以數(shù)據(jù)中心構(gòu)筑經(jīng)濟社會數(shù)字血脈核心樞紐

張金穎、王麗麗、溫曉君

“新基建”是與傳統(tǒng)的“鐵公基”相對應(yīng)，結(jié)合新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革特征，面向國家戰(zhàn)略需求，為經(jīng)濟社會的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展提供底層支撐的具有乘數(shù)效應(yīng)的戰(zhàn)略性、網(wǎng)絡(luò)型基礎(chǔ)設(shè)施?！靶禄ā卑?G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)中心是海量數(shù)據(jù)承載的物理基礎(chǔ)，是信息集中處理、計算、存儲、傳輸、交換、管理的核心資源基地。在近期召開的中共中央政治局常務(wù)委員會會議上，中央明確提出要加快數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度。數(shù)據(jù)中心是新基建各大領(lǐng)域的底層基礎(chǔ)，是推動5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中樞和算力載體。新形勢下數(shù)據(jù)中心亟待突破傳統(tǒng)意義的計算、存儲及網(wǎng)絡(luò)機房屬性，加速向節(jié)能環(huán)保、集約高效、架構(gòu)科學(xué)的高階形態(tài)演進，通過基礎(chǔ)設(shè)施改造、再造、優(yōu)化布局，肩負起經(jīng)濟社會數(shù)字血脈樞紐的重擔。

一、新基建為數(shù)據(jù)中心發(fā)展賦予了新的內(nèi)涵和意義

新技術(shù)加速演進帶來海量數(shù)據(jù)承載存儲需求，高計算密度、高賦能密度部署將成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)新特征。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)量和存儲需求呈指數(shù)級增長，海量的數(shù)據(jù)處理需求和諸多城市PUE（數(shù)據(jù)中心能源效率）的限制，要求數(shù)據(jù)中心部署密度進一步提升。在此背景下，高密度部署的內(nèi)涵邊界不斷延展，從服務(wù)器、存儲設(shè)備等硬件部署的空間密度，向服務(wù)器性能躍升、電力配置合理、高效散熱等綜合指標提升的算力密度延伸;從能源高效利用的耗能密度，向高效處理高并發(fā)、按需分配資源的賦能密度拓寬，數(shù)據(jù)中心的運營效率、集約水平將持續(xù)躍升，“撒胡椒面”式建設(shè)方式將成為過去。

新應(yīng)用蓬勃發(fā)展激發(fā)數(shù)據(jù)快速流轉(zhuǎn)交互要求，異構(gòu)計算、無損網(wǎng)絡(luò)等高性能模式將成為數(shù)據(jù)中心架構(gòu)新亮點。自動駕駛、超高清視頻、遠程醫(yī)療、機器人看護等領(lǐng)域發(fā)展提速，對數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)化能力、交互服務(wù)能力、網(wǎng)絡(luò)負載能力提出更高要求。在此背景下，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)將向異構(gòu)計算、無損網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)方向演進，以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)化、高效計算、網(wǎng)絡(luò)時延下降和吞吐量的提升。例如，金融領(lǐng)域引入無損網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過智能擁塞調(diào)度手段加速網(wǎng)絡(luò)通信，能夠大大提升數(shù)據(jù)中心的用戶訪問速度;智能交通領(lǐng)域通過構(gòu)建異構(gòu)計算方案，為數(shù)據(jù)中心像素處理、圖片轉(zhuǎn)碼、智能分析處理等業(yè)務(wù)負載提供高性能解決路徑，在降低時延、節(jié)省成本的基礎(chǔ)上大幅提升能效比和吞吐性能。

數(shù)據(jù)形態(tài)和存儲方式重大變革引致數(shù)據(jù)邊緣端部署要求，“云-邊-端”協(xié)同將成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展新格局。5G、先進計算等領(lǐng)域的快速發(fā)展，將推動未來數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理方式發(fā)生巨大變革，海量異構(gòu)、多樣性的數(shù)據(jù)接入，將為集中式的計算處理模式帶來巨大的挑戰(zhàn)和壓力。

據(jù)《歐洲數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略》數(shù)據(jù)，當前80%數(shù)據(jù)分析處理發(fā)生于數(shù)據(jù)中心和集中式計算設(shè)施，20%數(shù)據(jù)分析處理發(fā)生于智能連接物（汽車、家用電器、生產(chǎn)機器人等），以及靠近用戶的計算設(shè)施（邊緣計算設(shè)施），并預(yù)計到2025年，該比例將發(fā)生逆轉(zhuǎn)。在此背景下，邊緣數(shù)據(jù)中心將迎來快速發(fā)展，推動未來用戶端與數(shù)據(jù)中心、邊緣數(shù)據(jù)中心形成緊密的架構(gòu)，達到云網(wǎng)協(xié)同、云邊協(xié)同和邊邊協(xié)同，“云-邊-端”新型數(shù)據(jù)中心布局將有效推動云端數(shù)據(jù)處理能力下沉，確保資源的彈性和最大化利用。

二、當前數(shù)據(jù)中心建設(shè)存在三大現(xiàn)實難題

難題一：“能耗重負”。隨著數(shù)據(jù)中心功率加大、規(guī)模提升、計算密度激增，所需的電力、水利和空間資源大幅增長。據(jù)中國數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會數(shù)據(jù)，我國數(shù)據(jù)中心電費占運維總成本高達60%-70%。據(jù)美國環(huán)境保護局數(shù)據(jù)，美國數(shù)據(jù)中心的PUE平均值約為1.9，我國數(shù)據(jù)中心PUE平均值約為2.2-3.0，與美國相比仍有較大差距。數(shù)據(jù)中心高能耗問題不僅為企業(yè)帶來沉重負擔，也造成全社會能源的巨大消耗。

諸多區(qū)域出于能耗考慮紛紛出臺PUE限制政策，北京、上海新建數(shù)據(jù)中心PUE值嚴控紅線分別為1.4、1.3，深圳PUE值1.4以上的數(shù)據(jù)中心不享受能源消費支持政策。在“新基建”發(fā)展理念下，建設(shè)高效節(jié)能的綠色數(shù)據(jù)中心成為必然選項，并將通過液冷服務(wù)器技術(shù)、模塊化制冷技術(shù)、機房冷熱氣流優(yōu)化技術(shù)、熱源快速冷卻等技術(shù)有效解決能耗問題。

難題二：“重復(fù)投資”。當前，地方政府在政務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面熱情頗高，但部分地方對于政務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)缺乏實際深入的調(diào)研工作，對數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點、規(guī)律了解不足，盲目確定服務(wù)器數(shù)量規(guī)模，重建設(shè)輕運維致使建設(shè)成效難以發(fā)揮，企業(yè)介入過多導(dǎo)致規(guī)劃設(shè)計欠科學(xué)，造成數(shù)據(jù)中心資源的極大浪費。

在“新基建”發(fā)展理念下，數(shù)據(jù)中心將更加注重頂層審批監(jiān)管，將通過完善數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目的立項、審批、評估、考核、審計機制，嚴格審查項目建設(shè)需求和規(guī)模，避免同類數(shù)據(jù)中心項目重復(fù)投資建設(shè)，推進基礎(chǔ)設(shè)施類和基礎(chǔ)資源類項目統(tǒng)籌建設(shè)、共建共享。

難題三：“布局失衡”。當前數(shù)據(jù)中心建設(shè)面臨區(qū)域供需不均衡、數(shù)據(jù)調(diào)度不合理的結(jié)構(gòu)性問題。

一是區(qū)域資源總體分布呈現(xiàn)“東部不足、西部過?！钡木置?。據(jù)工信部信息通信發(fā)展司《全國數(shù)據(jù)中心發(fā)展指引2018》公布的各省份可用機架數(shù)（2019年預(yù)測值），大量西部省份上架率在15%-30%，廣東、北京、浙江、山東、福建等省份呈現(xiàn)算力資源供給過剩局面，資源價值難以充分發(fā)揮。二是數(shù)據(jù)調(diào)度尚不合理，數(shù)據(jù)跨域流通存在阻礙，地方出于搶抓本地數(shù)字經(jīng)濟主動權(quán)、本地核心數(shù)據(jù)不愿外流的考慮，導(dǎo)致大量低延時要求的業(yè)務(wù)難以向外部區(qū)域的算力資源部署。

在“新基建”發(fā)展理念下，數(shù)據(jù)中心將在考慮區(qū)域負載和需求的基礎(chǔ)上，開展全國性算力資源布局，并將通過構(gòu)建內(nèi)蒙古、河北、新疆等中西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心聚集地5G網(wǎng)絡(luò)直聯(lián)點有效降低時延、弱化空間距離限制，達到地方資源承載與應(yīng)用市場之間的平衡。

三、加快數(shù)據(jù)中心新基建的未來三大著力點

集約建設(shè)綠色高效數(shù)據(jù)中心。推進先進節(jié)能環(huán)保技術(shù)和虛擬化、彈性計算、海量數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)應(yīng)用，提高資源利用效率、節(jié)能減排水平和IT設(shè)備利用率。加強數(shù)據(jù)中心前期規(guī)劃與設(shè)計，立足應(yīng)用需求，兼顧能源、氣候、自然冷源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、能耗指標等要素和條件，合理布局建設(shè)數(shù)據(jù)中心。強化數(shù)據(jù)中心中期考核與評估，綜合考慮數(shù)據(jù)中心能耗、投入產(chǎn)出比、產(chǎn)業(yè)帶動能力等要素，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心發(fā)展評估指標評價體系，定期開展數(shù)據(jù)中心等級認證和分級評價工作，逐步提高數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展水平。

發(fā)力構(gòu)建數(shù)據(jù)生態(tài)體系。延伸數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈條，支持西部地區(qū)圍繞數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運營，培育和發(fā)展大數(shù)據(jù)、云計算、電子信息制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。推動數(shù)據(jù)資源向西部地區(qū)匯聚，鼓勵政府部門、中央企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的北方數(shù)據(jù)中心、分中心和災(zāi)備中心部署到西部地區(qū)，支持國家信息資源庫、互聯(lián)網(wǎng)交換中心、行業(yè)信息服務(wù)平臺等重大工程項目向西部地區(qū)傾斜。構(gòu)建相應(yīng)體制機制，探索建立政務(wù)、企業(yè)數(shù)據(jù)資源跨區(qū)域存儲與流通的管理機制。

完善數(shù)據(jù)中心環(huán)境配套。加強西部網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)。優(yōu)化運營商骨干網(wǎng)布局，加大對西部地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)交換中心、國家級互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點、面向主要省市的互聯(lián)網(wǎng)直連通道等的支持力度。加強西部地區(qū)交通設(shè)施建設(shè)。

提升西部數(shù)據(jù)中心集聚地區(qū)往返北京、上海、廣州、深圳等主要地區(qū)的便捷度。強化西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心發(fā)展人才保障。加強西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心建設(shè)及運維、云計算應(yīng)用、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面的高水平復(fù)合型人才培養(yǎng)，制定具有針對性的人才培養(yǎng)機制。鼓勵西部地區(qū)院校與企業(yè)合作，探索校企聯(lián)合和訂單式人才培養(yǎng)模式。

責任編輯：郭翼姣

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