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023

年)》對(duì)新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)及發(fā)展要求,2021年11月工信部辦公廳

發(fā)布關(guān)于國(guó)家新型數(shù)據(jù)中心(2021年)案例推薦工作的通知,明確

了國(guó)家新型數(shù)據(jù)中心推薦方向。該通知對(duì)大型數(shù)據(jù)中心及邊緣數(shù)據(jù)

中心分別提出針對(duì)性的要求,大型數(shù)據(jù)中心重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)

營(yíng)管理、數(shù)字技術(shù)及生態(tài)能力方面的內(nèi)容,并具備支撐行業(yè)數(shù)字化

轉(zhuǎn)型、賦能千行百業(yè)的應(yīng)用效果;邊緣數(shù)據(jù)中心重點(diǎn)關(guān)注運(yùn)行效率、

算力算效、監(jiān)控安全、網(wǎng)絡(luò)能力方面的內(nèi)容,并具備創(chuàng)新突出、易

于推廣的應(yīng)用特色。根據(jù)地方推薦和專家評(píng)選,2022年3月工信部

發(fā)布“國(guó)家新型數(shù)據(jù)中心典型案例名單(2021年)”,其中大型數(shù)

據(jù)中心32個(gè),邊緣數(shù)據(jù)中心12個(gè),具體名單見附錄。

2.一體化大數(shù)據(jù)中心推動(dòng)協(xié)同發(fā)展

一體化大數(shù)據(jù)中心政策推動(dòng)數(shù)據(jù)中心布局優(yōu)化,促進(jìn)全國(guó)數(shù)據(jù)

中心協(xié)同發(fā)展。2020年12月,國(guó)家發(fā)改委、工信部等四部委發(fā)布

《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》。

在數(shù)據(jù)中心方面,提出形成布局合理、綠色集約的基礎(chǔ)設(shè)施一體化

格局。2021年5月,《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞

紐實(shí)施方案》發(fā)布,其標(biāo)志著全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

從早期籌劃走向初步啟動(dòng),我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)布局從區(qū)域內(nèi)協(xié)同進(jìn)

一步過渡到全國(guó)一體化發(fā)展。《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體

系算力樞紐實(shí)施方案》明確提出要圍繞京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大

灣區(qū)、成渝、貴州、內(nèi)蒙古、甘肅及寧夏這8個(gè)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)開展

全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心建設(shè)。八大樞紐節(jié)點(diǎn)在市場(chǎng)、資源等方面各

有優(yōu)勢(shì),其中京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等節(jié)點(diǎn)具備較

強(qiáng)的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好,用戶規(guī)模較大,在后續(xù)發(fā)

展過程中,應(yīng)重點(diǎn)提升算力服務(wù)質(zhì)量。貴州、內(nèi)蒙古、甘肅及寧夏

等節(jié)點(diǎn)資源充沛,氣候適宜,在發(fā)展綠色數(shù)據(jù)中心方面具有較大潛

力。后續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)持續(xù)發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),面向全國(guó)提供算力保障。

受到一體化大數(shù)據(jù)中心政策影響,我國(guó)地方政府也在加強(qiáng)區(qū)域

布局引導(dǎo),全面促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同。當(dāng)前,北京、上海、江蘇、山東、

云南、甘肅等省市均出臺(tái)了數(shù)據(jù)中心政策,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。北京市

2021年4月發(fā)布《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實(shí)施方案(2021-2023

年)》,提出建立優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的京津冀數(shù)據(jù)中心聚集區(qū),并基于此將

北京及周邊地區(qū)劃分為數(shù)據(jù)中心功能保障區(qū)、改造升級(jí)區(qū)、適度發(fā)

展區(qū)、協(xié)同發(fā)展區(qū),不同功能區(qū)域數(shù)據(jù)中心根據(jù)資源及發(fā)展目標(biāo)實(shí)

行不同的“建改退合”政策。上海市2021年4月發(fā)布《上海市數(shù)據(jù)

中心建設(shè)導(dǎo)則(2021版)》,在空間上分為數(shù)據(jù)中心適建區(qū)、禁止

區(qū)和限制區(qū),其中適建區(qū)為外環(huán)以外區(qū)域,既有工業(yè)區(qū)、發(fā)電廠區(qū)

優(yōu)先;禁止區(qū)為中環(huán)以內(nèi)區(qū)域,不得新建數(shù)據(jù)中心;限制區(qū)為適建

區(qū)和禁止區(qū)之外的區(qū)域。山東省2021年10月發(fā)布《關(guān)于加快構(gòu)建

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

山東省一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的實(shí)施意見》,提出要逐漸

形成“2+5+N”的省級(jí)一體化大數(shù)據(jù)中心空間格局:構(gòu)建2個(gè)低時(shí)

延數(shù)據(jù)中心核心區(qū),形成3-5個(gè)左右的省級(jí)數(shù)據(jù)中心集聚區(qū),“十

四五”期間,建成10個(gè)左右的行業(yè)大數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn),布局30個(gè)以

上的超低時(shí)延邊緣數(shù)據(jù)中心。云南省2021年12月發(fā)布《云南省

“十四五”大數(shù)據(jù)中心發(fā)展規(guī)劃》,提出實(shí)現(xiàn)“滇中聚集、滇西突

破、全域協(xié)同”的總體布局。甘肅省2021年12月發(fā)布《甘肅省數(shù)

據(jù)中心建設(shè)指引》,提出以“一核兩翼六中心”的架構(gòu)總體布局?jǐn)?shù)

據(jù)中心,形成以蘭州為核心,慶陽、酒泉為兩翼,金昌、張掖、武

威、天水、白銀、隴南為六中心的數(shù)據(jù)中心集聚區(qū)。江蘇省2021年

12月發(fā)布《江蘇省新型數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實(shí)施意見》,提出要推動(dòng)

打造全省數(shù)據(jù)中心“雙核三區(qū)四基地”發(fā)展布局體系,即2個(gè)算力

資源調(diào)度核心、3個(gè)算力支撐區(qū)、3個(gè)布局引導(dǎo)區(qū)、4個(gè)省級(jí)數(shù)據(jù)中

心產(chǎn)業(yè)示范基地。

樞紐節(jié)點(diǎn)集群及起步邊界確定,加速“東數(shù)西算”工程實(shí)施。

“東數(shù)西算”工程是指通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、融合的新型

算力網(wǎng)絡(luò),將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部地區(qū),優(yōu)化數(shù)據(jù)中心布

局,促進(jìn)東西聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)算力的高效調(diào)度和使用,全面賦能經(jīng)濟(jì)發(fā)

展?!皷|數(shù)西算”工程是全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標(biāo)在算力領(lǐng)

域的進(jìn)一步延伸,“東數(shù)西算”工程的實(shí)施需依托于八大樞紐節(jié)點(diǎn),

同時(shí)還需結(jié)合算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)。

3.雙碳政策驅(qū)動(dòng)行業(yè)綠色低碳發(fā)展

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

政策引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心綠色低碳加速發(fā)展。隨著我國(guó)碳達(dá)峰碳中和

戰(zhàn)略的深入推進(jìn),國(guó)家層面出臺(tái)多項(xiàng)政策促進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)

展。2021年10月,國(guó)家發(fā)改委、工信部等五部門出臺(tái)《關(guān)于嚴(yán)格能

效約束推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》,提出“到2025年,數(shù)

據(jù)中心電能利用效率普遍不超過1.5”,進(jìn)一步明確了數(shù)據(jù)中心總體

能效優(yōu)化的要求。2021年11月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)務(wù)院機(jī)關(guān)事務(wù)管理局

等部門發(fā)布《深入開展公共機(jī)構(gòu)綠色低碳引領(lǐng)行動(dòng)促進(jìn)碳達(dá)峰實(shí)施

方案》,數(shù)據(jù)中心方面明確提出“新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心全部

達(dá)到綠色數(shù)據(jù)中心要求,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上,電能利用

效率(PUE)達(dá)到1.3以下”。2021年12月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源

局發(fā)布《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新

型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》,在數(shù)據(jù)中心方面明確提出,

到2025年,數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提

升,全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以

下,國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)

以上,旨在有序推動(dòng)以數(shù)據(jù)中心為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量

發(fā)展,發(fā)揮其“一業(yè)帶百業(yè)”作用,助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖9數(shù)據(jù)中心綠色等級(jí)評(píng)估和數(shù)據(jù)中心低碳等級(jí)評(píng)估

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

北上廣深等一線城市及周邊地區(qū)的土地、水電資源相對(duì)緊張,

對(duì)數(shù)據(jù)中心能效及碳排要求更為嚴(yán)格。當(dāng)前,上述區(qū)域正在持續(xù)加

強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的政策引導(dǎo),推動(dòng)數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。北京

市2021年4月發(fā)布《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實(shí)施方案(2021-

2023年)》,指出逐步關(guān)閉年均PUE高于2.0或平均單機(jī)架功率低

于2.5千瓦或平均上架率低于30%的功能落后的備份存儲(chǔ)類數(shù)據(jù)中

心;對(duì)年均PUE高于1.8或平均單機(jī)架功率低于3千瓦的數(shù)據(jù)中心

進(jìn)行改造,改造后的計(jì)算型云數(shù)據(jù)中心PUE不應(yīng)高于1.3,改造后

的邊緣計(jì)算中心PUE不應(yīng)高于1.6,未按規(guī)定完成改造的數(shù)據(jù)中心

要逐步騰退。上海市2021年4月發(fā)布《上海市數(shù)據(jù)中心建設(shè)導(dǎo)則

(2021版)》,要求新建數(shù)據(jù)中心綜合PUE不高于1.3,WUE不高

于1.4。江蘇省2021年12月發(fā)布《江蘇省新型數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實(shí)

施意見》,要求“全省新建(擴(kuò)建)大型及以上數(shù)據(jù)中心應(yīng)達(dá)到綠

色數(shù)據(jù)中心要求,PUE低于1.3,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。中

小型數(shù)據(jù)中心PUE應(yīng)不高于1.5”。

二、創(chuàng)新主導(dǎo)變革趨勢(shì)

數(shù)據(jù)中心由建筑、供配電、制冷、安防和機(jī)架等基礎(chǔ)設(shè)施,以

及服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等IT設(shè)備共同構(gòu)成,其技術(shù)涉及面廣,復(fù)雜

度高,數(shù)據(jù)中心或?qū)⒊蔀橄乱徊夹g(shù)創(chuàng)新的高地。本章結(jié)合國(guó)內(nèi)外

數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),從新能源、智能運(yùn)維、預(yù)制模塊化、液冷

等基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)和高密服務(wù)器、備份一體機(jī)、存儲(chǔ)訪問協(xié)議、算力

網(wǎng)絡(luò)等IT設(shè)備技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

(一)新能源技術(shù)應(yīng)用更加深入,助力綠色低碳發(fā)展

儲(chǔ)能技術(shù)通過“削峰填谷”,成為降低數(shù)據(jù)中心電力成本的重

要方式。數(shù)據(jù)中心耗能較高,電力成本占運(yùn)營(yíng)總成本的60%-70%。

盡管當(dāng)前不少數(shù)據(jù)中心通過節(jié)能優(yōu)化提升了數(shù)據(jù)中心電能利用率,

但電力成本占數(shù)據(jù)中心總體成本依然較大。為了平衡電網(wǎng)用電時(shí)段,

供電公司通常會(huì)提供波峰及波谷電價(jià),數(shù)據(jù)中心可利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在

波谷時(shí)存儲(chǔ)電力,并在高峰期進(jìn)行利用,以降低數(shù)據(jù)中心用電成本。

蓄冷、儲(chǔ)能等均是重要的解決方案,蓄冷在夜間電力負(fù)荷低谷期制

備冷量,并在日間電力負(fù)荷高峰期將制備的冷量應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng);

儲(chǔ)能通過儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)電力存儲(chǔ),鋰電由于其高能量密度、高輸出

電壓等特點(diǎn)成為下一代數(shù)據(jù)中心后備儲(chǔ)能方案之一。

新能源與儲(chǔ)能技術(shù)融合加深,有效轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)中心能源結(jié)構(gòu),提

升綠色低碳水平。隨著數(shù)據(jù)中心能耗政策的收緊及碳中和目標(biāo)的確

立,新能源供電逐漸成為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心零碳排放的重要方式,風(fēng)、

光、水、氫等清潔能源的使用占比將不斷提升,數(shù)據(jù)中心可直接采

用新能源發(fā)電實(shí)現(xiàn)能源供給或通過碳排放權(quán)交易間接促進(jìn)新能源的

使用。盡管新能源發(fā)電具有清潔環(huán)保優(yōu)勢(shì),但是新能源供給容易受

到自然條件影響,進(jìn)而導(dǎo)致其連續(xù)性難以保障。新能源與儲(chǔ)能技術(shù)

融合能夠有效提升新能源供電的穩(wěn)定性,解決可再生能源系統(tǒng)應(yīng)用

過程中的供電不平衡、穩(wěn)定性差等問題。

國(guó)內(nèi)外已有部分?jǐn)?shù)據(jù)中心開始嘗試新能源+儲(chǔ)能的規(guī)模化供電方

案,為數(shù)據(jù)中心新能源和儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用與推廣提供了重要參考。

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

2020年8月,美國(guó)能源開發(fā)商CapitalDynamics與數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商

Switch簽署了一份太陽能和儲(chǔ)能項(xiàng)目電力采購協(xié)議?;诖藚f(xié)議,

Switch將獲得全天候綠色電力支撐,該項(xiàng)目包含一個(gè)127MW的太

陽能發(fā)電場(chǎng),以及一個(gè)240MWh的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi),2021年

7月,世紀(jì)互聯(lián)新一代荷儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目在佛山智慧城市數(shù)據(jù)中心

合閘,其是實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘍?chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目,項(xiàng)目以數(shù)據(jù)

中心為主要負(fù)荷對(duì)象,配備2MWh儲(chǔ)能容量,輸出功率1MW,整

個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)由儲(chǔ)能集裝箱、PCS倉、環(huán)網(wǎng)柜組成,并與光伏發(fā)電系

統(tǒng)在交流側(cè)耦合,在數(shù)據(jù)中心10kV高壓側(cè)實(shí)現(xiàn)最終并網(wǎng),使數(shù)據(jù)

中心形成一個(gè)負(fù)荷可變、可調(diào)的復(fù)合體,并能根據(jù)電網(wǎng)需求、新能

源發(fā)電需求,調(diào)整充放電策略。

來源:互聯(lián)網(wǎng)資料整理

圖10某數(shù)據(jù)中心樓頂光伏板

(二)運(yùn)維智能化程度不斷提升,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率提升

應(yīng)用智能運(yùn)維,有效提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的流程化和標(biāo)準(zhǔn)化,提

升運(yùn)維管理效率。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷提升以及數(shù)據(jù)中心承載

業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心運(yùn)維方式也在快速演進(jìn),智能

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

運(yùn)維工具的應(yīng)用使數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理變得更加高效。在手工運(yùn)維時(shí)

期,數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理人員缺乏有效的運(yùn)維工具,運(yùn)維管理活動(dòng)更

加依賴于運(yùn)維管理人員的個(gè)人知識(shí)及技術(shù)水平。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模

的快速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心運(yùn)維服務(wù)范圍和難度明顯提升,單純依靠個(gè)

人經(jīng)驗(yàn)難以保障運(yùn)維服務(wù)質(zhì)量。

在上述情況下,流程化和標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)維開始出現(xiàn)。流程化和標(biāo)

準(zhǔn)化運(yùn)維旨在通過明確流程及標(biāo)準(zhǔn)文檔等形式促進(jìn)運(yùn)維管理活動(dòng)更

加規(guī)范,降低對(duì)運(yùn)維人員個(gè)人知識(shí)技能的依賴性。自動(dòng)化平臺(tái)運(yùn)維

是流程化和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維的進(jìn)一步發(fā)展,自動(dòng)化運(yùn)維工具通過平臺(tái)化

建設(shè)將大量重復(fù)的運(yùn)維活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化操作,提高了運(yùn)維效率,

使運(yùn)維過程可視化程度提升。智能運(yùn)維以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以算法為支

撐、以場(chǎng)景為導(dǎo)向,為數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理提供了智能化解決方案,

實(shí)現(xiàn)了問題的實(shí)時(shí)分析和處理,降低了報(bào)警噪音,并能夠?qū)收霞?/p>

問題原因進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖11數(shù)據(jù)中心運(yùn)維發(fā)展歷程

2021年7月,工信部《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-

2023年)》明確提出“聚焦新型數(shù)據(jù)中心供配電、制冷、IT和網(wǎng)絡(luò)

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

設(shè)備、智能化系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),鍛強(qiáng)補(bǔ)弱”。政策引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心運(yùn)

維管理向智能化發(fā)展,產(chǎn)業(yè)界關(guān)于智能運(yùn)維的關(guān)注也越來越高。

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖12數(shù)據(jù)中心智能化運(yùn)營(yíng)等級(jí)評(píng)估

我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、第三方服務(wù)商積極開展智能化運(yùn)營(yíng)相關(guān)實(shí)踐。

萬國(guó)數(shù)據(jù)北京四號(hào)數(shù)據(jù)中心通過在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面大量應(yīng)用融入

專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的自動(dòng)化裝臵代替人工操作,提高故障報(bào)警及響應(yīng)速度,

并結(jié)合自行開發(fā)的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)及應(yīng)用軟件,以實(shí)現(xiàn)從本地到區(qū)域,

再到全國(guó)的高效高質(zhì)量運(yùn)維;騰訊懷來瑞北云數(shù)據(jù)中心基于騰訊自

研的數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化管理平臺(tái)——騰訊智維,構(gòu)建了鏈接園區(qū)、區(qū)

域、總部的三級(jí)閉環(huán)管理體系,并通過重構(gòu)告警鏈路實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)敏

態(tài)感知,應(yīng)用圖計(jì)算、物模型等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了告警極速收斂,故障自

動(dòng)定位的準(zhǔn)確率高達(dá)99.9%。

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖13智能化運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心優(yōu)秀案例

(左:騰訊懷來瑞北云數(shù)據(jù)中心、右:萬國(guó)數(shù)據(jù)北京四號(hào)數(shù)據(jù)中心)

網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)維是數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維最重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一,網(wǎng)

絡(luò)智能運(yùn)維技術(shù)可持續(xù)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可視、可管、可控能力的提升。隨

著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)展,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度也在不斷提升。

與此同時(shí),用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量、可靠性及安全性提出了更

高的要求。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)維過程中存在信號(hào)干擾、應(yīng)用保

障等問題,人工運(yùn)維效率較差,在應(yīng)對(duì)突發(fā)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)難以作出及

時(shí)的網(wǎng)絡(luò)故障處理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

當(dāng)前,業(yè)界提出了以“自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)”等為代表的網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)

維及優(yōu)化技術(shù),其通過融合AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的管控、自

動(dòng)運(yùn)維及優(yōu)化,對(duì)各類網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行恢復(fù)自愈,對(duì)阻塞進(jìn)行管理,

同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)調(diào)優(yōu)和自我演進(jìn),為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服

務(wù)。2021開放數(shù)據(jù)中心峰會(huì)上,中國(guó)信通院、華為、中國(guó)移動(dòng)研究

院等單位共同發(fā)布了《超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)無損以太場(chǎng)景等級(jí)測(cè)評(píng)

規(guī)范》,該測(cè)評(píng)規(guī)范針對(duì)分布式存儲(chǔ)、集中式存儲(chǔ)及高性能計(jì)算等

場(chǎng)景,從功能、性能、可靠性、兼容性及運(yùn)維等維度進(jìn)行了評(píng)價(jià),

并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將無損網(wǎng)絡(luò)分為五個(gè)等級(jí),分別為無損能力尚不成

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

熟、具備基本無損能力、無損能力成熟、無損能力良好、無損能力

卓越,運(yùn)維是其重要的等級(jí)評(píng)定維度。同時(shí),華為在《華為數(shù)據(jù)中

心自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)白皮書》中將自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)定義為五個(gè)等級(jí),指出

全自治網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終極目標(biāo),在全自治網(wǎng)絡(luò)下,網(wǎng)

絡(luò)系統(tǒng)自身將形成面向任意場(chǎng)景,具備執(zhí)行、監(jiān)視、分析和決策能

力,完全實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理的自動(dòng)化能力,真正實(shí)現(xiàn)“無人駕駛”。

(三)預(yù)制模塊化技術(shù)深度融合,項(xiàng)目建設(shè)周期縮短

預(yù)制模塊化建筑技術(shù)與模塊化數(shù)據(jù)中心深度融合,新一代預(yù)制

模塊化數(shù)據(jù)中心可靠性及使用體驗(yàn)大幅提升。信息技術(shù)的快速迭代

及用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心交付工期要求的縮短,使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)模

式越來越難以滿足現(xiàn)實(shí)需求,數(shù)據(jù)中心預(yù)制化成為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心快

速建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)之一。數(shù)據(jù)中心預(yù)制化技術(shù)已有多年發(fā)展歷史,早

期預(yù)制化數(shù)據(jù)中心采用All-in-One形式設(shè)計(jì),單箱體集成數(shù)據(jù)中心

各子系統(tǒng),可滿足小規(guī)模數(shù)據(jù)中心快速部署及應(yīng)急建設(shè)要求。

在All-in-One基礎(chǔ)上,業(yè)界逐漸實(shí)現(xiàn)了設(shè)備區(qū)和配電區(qū)等核心

區(qū)域的模塊化,出現(xiàn)了傳統(tǒng)的預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心。受到可靠性、

空間及標(biāo)準(zhǔn)化程度等因素制約,傳統(tǒng)預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心仍為小規(guī)

模及特定場(chǎng)景應(yīng)用為主。隨著預(yù)制模塊化理念的成熟及模塊化數(shù)據(jù)

中心的發(fā)展,預(yù)制模塊化建筑技術(shù)與模塊化數(shù)據(jù)中心融合程度加深,

新一代預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心開始出現(xiàn)。

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖14模塊化數(shù)據(jù)中心發(fā)展歷程

(四)液冷技術(shù)商用條件漸成熟,實(shí)踐案例不斷增多

液冷技術(shù)快速演進(jìn),系統(tǒng)可靠性逐步提升。液冷技術(shù)利用液體

作為換熱媒介在靠近熱源處進(jìn)行換熱制冷,不需要像風(fēng)冷一樣通過

空氣間接制冷,由于液體具有相對(duì)較高的比熱容,其制冷效果和能

效遠(yuǎn)高于風(fēng)冷制冷,在高密度、大規(guī)模及散熱需求較高的數(shù)據(jù)中心

中優(yōu)勢(shì)明顯。

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖15IT設(shè)備浸沒在冷卻液中的示意圖

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

按液冷室內(nèi)末端與服務(wù)器等發(fā)熱源接觸方式不同可將液冷分為

間接液冷技術(shù)和直接液冷技術(shù),間接液冷中熱源與冷卻液沒有直接

接觸換熱,直接液冷技術(shù)中冷卻液則與發(fā)熱電子元件直接接觸換熱

制冷。間接液冷以冷板式為主,其中單相冷板式液冷解決方案較為

常見。直接液冷主要是浸沒式,散熱效率高,噪音低。

當(dāng)前我國(guó)液冷技術(shù)正在快速發(fā)展并已經(jīng)擁有規(guī)?;纳逃冒咐?,

這與我國(guó)數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大,單機(jī)柜功率密度不斷提升有關(guān)。

阿里巴巴、百度、騰訊、華為、中科曙光等IT企業(yè)已有成熟的液冷

技術(shù)應(yīng)用案例,阿里巴巴仁和云計(jì)算數(shù)據(jù)中心服務(wù)器采用全浸沒式

液冷服務(wù)器,該數(shù)據(jù)中心也成為我國(guó)首座綠色等級(jí)達(dá)到5A級(jí)的液

冷數(shù)據(jù)中心。

與液冷技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐同步,近年來,產(chǎn)業(yè)界對(duì)于液冷技術(shù)的研

究也在逐步深化。2019年,中國(guó)信通院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所(以

下簡(jiǎn)稱“中國(guó)信通院云大所”)聯(lián)合業(yè)界先后出版《冷板式液冷》、

《液冷革命》兩部書籍,對(duì)液冷技術(shù)發(fā)展內(nèi)外因及不同液冷技術(shù)方

案進(jìn)行對(duì)比剖析;2020年,ODCC與阿里巴巴舉辦浸沒式液冷數(shù)據(jù)

中心開源發(fā)布會(huì),阿里巴巴正式開源《浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心技術(shù)規(guī)

范》;2021年初,ODCC聯(lián)合UDP(聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署-丹麥科技

大學(xué)合作伙伴)哥本哈根能源效率中心、ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)在

全球聯(lián)合發(fā)布題為《InnovativeData-CentreCoolingTechnologiesin

China-LiquidCoolingSolution》的液冷研究報(bào)告,對(duì)我國(guó)液冷技術(shù)應(yīng)

用進(jìn)展進(jìn)行總結(jié);2021年,ODCC發(fā)布《浸沒式液冷服務(wù)器可靠性

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

白皮書》,研究?jī)?nèi)容為液冷服務(wù)器長(zhǎng)期運(yùn)行后的可靠性評(píng)估方法;

2022年4月,中國(guó)信通院云大所牽頭編制的5項(xiàng)液冷系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

正式實(shí)施,為數(shù)據(jù)中心液冷產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有效指導(dǎo)。

隨著邊緣算力需求的不斷提升,液冷技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景將從云端擴(kuò)

展到邊緣。終端算力需求的提升使得傳統(tǒng)云算力逐漸下沉到邊緣,

邊緣計(jì)算服務(wù)器功率密度及散熱需求也在同步提升。為了降低數(shù)據(jù)

中心制冷能耗,提升數(shù)據(jù)中心整體能效,部分邊緣數(shù)據(jù)中心也開始

引入液冷邊緣服務(wù)器,通過液冷技術(shù)應(yīng)用提升邊緣數(shù)據(jù)中心的能效

水平。

(五)高密服務(wù)器研發(fā)部署加快,單位面積算力提升

數(shù)據(jù)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)及土地、電力資源集約化發(fā)展推動(dòng)高密度

數(shù)據(jù)中心發(fā)展。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間,為了滿足不斷增長(zhǎng)的用戶數(shù)

據(jù)處理需求,數(shù)據(jù)中心主要是通過增加空間,擴(kuò)大機(jī)架和服務(wù)器規(guī)

模來提供更多算力,但是這也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本的增加和數(shù)

據(jù)中心場(chǎng)地空間的浪費(fèi)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)日益緊張的土地資源使得以

擴(kuò)大服務(wù)器規(guī)模來提升算力規(guī)模的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式難以開展,建

設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心成為提升數(shù)據(jù)中心算力水平的重要舉措,高密度

數(shù)據(jù)中心能夠進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)中心“每平方米”的計(jì)算能力,能夠

更好地滿足大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的計(jì)算與存儲(chǔ)需求。

高密度服務(wù)器部署顯著提升數(shù)據(jù)中心單位面積算力,降低數(shù)據(jù)

中心運(yùn)營(yíng)成本。建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵是部署高密度服務(wù)器,

與傳統(tǒng)服務(wù)器不同,高密度服務(wù)器電源和風(fēng)扇多以共享方式進(jìn)行設(shè)

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數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

計(jì),位于同一機(jī)箱內(nèi)的多臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可以共享電源和風(fēng)扇。上述

方式,一方面降低了機(jī)體的重量和空間占用,提升數(shù)據(jù)中心單位面

積算力,另一方面能夠提升電源和散熱系統(tǒng)的使用效率,降低數(shù)據(jù)

中心運(yùn)營(yíng)成本。隨著數(shù)據(jù)中心功率密度的提升,數(shù)據(jù)中心平均機(jī)架

功率也在不斷提升,有研究機(jī)構(gòu)發(fā)布數(shù)據(jù)3顯示當(dāng)前全球5-9

kW/rack的機(jī)架占比最多,功率超過10kW/rack的機(jī)架占比達(dá)到近

30%,單機(jī)架功率的提升與高密度服務(wù)器規(guī)模部署和應(yīng)用密切相關(guān)。

當(dāng)前,Intel、IBM、華為、浪潮、曙光等廠商紛紛加速推進(jìn)高密度

服務(wù)器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與市場(chǎng)布局。

Other

16%1-4kW/rack

25%

10-19

kW/rack

13%

5-9kW/rack

46%

來源:UptimeInstituteIntelligence

圖162020年全球數(shù)據(jù)中心平均單機(jī)架功率情況

(六)備份一體機(jī)市場(chǎng)快速增長(zhǎng),容災(zāi)備份能力增強(qiáng)

數(shù)據(jù)重要性不斷凸顯,容災(zāi)備份需求驅(qū)動(dòng)備份一體機(jī)市場(chǎng)高速

增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)中心中存放的企業(yè)最重要的資產(chǎn),在我國(guó)企業(yè)數(shù)

字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程加快的背景下,數(shù)據(jù)中心及企業(yè)機(jī)房容災(zāi)備份能力逐

3UptimeInstituteglobaldatacentersurvey2020[R],2020.

27

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

漸受到業(yè)界關(guān)注。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)方式大多只能針對(duì)物理設(shè)備的數(shù)據(jù)

進(jìn)行保護(hù),難以對(duì)云計(jì)算等環(huán)境提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)備份服務(wù),隨

著數(shù)據(jù)中心分布式計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景的增長(zhǎng),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)備份方式越

來越難以滿足需求,高效、全面、融合、統(tǒng)一靈活的數(shù)據(jù)備份和恢

復(fù)方案成為下一代數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)保護(hù)方案的方向。備份一體機(jī)是面

向下一代數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景的重要方案,備份一體機(jī)可利用軟

件、磁盤陣列、服務(wù)器引擎或節(jié)點(diǎn)備份數(shù)據(jù),與備份軟件緊密集合,

形成目錄、索引、計(jì)劃,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。

當(dāng)前,全球備份一體機(jī)市場(chǎng)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),市場(chǎng)需求旺盛。

為迎合產(chǎn)業(yè)發(fā)展,2021年9月,ODCC發(fā)布《備份一體機(jī)技術(shù)規(guī)

范》,對(duì)備份一體機(jī)架構(gòu)、功能、非功能及接口要求進(jìn)行了全面規(guī)

范,有效的推動(dòng)了備份一體機(jī)的生產(chǎn)、測(cè)試和選型。

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖17含備份一體機(jī)的備份系統(tǒng)整體架構(gòu)

28

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

(七)新存儲(chǔ)訪問協(xié)議不斷演進(jìn),網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)深度融合

NVMe-oF協(xié)議成為全閃存端到端重要解決方案,存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)融

合進(jìn)一步加深。NVMeoverFabrics(以下簡(jiǎn)稱NVMe-oF)成為降低

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理開銷并實(shí)現(xiàn)高并發(fā)、低時(shí)延的重要技術(shù),其解

決了存儲(chǔ)由于通信協(xié)議而造成性能損失的問題,進(jìn)一步釋放SSD的

性能,加速了閃存的發(fā)展。NVMe-oF使得主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備可以通過

網(wǎng)絡(luò)使用NVMe協(xié)議,有效地提高了主機(jī)通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問存儲(chǔ)的

性能,引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。當(dāng)前,包括FC網(wǎng)絡(luò)、IB網(wǎng)絡(luò)、無損

網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)等均支持NVMe-oF。其中,無損網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)界關(guān)

注的焦點(diǎn)之一,近年來取得了長(zhǎng)足發(fā)展。其在性能上大幅優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)

以太網(wǎng),在建設(shè)成本方面低于FC網(wǎng)絡(luò)和IB網(wǎng)絡(luò)。因此,在NVMe

與網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的過程中,無損網(wǎng)絡(luò)或?qū)⒊蔀橹匾陌l(fā)展方向。

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖18NVMe-oF存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

29

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC

圖19NVMe-oF支持多種傳輸層協(xié)議

(八)泛在算力互聯(lián)需求將增多,算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新加速

算力網(wǎng)絡(luò)連接泛在算力基礎(chǔ)設(shè)施,運(yùn)營(yíng)商積極開展落地實(shí)踐。

金融、交通、教育、工業(yè)等行業(yè)對(duì)泛在算力場(chǎng)景的需求不斷增長(zhǎng),

用戶需要隨時(shí)隨地可接入的更優(yōu)惠、更高質(zhì)的算力服務(wù),基于算力

泛在使用和交易需求衍生的算力網(wǎng)絡(luò)成為下一代算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展

的重點(diǎn)。近年來,運(yùn)營(yíng)商加速推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)落地實(shí)踐。算網(wǎng)一體是

中國(guó)聯(lián)通CUBE-Net3.0重點(diǎn)方向之一,中國(guó)聯(lián)通在全國(guó)多地開展算

力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)試點(diǎn),通過算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)鏈、網(wǎng)絡(luò)切片、資源感知實(shí)現(xiàn)

算力資源調(diào)度和感知,形成云網(wǎng)安一體服務(wù)。中國(guó)電信在算力網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)過程中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“云”為核心,側(cè)重網(wǎng)絡(luò)、算力和存儲(chǔ)三大資

源相互融合,推進(jìn)天翼云持續(xù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)天翼云節(jié)點(diǎn)和天翼邊緣節(jié)

點(diǎn)統(tǒng)一管理調(diào)度,云網(wǎng)融合、云邊協(xié)同是電信云的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)移動(dòng)

重點(diǎn)改造底層算力基礎(chǔ)設(shè)施,基于X86和ARM架構(gòu)打造通用算力

網(wǎng)絡(luò),同時(shí)基于GPU、ASIC不斷豐富智能算力。

30

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

來源:中國(guó)信息通信研究院

圖20數(shù)據(jù)中心算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)

算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新主要集中在架構(gòu)、調(diào)度技術(shù)及度量方式三個(gè)

方面。在算力架構(gòu)方面,傳統(tǒng)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)分離模式逐漸向計(jì)算與網(wǎng)

絡(luò)融合方向演進(jìn),算力基礎(chǔ)設(shè)施融合架構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展。在算力調(diào)度技

術(shù)方面,算力調(diào)度由之前僅支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度發(fā)展到算力與網(wǎng)絡(luò)匹

配的調(diào)度模式,算力調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)。算力調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新主

要包括算力跨區(qū)域調(diào)度、多層次調(diào)度、算力資源統(tǒng)一編排、網(wǎng)絡(luò)協(xié)

議、可視監(jiān)測(cè)及智能運(yùn)維等。在算力度量方式方面,算力與網(wǎng)絡(luò)度

量?jī)?nèi)涵不斷延伸,算力度量方式由單一節(jié)點(diǎn)度量轉(zhuǎn)變?yōu)橐惑w化協(xié)同

度量。隨著算力網(wǎng)絡(luò)的形成,用戶算力獲取來源變得更加多樣,在

這種情況下,用戶可獲取的算力就不能以單一或局部節(jié)點(diǎn)來衡量,

而是以算力網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)前可供給的且滿足用戶業(yè)務(wù)需求的算力來衡

量,這種新的一體化協(xié)同度量機(jī)制將對(duì)用戶可用算力進(jìn)行重新核定。

三、我國(guó)數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前,我國(guó)正處于各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速期,以數(shù)據(jù)中心為

31

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用場(chǎng)景仍將進(jìn)一步擴(kuò)大,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)將迎

來更大機(jī)遇,發(fā)展前景將更為廣闊。

(一)布局逐步優(yōu)化,協(xié)同一體趨勢(shì)增強(qiáng)

受市場(chǎng)內(nèi)生算力需求驅(qū)動(dòng),及國(guó)家相關(guān)政策引導(dǎo),我國(guó)數(shù)據(jù)中

心總體布局持續(xù)優(yōu)化,協(xié)同一體趨勢(shì)將進(jìn)一步增強(qiáng)。在市場(chǎng)層面,

中西部地區(qū)自然環(huán)境優(yōu)越,土地、電力等資源充足,但本地?cái)?shù)據(jù)中

心市場(chǎng)需求相對(duì)較低;東部地區(qū)市場(chǎng)需求旺盛,但土地、電力、人

員等生產(chǎn)要素成本較高,東西部協(xié)同發(fā)展逐漸成為趨勢(shì)。而隨著網(wǎng)

絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化,中西部將不再僅是進(jìn)行冷存儲(chǔ)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心聚集

區(qū),也將承載更多的應(yīng)用。在政策層面,我國(guó)數(shù)據(jù)中心全國(guó)一體化

發(fā)展引導(dǎo)增強(qiáng)。同時(shí),內(nèi)蒙、貴州等地推出了電力、土地、稅收等

優(yōu)惠政策,有效幫助數(shù)據(jù)中心降低建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本,數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)

模不斷增長(zhǎng)。未來,“東數(shù)西算”工程將進(jìn)入到全面建設(shè)期,我國(guó)

數(shù)據(jù)中心布局或?qū)⒌玫竭M(jìn)一步優(yōu)化。

除地域布局上的東西部協(xié)同外,為應(yīng)對(duì)不斷涌現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景需

求,不同類型數(shù)據(jù)中心也協(xié)同發(fā)展。我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)正在由通用

數(shù)據(jù)中心占主導(dǎo),演變?yōu)槎囝愋蛿?shù)據(jù)中心共同發(fā)展的新局面,數(shù)據(jù)

中心間協(xié)同,以及云邊協(xié)同的體系將不斷完善。以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),多

種類型的數(shù)據(jù)中心協(xié)同一體,共同提供算力服務(wù)的模式,將成為我

國(guó)數(shù)據(jù)中心算力供給重要形態(tài),持續(xù)支撐我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

(二)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)持續(xù),技術(shù)水平不斷提升

作為算力服務(wù)中樞,數(shù)據(jù)中心既是數(shù)字經(jīng)濟(jì)底座,也是數(shù)字技

32

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

術(shù)創(chuàng)新的高地。隨著新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)中心正逐漸

突破傳統(tǒng)機(jī)房運(yùn)營(yíng)模式的桎梏,產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸由資本驅(qū)動(dòng)邁向創(chuàng)新

驅(qū)動(dòng),技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)活躍。

從基礎(chǔ)設(shè)施角度看,數(shù)據(jù)中心是由“風(fēng)火水電”構(gòu)成的建筑,

早期數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要參考建筑、電力、制冷、通信等行業(yè)的基建

經(jīng)驗(yàn),并未專門針對(duì)數(shù)據(jù)中心環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。隨著數(shù)據(jù)中心節(jié)

能降碳、降本增效、智能運(yùn)營(yíng)等要求的不斷提升,液冷、蓄冷、儲(chǔ)

能、高壓直流、智能運(yùn)維等新技術(shù)開始應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)運(yùn)營(yíng)

中,以技術(shù)促進(jìn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施變革的趨勢(shì)不斷增強(qiáng)。

從IT設(shè)備角度看,云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)中心虛擬化程度

不斷提高,數(shù)據(jù)中心與云平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、安全及運(yùn)營(yíng)之間的技術(shù)聯(lián)接

日益緊密,智能芯片、定制化服務(wù)器、分布式存儲(chǔ)、SDN、智能運(yùn)

維等IT技術(shù)的應(yīng)用,有效地提升了數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力。

可以預(yù)見,在未來發(fā)展過程中,基礎(chǔ)設(shè)施及IT技術(shù)的創(chuàng)新將不

斷涌現(xiàn),數(shù)據(jù)中心技術(shù)內(nèi)涵也將變得更加豐富。我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)

將逐步增強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用,利用新技術(shù)加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,提升

算力服務(wù)水平,進(jìn)一步賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

(三)算網(wǎng)協(xié)同加快,泛在算力高質(zhì)發(fā)展

算網(wǎng)協(xié)同是實(shí)現(xiàn)算力服務(wù)泛在可達(dá)、靈活取用的重要途徑,同

時(shí)也是算力基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施融合創(chuàng)新發(fā)展的重要形態(tài)。當(dāng)前,

我國(guó)算網(wǎng)協(xié)同發(fā)展尚處于起步階段,算網(wǎng)協(xié)同技術(shù)、運(yùn)營(yíng)機(jī)制及監(jiān)

管體制仍不完善,但算網(wǎng)協(xié)同是下一階段我國(guó)算網(wǎng)設(shè)施發(fā)展的重要

33

數(shù)據(jù)中心白皮書(2022年)

方向。在“東數(shù)西算”工程的背景下,以算網(wǎng)協(xié)同為基礎(chǔ),通過算

力調(diào)度構(gòu)建全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò),成為推動(dòng)全國(guó)算力資源優(yōu)化配臵

的關(guān)鍵。未來,以“東數(shù)西算”為牽引的全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)將逐

步建成,并實(shí)現(xiàn)泛在算力的靈活高效調(diào)度。

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