數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)新趨勢(shì)與新突破

數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式的創(chuàng)新與變革，決定著未來(lái)數(shù)據(jù)中心的安全可靠性及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力；而傳統(tǒng)“設(shè)計(jì)院+施工監(jiān)理”的建設(shè)管理模式已無(wú)法滿足競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求。

數(shù)字化時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在成為驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量，一個(gè)新的數(shù)字化經(jīng)濟(jì)時(shí)代正在來(lái)臨。作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和服務(wù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，施耐德電氣基于深刻的行業(yè)洞察和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，敏銳把握市場(chǎng)變革趨勢(shì)和客戶需求，以不斷創(chuàng)新的物理基礎(chǔ)設(shè)施、全生命周期服務(wù)、軟件和數(shù)字化解決方案全面布局云端和邊緣，為構(gòu)建高可用數(shù)字基石提供切實(shí)保障。目前，施耐德電氣數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)市場(chǎng)份額全球第一，全球前600云計(jì)算服務(wù)提供商均在采用施耐德電氣所提供的解決方案。

2018年，施耐德電氣認(rèn)為數(shù)據(jù)中心將迎來(lái)以下三大趨勢(shì)和四大技術(shù)變化：

（1）新型可驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心是未來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的新關(guān)鍵責(zé)任方

數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式的創(chuàng)新與變革，決定著未來(lái)數(shù)據(jù)中心的安全可靠性及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力；而傳統(tǒng)“設(shè)計(jì)院+施工監(jiān)理”的建設(shè)管理模式已無(wú)法滿足競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求。規(guī)劃設(shè)計(jì)方案決定著30%的數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本，一旦設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)誤差將導(dǎo)致施工變更成本不可控。

基于全生命周期的新型可驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，可利用權(quán)衡工具與參考設(shè)計(jì)庫(kù)，提供設(shè)計(jì)驗(yàn)證服務(wù)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行容量配置和設(shè)備材料選型的成本優(yōu)化，并通過(guò)提供審圖清單、CFD氣流組織模擬、BIM管線綜合、PUE節(jié)能措施、電力與面積最優(yōu)匹配、標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制模塊化設(shè)計(jì)理念、多系統(tǒng)架構(gòu)方案對(duì)比、預(yù)測(cè)最佳功率密度點(diǎn)等，確保數(shù)據(jù)中心整體的高可用性和可靠性；在施工及交維階段，進(jìn)行性能與功能驗(yàn)證，通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)調(diào)測(cè)及故障模擬、運(yùn)維知識(shí)與技能交付、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與管控，以滿足SLA及安全運(yùn)營(yíng)的基本要求。

未來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的責(zé)任方更需要具備綜合一體化和全生命周期驗(yàn)證服務(wù)統(tǒng)籌技術(shù)管理能力。單一專業(yè)和單一階段的建設(shè)管理模式無(wú)法使數(shù)據(jù)中心建設(shè)整體可控、進(jìn)度最優(yōu)，而新型可驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心提供的基于全生命周期的驗(yàn)證服務(wù)將以新型權(quán)衡工具與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)模型成為新的建設(shè)責(zé)任方。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施或整個(gè)數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控管理將由本地往云端轉(zhuǎn)移

基礎(chǔ)設(shè)施管理是確保業(yè)務(wù)連續(xù)、系統(tǒng)整合，以及應(yīng)用可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。然而，日益混合的IT環(huán)境和分布式數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，使得IT基礎(chǔ)設(shè)施越來(lái)越復(fù)雜，為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理者帶來(lái)重重難題。一方面，公共云、托管、本地共存的生態(tài)系統(tǒng)，使企業(yè)面臨更加復(fù)雜的IT混合環(huán)境，這要求企業(yè)走出孤島管理模式，盡快實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用集成的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。另一方面，分布式數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，使企業(yè)分布式站點(diǎn)發(fā)生“斷電”時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。此外，由于本地化管理的可視化程度低，這也導(dǎo)致缺乏可以預(yù)防事故發(fā)生和多端平均修復(fù)時(shí)間的可操作信息。

因此，能夠?qū)Χ鄠€(gè)站點(diǎn)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全局管理、統(tǒng)一監(jiān)控、報(bào)表和規(guī)劃的基于云端的管理系統(tǒng)成為出路。據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2020年，90%的組織將利用混合云管理基礎(chǔ)設(shè)施。基于云端的管理系統(tǒng)，可充分發(fā)揮廠家的專家隊(duì)伍的作用，提高管理效率，降低管理成本，提高預(yù)判和預(yù)處理的能力從而提高系統(tǒng)的可用性。還可極大提高數(shù)據(jù)分析的廣度和深度；通過(guò)單一遠(yuǎn)程設(shè)備即可掌控所有站點(diǎn)，使企業(yè)享受來(lái)自外部專家的遠(yuǎn)程專家服務(wù)；無(wú)限拓展管理系統(tǒng)；還可利用“大數(shù)據(jù)分析”為其提供趨勢(shì)洞察，并對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（3）用于邊緣計(jì)算的微型數(shù)據(jù)中心將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)

時(shí)至今日，處于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的人們愈發(fā)傾向于瀏覽帶寬密集型的內(nèi)容并關(guān)注大量可穿戴設(shè)備。與此同時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)正在一致性地聚焦于云計(jì)算架構(gòu)。為支持當(dāng)前及未來(lái)需求，計(jì)算能力和存儲(chǔ)設(shè)備將部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣，用以減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，提高可用性。

邊緣計(jì)算技術(shù)能夠解決網(wǎng)絡(luò)延遲挑戰(zhàn)，利用云計(jì)算架構(gòu)幫助企業(yè)在更佳時(shí)機(jī)把握各種機(jī)遇。例如，在線視頻流媒體播放占用大量帶寬資源，由此引發(fā)的巨大負(fù)荷導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)擁堵和延遲。而邊緣數(shù)據(jù)中心可使帶寬密集型內(nèi)容更加靠近終端用戶，使對(duì)延遲時(shí)間敏感的應(yīng)用更加靠近數(shù)據(jù)源。

邊緣計(jì)算類型包含本地設(shè)備、本地?cái)?shù)據(jù)中心和區(qū)域數(shù)據(jù)中心，如圖1所示。邊緣數(shù)據(jù)中心可包含1～10個(gè)機(jī)柜，并提供滿足未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的部署速度和容量。用戶可借助按單配置或預(yù)制化產(chǎn)品的邊緣數(shù)據(jù)中心輕松實(shí)現(xiàn)快速便捷的設(shè)計(jì)和部署。

圖1

在新型可驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理將由本地往云端轉(zhuǎn)移，以及用于邊緣計(jì)算的微型數(shù)據(jù)中心將取得高速發(fā)展的同時(shí)，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施在技術(shù)層面，也將迎來(lái)以下進(jìn)一步突破：

（1）鋰電池在數(shù)據(jù)中心UPS應(yīng)用中逐漸增多

鋰電池在各種不同應(yīng)用中的商用化進(jìn)程已有20余載，但在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，卻在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)未被普及用于靜態(tài)數(shù)據(jù)中心UPS中的電池。其原因在于，與所有其他的應(yīng)用一樣，鋰電池在靜態(tài)UPS應(yīng)用中無(wú)法為UPS供應(yīng)商提供價(jià)格、能量密度、功率、安全性和可靠性方面的合理平衡。但在過(guò)去10年里，鋰離子化學(xué)成分和技術(shù)的改進(jìn)已為UPS供應(yīng)商提供了現(xiàn)實(shí)方案，這些改進(jìn)很大程度上是出于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)提出的要求而進(jìn)行的。

其中，鋰電池具備諸多優(yōu)于閥控鉛酸蓄電池的合理優(yōu)勢(shì)：

1）UPS使用壽命內(nèi)電池更換次數(shù)較少（可能無(wú)需更換），可消除電池更換造成的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

2）同等能量下，重量為鉛酸蓄電池的四分之一。

3）放電次數(shù)是鉛酸蓄電池的10倍（取決于化學(xué)成分、技術(shù)、溫度和放電深度）。

4）自放電率約為鉛酸蓄電池的五分之一（即不使用時(shí)，電池放電遲緩）。

5）在多種主要斷電場(chǎng)景中，充電速度提高4倍以上。

但相比閥控鉛酸蓄電池，鋰電池也存在兩大主要缺點(diǎn)：

1）由于較高的制造成本加之必要的電池管理系統(tǒng)成本，鋰電池投資成本約為等能量鉛酸蓄電池的2～3倍。

2）其運(yùn)輸法規(guī)更為嚴(yán)格。

（2）通道封閉系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)將逐漸與IT機(jī)架分離

大型數(shù)據(jù)中心往往采用機(jī)架群或整機(jī)房機(jī)架規(guī)模一次性進(jìn)行更多的IT設(shè)備部署。在部署過(guò)程中，效率、簡(jiǎn)單化和速度都是非常重要的考慮因素，這將有助于降低成本，減少部署和操作過(guò)程中的錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)化部署和操作過(guò)程使得實(shí)現(xiàn)這一價(jià)值目標(biāo)成為可能。

通過(guò)采用獨(dú)立于IT機(jī)架的獨(dú)立式區(qū)域框架系統(tǒng)可以提高區(qū)域部署的效率。高效的區(qū)域框架能夠降低成本和部署時(shí)間，因?yàn)榕c其說(shuō)它是建設(shè)項(xiàng)目，不如說(shuō)它是組裝項(xiàng)目。在獨(dú)立于IT機(jī)架的獨(dú)立式區(qū)域框架系統(tǒng)中，IT設(shè)備可以同時(shí)進(jìn)行“部署和堆放”。 裝滿IT的機(jī)架可以更容易地部署到組裝完成的框架遏制系統(tǒng)區(qū)域中，通過(guò)集成在區(qū)域框架上的遏制系統(tǒng)，添加、移動(dòng)和更改操作可以得到大幅度簡(jiǎn)化，同時(shí)影響可用性的操作風(fēng)險(xiǎn)也得以降低。設(shè)計(jì)良好的區(qū)域框架適用于不同的配電和制冷架構(gòu)、機(jī)架數(shù)量和尺寸，以及不同幾何形狀的房間。這種固有的靈活性有助于跨機(jī)房、區(qū)域和在不同設(shè)計(jì)間實(shí)現(xiàn)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。圖2所示為獨(dú)立于IT機(jī)架的區(qū)域框架系統(tǒng)。

圖2

（3）間接風(fēng)側(cè)換熱將取代水側(cè)換熱成為數(shù)據(jù)中心自然冷卻方式的主流

水側(cè)自然冷卻是基于冷水機(jī)的冷凍水系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，因?yàn)榫哂袕?fù)雜的冷凍水管道設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、部署緩慢、可擴(kuò)展性差；冷凍水系統(tǒng)后期的運(yùn)行維護(hù)成本也很高，而整個(gè)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)是由后期的運(yùn)行維護(hù)水平所決定；不僅如此，冷水機(jī)一般部署在建筑的底層，這也增加了建筑的投資成本。而間接風(fēng)側(cè)換熱系統(tǒng)可以解決上述水側(cè)換熱系統(tǒng)的缺點(diǎn)和高投資成本等一系列問(wèn)題。圖3所示為間接風(fēng)側(cè)換熱系統(tǒng)舉例。該系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，可根據(jù)IT機(jī)房對(duì)冷量的需求進(jìn)行自動(dòng)控制，無(wú)需人為設(shè)置。因此，其具有快速部署、高可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，該機(jī)組可放置于房頂，不占用建筑空間，可降低建筑成本，建筑的設(shè)計(jì)僅需要考慮機(jī)房和機(jī)組送回風(fēng)的流通道設(shè)計(jì)。

圖3

（4）機(jī)柜功率密度將隨人工智能的應(yīng)用而不斷攀升，更多的液冷技術(shù)將進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段

人工智能的快速發(fā)展需要大量使用GPU，每個(gè)GPU的功耗可高達(dá)300W，假設(shè)每臺(tái)服務(wù)器可裝載8塊GPU，則每服務(wù)器的功耗將高達(dá)2.4kW，那么每機(jī)柜的功耗可高達(dá)數(shù)十千瓦。面對(duì)如此高的功率，傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)如此高密度的機(jī)柜散熱。在此情況下，芯片級(jí)液冷和浸沒式液冷則將成為這一散熱問(wèn)題的主要解決途徑。液冷技術(shù)很早之前就被用于解決高性能計(jì)算的散熱問(wèn)題，但并未成為大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的制冷解決方案，主要原因是因?yàn)闄C(jī)柜功率密度并不是很高，且液冷的初投資較大。但隨著人工智能的發(fā)展，高密度計(jì)算也將愈發(fā)需要大力推動(dòng)液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的廣泛采用。

2018年，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)無(wú)論是在宏觀趨勢(shì)和應(yīng)用技術(shù)上，都將取得令人矚目的重大突破，而施耐德電氣將繼續(xù)憑借在數(shù)據(jù)中心行業(yè)的領(lǐng)先專業(yè)能力，以互聯(lián)互通、安全可靠、靈活高效的產(chǎn)品和解決方案，為數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供最堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的保障！