当下的国民经济对于数字化的依赖日益加深,据中国信息通信研究院数据显示,我国数字经济增加值规模由2005年的2.6万亿元增加至2019年的35.8万亿元。与此同时,数字经济在GDP所占的比重逐年提升,由2005年的14.2%提升至2019年的36.2%。但是,原有的基础设施已经不能满足数字经济高速发展的需要。基于这样的背景,新型基础设施建设(以下简称“新基建”)被提升至新的高度。俗语有云:“想要富,先修路”,而对于数字社会而言,“新基建”正是“修路”的必要条件,也是释放数字社会新经济创新活力和新动能的引擎。

在这其中,数据中心IDC)的重要性不言而喻,因为无论架设在“新基建”之上的新动能如何创新都离不开数据的计算、存储、分析等环节。中国信通院云大所所长何宝宏博士曾表示:“数据中心是数字经济时代,基础设施的基础设施”。特别是为了满足将来不同场景的需求,依托5G的高带宽,既会有占地动辄数百亩,用以满足高性能计算的大型数据中心,也会针对近场计算需求,小如配电箱的边缘数据中心。据相关数据显示,我国数据中心数量已经从2012年的5.1万个增长到如今的7.4万个,已建成的超大型、大型数据中心数量占比达到12.7%。

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能耗高企,大而不强严重制约我国数据中心行业发展

不过,近年来的数据中心建设发展也逐渐引来社会对环境保护与资源消耗的担忧。由于数据中心的配套建设涉及众多设备,包含了电力设备、空调设备、网络设备等,而能源的消耗包括了IT设备、制冷设备、供配电系统和照明设备,光是IT设备和制冷设备就占到了能源消耗的80%,因此对电力的消耗巨大。

据国际环保组织绿色和平与华北电力大学最新发布的《点亮绿色云端:中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》数据显示,2018年,我国数据中心用电总量已经超过了上海全社会用电总量(1566.7亿千瓦),为1608.89亿千瓦时,占中国全社会用电量的2.35%,占第三产业用电量的14.9%;2023年中国数据中心总用电量将达到2667.92亿千瓦时,年复合增长率达到10.64%。

除了耗电量高之外,数据中心使用的大比例化石能源所带来的空气污染与碳排放问题也尤为突出。2018年,全中国数据中心使用火电约为1171.81亿千瓦时,排放了9855万吨的二氧化碳、2.34万吨的二氧化硫、2.23万吨的二氧化物和0.49万吨的烟尘。

除此之外,作为全球互联网创新的核心地区和行业数字化转型需求最旺盛的地区,我国的数据中心产业,这几年都在保持着非常快速的成长。但在能耗之外,大而不强,已经成为了另外一个制约因素。

首先,随着数据中心规模的不断扩大,其自身的复杂性日益凸显,从过去以集中式建设为主体的数据中心形态,过渡到以边缘与中心结合的分散式的数据中心群落形态。

第二,随着5G,AI,边缘等诸多概念的加持,数据爆发对于数据中心算力带来的压力陡然增大。华为中国政企大企业业务部总经理王辉指出:“在目前超大规模数据中心的成本中,计算成本已经高达 60%。华为预测,未来每年 AI 算力的需求增长将超过10倍,到2025年,数据中心算力的80%将被AI相关应用所占据。”

第三,数据统计显示:每年数据中心用电量占整个社会用电量的2%。而预计全球在未来5至10年里,数据中心的用电量还会进一步加大。对此,王辉谈到,在数据中心内部,10年运营成本中电费的占比更超过70%,其中一项原因便是低能效导致的巨大电力浪费。这组数字亦从侧面说明了绿色环保,必须是当下数据中心建设的核心要求。

第四,数据中心运维效率普遍偏低,导致了管理成本高昂。而智能运维正是解决这一数据中心运维顽疾的答案,市场对智能运维呼声也愈发高涨。

智能化,绿色化已成未来数据中心发展趋势

为了解决上述问题,绿色化,智能化将成为有效的解决途径。因此,国家近年来也出台相应的政策积极引导全国数据中心往相关方向发展。在最新发布的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中提出了我国对建设数据中心能源消耗的规划,提出到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升,废旧电器电子产品得到有效回收利用。

首先,为鼓励绿色数据中心的建设,相关部门早在2015年10月就对全国进行了一次国家绿色数据中心精选工作,北京、上海、广东、天津、河北、江苏等14个地区入选第一批遴选地址,并且在生产制造、电信、公共机构、互联网、金融、能源6个重点领域中评选出了49家数据中心纳入到《国家绿色数据中心名单》。广东省入选的数据中心数量最多,达到8家;其次是北京和贵州,均为6家。上海入选的数据中心5家。

2020年8月,国家再次发布《关于组织开展国家绿色数据中心(2020年)推荐工作的通知》,工信部、发改委、商务部等将联合组织开展2020年度国家绿色数据中心推荐工作,其中能源资源使用情况占据评价指标分值最高的权重,高达67%。由此可见,国家高度关注数据中心的能源消耗情况。

第二,除了国家层面的政策纸质以外,在用户层面,也出现了很多新的趋势。更多数据中心建设除考虑到绿色环保的标准之外,也开始通过预制式数据中心搭建方式来提高效率,这是一种预先设计、组装和集成,且事先调测过的数据中心物理基础设施系统,它们作为标准化“即插即用式”模块对数据中心进行乐高式的搭建。除此之外,从技术角度来说,智能化的趋势是目前最重要的方向,数据中心的长期运营中面临的远程巡检、专家会诊、云平台云端训练等等都离不开人工智能技术的加持,未来人工智能的运维、声音识别、图象识别和自动传感技术会成为助力数据中心智能运维解决方案的关键。

第三,数据中心也随着数字化的深入,进入到深水区。如今的数据中心行业,面临的挑战显然已经超出了传统“风火水电”的范畴。这些都对相关服务商提出了更高要求。不仅综合考验着服务商在咨询服务、技术沉淀、解决方案、整体设计业务理解、应用实践等方面的整体能力,更要体现出其对数据中心生产与交付融合、基础设施与业务应用紧耦合等趋势的理解深度。

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