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返回 新基建热潮下的冷思考-数据中心行业发展探析

2020-05-08

2020年,“新基建”三个字成为了最热门的词汇,数据中心首次被国家列入加快建设的条目,数据中心作为“新基建”中的一个亮点,引起了业界的高度关注。5月7日,由一点知道、中关村区块链产业联盟、旗点商学院主办的新基建产业公开课系列活动,特邀请有孚网络华北总经理商彦强博士,从数据中心在全球经济数字化转型中的重要性以及数据中心新技术角度对新基建背景下的出现的数据中心建设热潮进行行业分享。

商彦强 有孚网络华北总经理

商彦强博士,有孚网络华北总经理,兼任北京市通信行业协会副理事长,五大洲工作经验,专注于前沿科技如通信测试技术、人工智能、大数据、云计算、区块链等研究与实践,对数字经济在企业服务领域有着深刻理解与丰富的运营实践经验。

在公开课中,商彦强博士指出:数据中心作为新基建的重要组成部分,在促进国民经济平稳快速增长和实现产业转型升级等方面均具有重要的作用。被列入新基建后,数据中心日益受到社会广泛关注,在政策、资本推动下,新一轮建设浪潮蓄势待发,一浪热过一浪。这种情况下,很有必要全面认识数据中心IDC,适当浇浇冷水,能更冷静、客观促进产业健康发展。

数据中心是新基建的基石

2018年底的中央经济工作会议,首次提出“加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”。贯穿2019 年,新基建政策不断密集提速加码。今年开年首次国务院常务会议也明确提出,要“出台信息网络等新型基础设施投资支持政策”。北京市长陈吉宁两周前专门听取了新基建建设情况。昨天,上海发布上海市推进新型基础设施方案上海版新基建35条48个重点工程2700亿投资。中央及地方政府的密集部署,资本市场的热捧,“新基建”正式站上风口。新基建既是互联网经济创新的重要基础,也是促进传统产业数字化转型的重要举措。

4 月 20 日,国家发改委把新基建分为了三个层次,融合基础设施、信息基础设施、创新基础设施。这三层基础设施都是为了中国数字经济转型而准备的,投资这些新基建的价值,不只是建设项目本身的投资拉动作用,还有由这三类基础设施助力其它行业数字化转型所带来的价值。

数据中心支撑数字经济发展

5G 时代互联网将不再是只以流量为核心的电商生态,随着全球经济的数字化转型,它还在向着以信用为核心的产业互联网新生态转变。邬贺铨院士认为,未来中国大概需要600万个5G基站,与之配套的产业链规模近1万亿。中国现在有大约100个行业,上百个行业背后是上百个产业互联网或物联网。随着5G、云计算、大数据的应用,这些互联网、物联网背后的企业、设备都要安装配套的数据采集、监控设备、检测设备、通讯设备等,这就形成了上万亿规模的配套芯片等软硬件产品。这些设备在与外界建立联系过程中进一步传递、放大对配套设施的需求,于是其背后又是几万亿的软硬件配套支持。招商证券分析表明,仅就数据中心而言,2019年全世界共有180个10万台服务器规模的数据中心正在建设,但这还远远满足不了全球经济对数据中心的需求。保守估计,我国未来五年需要的服务器规模大约是1000万台以上,这至少需要5000亿人民币以上的投资。再加上数据中心配套的电力、机房等基础设施,加起来大概又有1万亿人民币的规模。也就是说,仅仅从5G基站、物联网、数据中心等方面来看,新基建投资就至少有10万亿人民币的空间,这笔投资自身对经济发展的带动作用还是非常巨大的。

数据中心基础设施新技术

深度学习(Deep Learning),又叫Unsupervised Feature Learning或者Feature Learning,是人工智能的研究方向之一,是一种基于多层神经网络技术的机器学习。目前深度学习是非常热门的技术,已经在诸多领域尝试展开应用,尤其是数据中心。深度学习技术管理数据中心的关键包括状态监控和自动控制,通过部署大量传感器,实时了解设备运行状态和环境条件,根据能耗模型,实时动态调整数据中心设备的运行状态。Google公开资料显示,在应用深度学习后,制冷能耗减少40%,PUE降低约15%。

供配电系统是数据中心IT设备正常工作的重要保障。典型的供配电系统由以下几个部分组成:高低压配电系统、应急电源系统、不间断电源系统、精密列头柜及PDU系统、照明及应急照明系统、防雷接地系统和布线系统。数据中心配电系统一般由网络设备配电、辅助设备配电和其他配电三部分组成。其中网络设备配电是数据中心配电系统的最主要组成部分,因其对供电可靠性要求高、负载容量大、对设备的谐波污染要求高,一般采用UPS供电。但UPS配电也有不足之处:转换效率低以及单点故障多。近年来随着产业规模的快速增长,数据中心建设成本和能耗激增,可靠性高、成本低的高压直流(HVDC)成为数据中心供电系统的新选择,根据信通院发布的《数据中心白皮书(2018 年)》,采用“HVDC+市电直供”相结合的模式,供电效率可以提升到94%~95%,若采用 HVDC离线模式,其供电效率可以提升到97%以上,目前HVDC已经在BAT等大型互联网公司中得到了应用。

数据中心IT及网络新技术

数据中心很多应用场景的下沉催生边缘计算,边缘定制服务器主要用于MEC场景,采用深度定制、开放标准、统一规范;优化环境适应,采用自动监控、高效运维等手段。软件定义存储SDS通过将存储设备的软硬件资源进行整合,形成存储资源池,供用户按需调用,提高了存储资源的使用效率,更好保障存储数据的可靠性。

数据中心网络新技术主要包含网络可编程芯片、无损网络、软件定义网络。

过去传统芯片面临的挑战有:需要支持各种不同的协议类型,存在大量迭代发展的冗余设计,无法及时响应数据中心日益增加的协议和隧道化技术要求以及部分运维监控需求,此外传统芯片处理流程固定、表项大小固定,不适合需要灵活处理特性的一些实际场景。业务驱动可编程芯片研发,网络可编程芯片由此诞生。

无损网络解决了系统响应时间和业务逻辑拆分处理之间的矛盾,提升内部网络质量、减少内部网络时延。计算云化、存储云化等技术的发展,以及深度学习、NVMeover Fabrics、分布式并行系统、ServerSAN技术等其它相关技术与业务均需要提高内部网络质量,进而提升运算速度,加快系统响应。相应的技术标准与实践应用,都在积极推进中。

SDN通过将数据的传输和控制相分离,在控制层,采用中心化的设计理念,将原本分散于网络设备的控制功能,集中到控制中心,并对控制器进行编程,可以更加便捷的完成对大规模网络的管理和运维。SD-WAN在快速组网、灵活部署、降低成本、提高安全、提升网络性能等方面均有较为突出的表现。

互联网经济过去 25 年的发展带给世界很多思考,大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等先进生产力,需要人类社会构建一种全新的社会生产关系,并基于此为人类文明创造更多的财富。中国在新基建、数字化领域已经做好了布局,产业界需要努力探索互联网经济的新思想、新业态、新模式,积极布局以信用为核心的产业互联网,重塑传统产业的价值链、创造传统产业的数字经济新生态。