中国信通院云大所副所长李洁:《数据中心白皮书(2022年)》深度解读

 2022-04-30 09:42  126人阅读   双一流大学网

C114讯 4月27日消息(乐思)在工业和信息化部信息通信发展司指导下,近日, 中国信息通信研究院召开“新型数据中心研讨会暨《数据中心白皮书(2022)》发布会”。

会上,中国信通院云大所副所长李洁博士对《数据中心白皮书(2022年)》进行了详细解读,白皮书基于全球视角和我国现状,梳理了数据中心产业总体及热点情况,重点从市场、技术、政策等维度分析了我国数据中心产业的发展,并研判了我国数据中心发展趋势。

中国信通院云大所副所长李洁:《数据中心白皮书(2022年)》深度解读

一、产业现状

据介绍,《数据中心白皮书(2022年)》是中国信通院云大所数据中心研究团队编写。除此之外,该研究团队还在政策支撑、技术研究、标准制定、评估测试、咨询服务、培训交流以及平台运作方面开展了很多工作。

一、现状。从规模上来看,全球总量增速有所放缓,我国保持较快增长,大型以上数据中心规模增长迅速。2021年全球新增服务器总量保持稳定,数据中心总规模增速较之前有所减缓;北美、亚太、西欧三个地区2021年新增服务器规模占比超过90%,亚太地区成为全球的重要增长极。截止到2021年底,我国在数据中心机架总规模将达到520万架,近五年年均复合增速超过30%。

二、收入。全球市场平稳增长,我国维持较高增速。2021年全球数据中心市场规模超过679亿美元,较2021年增长9.8%。2021年,我国数据中心市场收入达到1500亿元左右,近三年符合增长率达到30.69%,随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场收入将保持持续增长态势。

三、需求。首先是新兴市场需求强劲。从全球范围来看,受全球数字经济加速发展促进,印度、南非等新兴市场逐步加强对数据中心的政策支持和产业投入,成为拉动全球数据中心需求增长的重要增长极。其次是我国应用场景多样。我国高新技术、数字化转型以及终端消费等多样化算力需求场景不断涌现,赋能效应凸显。

四,产业。竞技舞台范围扩大,并购推动强者越强。头部数据中心运营商积极拓展本土外市场。基础电信运营商和第三方数据中心运营商在全球范围内加速数据中心布局。全球数据中心竞技舞台将进一步扩大,出海企业需加强技术研发和资源获取,以保障更大的竞争突围优势。数据中心行业迎来并购潮,或将导致强者越强。

五、政策。政策一:新型数据中心政策推动高质量发展。2021年7月,工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023)》。新型数据中心是产业发展的重要方向,“四高三协同”内涵不断丰富。

政策二:一体化政策推动全球优化布局。一体化大数据中心政策推动数据中心布局优化,促进全球数据中心协同发展。2021年12月,国家发改委、工信部等四部委发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》。在数据中心方面,提出形成布局合理、绿色集约的基础设施一体化格局。2021年5月,《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》发布。该方案提出围绕京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、贵州、内蒙古、甘肃以及宁夏等8个国家枢纽节点开展全国一体化大数据中心建设。

政策三:各地不断出台相关政策。我国地方政府也在加强区域布局引导,全面促进产业协同、北京、上海、江苏、山东、云南、甘肃等省市均出台了数据中心政策。

政策四:绿色低碳成为数据中心发展重点要求。政策层面引导数据中心绿色低碳加速发展。北上广深等一线城市及周边地区的土地、水电资源相对紧张,对数据中心能效及碳排要求更为严格。

二、技术创新

数据中心成为技术创新高低,未来将向协同一体、创新驱动、算网协同、全面赋能、绿色低碳等方向全面演进:数据中心技术发展趋势分析涉及基础设施技术和IT设备技术的各个方面。以数据中心应用场景为要求,新能源、低碳、液冷、预制模块、智能运维、高密服务器、算力网络等技术不断创新突破。创新技术为推动数据中心绿色低碳、高质量发展提供了有效支撑,为实现泛在算力的供给与数字经济的赋能提供了保障。

一、新能源技术应用更加深入,助力绿色低碳发展。一是储能技术削峰填谷,储能技术通过削峰填谷,成为优化数据中心电力成本的重要成本的重要方式。二是新能源和储能技术融合加深,有效转变数据中心能源结构,提升绿色低碳水平。三是新能源和储能技术应用推广案例。国内外已有供电方案,为数据中心新能源和储能技术应用和推广提供参考。

二、预制模块化技术深度融合,项目建设周期缩短。预制模块化建筑技术与模块化数据中心深度融合,新一代预制模块化数据中心可靠性及使用体验大幅提升。

数据中心预制化成为实现数据中心快速建设关键技术。阶段一:早期预制化数据中心采用All-in-One形式设计,单箱体继承数据中心各子系统,可满足小规模数据中心快速部署及应急建设要求。阶段二:在All-in-One基础上,传统的预制模块化数据中心,常见的核心区域预制模块技术包括天蝎整机柜服务器方案,一体化PDU。阶段三:预制模块化建筑技术与模块化数据中心融合程度加深,新一代预制模块化数据中心开始涌现。预制建筑、模块化数据中心、智能技术的不断融合使预制模块化数据中心从集装箱走向永久建筑级应用。

三、液冷技术商用条件逐渐成熟,实践案例不断增多。

液冷技术快速演进,系统可靠性逐步提升。利用液体作为换热媒介在靠近热源处进行换热制冷,换热效率高。液体具有较高的比热容,因此其制冷效果好,能效高。应用于高密度、大规模及散热需求较高的数据中心中优势明显。

边缘算力需求不断提升,液冷技术应用场景将从云端扩展到边缘。终端算力需求提升使用传统云算力逐渐下沉到边缘,边缘计算服务器功率密度及散热需求也在同步提升。边缘数据中心也将尝试引入浸没式液冷边缘服务器,降低制冷能效,提升整体能效。

四、高密服务器研发部署加快,单位面积算力提升。数据规模的持续增长及土地、电力资源集约化发展推动高密度数据中心发展。高密度服务器部署显著提升数据中心单位面积算力,降低数据中心建设运营成本。

五、备份一体机市场快速增长,容灾备份能力增强。数据重要性不断凸显,容灾备份需求驱动备份一体机市场高速增长。为迎合产业发展需求,2021年9月,开放数据中心委员会ODCC联合业界发布《备份一体机技术规范》,规范对备份一体机架构、功能、肺功能及接口要求进行了全面规范,有效的推动了备份一体机的制造、测试和选型。

六、新存储房问协议不断演进,网络存储深度融合。NVMe-oF协议成为全闪存端到端重要解决方案,存储和网络融合进一步加深。NVMe over Fabrics协议成为降低存储网络协议栈处理开销并实现高并发、低时延的重要技术,其解决了SSD由于通信协议而造成性能损失的问题,进一步释放了SSD的性能,加速了闪存的发展。

七、泛在算力互联需求将增多,算力网络创新加速。算力网络连接算力基础设施,运营商积极开展落地实践。算力网络技术创新主要集中在架构、调度技术以及度量方式等方面。

八、运维智能化程度不断提升,实现运维效率提升。应用智能运维,有效提高数据中心运维的流程化和标准化,提升运维管理效率。

三、发展趋势

一、布局逐步优化,协同一体趋势增强。受市场内生算力需求驱动,及国家相关政策引导,我国数据中心布局持续优化,协同一体趋势将进一步增强。

市场层面,中西部地区自然环境优越,土地、电力等资源充足。不再仅是进行冷存储的灾备数据中心聚集区,也将承载更多的应用。东部地区,土地、电力人员等生产要素价格不断升高,数据中心建设和运维成本较高,东西部协同发展逐渐成为趋势。

政策层面,内蒙、贵州等地推出了电力、土地、税收等优惠政策。有效帮助数据中心降低建设运营成本,数据中心建设规模不断增长。“东数西算”工程将进入到全面建设期,我国数据中心布局或将得到进一步优化。我国数据中心产业正在由通用数据中心占主导,演变为多类型数据中心共同发展的新局面。

二、创新驱动持续,技术水平不断提升。作为算力服务中枢,数据中心既是数字经济底座,也是数字技术创新的高地。早期数据中心建设,从基础设施的维度来看,数据中心是由风火水电构成的建筑设施。早期数据中心建设主要参考建筑、电力、制冷、通信等行业的基建经验。未专门针对数据中心环境进行创新优化。

随着数据中心节能降碳、降本增效、智能运营等要求不断提升、液冷、蓄冷、储能、高压直流、智能运维等新技术开始应用于数据中心的建设运营。技术促进数据中心基础设施变革的趋势不断增强。

在未来发展过程中,技术设施及IT技术的创新将不断涌现,数据中心技术内涵也将边得更加丰富。数据中心产业将逐步增强对新技术的应用,例用新技术加速实现节能减排,进一步赋能产业发展。

三、算网协同加快,泛在算力高质发展。现状:算网协同是算力设施和网络设施融合创新发展的重要形态,我国算网协同发展尚处于起步阶段,算网协同技术、运营机制及监管体系仍不完善。发展:算网协同是下一阶段我国算网基础设施发展的重要方向。以算网协同为基础,通过算力调度构建全国一体化的算力网络,成为推动全国算力资源优化配置的关键。未来全国一体化的算力网络将逐步建成,并实现泛在算力的灵活调度。

以算网协同目标为驱动,多方主体共同参与,加速算网协同体系的建设。中国信通院云大所数据中心团队构建了中国算力大平台。平台具备数据中心等算力基础设施的多维度信息集采、测试和供需对接等能力。

四、赋能效应深化,数字转型支撑显著。数字化转型的范围不断扩大,数据中心产业赋能效应逐步深化。

方面一算力供给。电力、石油、石化、制造等工业领域可通过能源互联网平台、工业互联网平台的建设、加速实现云边端协同,提高了企业生产运营效率。方面二数网融合。随着数字化转型的深入,数据中心将与网络深度融合、形成算网一体服务,为企业发展提供欧冠IT基础设施支撑。方面三技术提升。分布式计算、存储和云边端协同的技术不断成熟,实现对泛在终端海量数据的快速处理,支撑工业互联网和物联网的发展。方面四服务模式。数据中心技术、存储及网络等服务模式将逐步变革。算力更为深入地融入到企业数字化转型的各个方面。全面赋能企业生产、运营、营销及管理等环节。

五、低碳要求趋于严,助力实现双碳战略。双碳目标及可持续发展战略将长期驱动我国数据中心产业绿色低碳发展。

能效政策:我国数据中心能效政策不断趋严,能效考核指标从以PUE为主逐步演变为PUE、CUE兼顾,未来有可能会纳入更多的能效指标。

产业实践:数据中心制冷方案供应商将进一步加强新型制冷方案的研究。氟泵、液冷、间接蒸发、自然冷源等制冷技术将变得更加成熟、制冷效率将不断提升。

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