以數(shù)據(jù)中心“新基建”構筑經(jīng)濟社會數(shù)字核心樞紐

■ 賽迪智庫電子信息研究所 張金穎 王麗麗 溫曉君

數(shù)據(jù)中心是海量數(shù)據(jù)承載的物理基礎，是信息集中處理、計算、存儲、傳輸、交換、管理的核心資源基地。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)絡機房屬性，加速向節(jié)能環(huán)保、集約高效、架構科學的高階形態(tài)演進，通過基礎設施改造、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。

“新基建”為數(shù)據(jù)中心發(fā)展賦予了新的內涵和意義

新技術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)中心建設新特征。在此背景下，高密度部署的內涵邊界不斷延展，從服務器、存儲設備等硬件部署的空間密度，向服務器性能躍升、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。

新應用蓬勃發(fā)展激發(fā)數(shù)據(jù)快速流轉交互要求，異構計算、無損網(wǎng)絡等高性能模式將成為數(shù)據(jù)中心架構新亮點。在此背景下，數(shù)據(jù)中心架構將向異構計算、無損網(wǎng)絡等新興技術方向演進，以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)實時轉化、高效計算、網(wǎng)絡時延下降和吞吐量的提升。

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、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。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，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。

當前數(shù)據(jù)中心建設存在三大現(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)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。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，并將通過液冷服務器技術、模塊化制冷技術、機房冷熱氣流優(yōu)化技術、熱源快速冷卻等技術有效解決能耗問題。

難題二：“重復投資”。當前，地方政府在政務數(shù)據(jù)中心建設方面熱情頗高，但部分地方對于政務數(shù)據(jù)中心建設缺乏實際深入的調研工作，對數(shù)據(jù)應用的特點、規(guī)律了解不足，盲目確定服務器數(shù)量規(guī)模，重建設輕運維致使建設成效難以發(fā)揮，企業(yè)介入過多導致規(guī)劃設計欠科學，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)中心建設項目的立項、審批、評估、考核、審計機制，嚴格審查項目建設需求和規(guī)模。

難題三：“布局失衡”。當前數(shù)據(jù)中心建設面臨區(qū)域供需不均衡、數(shù)據(jù)調度不合理的結構性問題。一是區(qū)域資源總體分布呈現(xiàn)“東部不足、西部過剩”的局面。二是數(shù)據(jù)調度尚不合理，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、本地核心數(shù)據(jù)不愿外流的考慮，導致大量低延時要求的業(yè)務難以向外部區(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上，開展全國性算力資源布局，并將通過構建內蒙古、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用市場之間的平衡。

加快數(shù)據(jù)中心“新基建”的未來三大著力點

集約建設綠色高效數(shù)據(jù)中心。推進先進節(jié)能環(huán)保技術和虛擬化、彈性計算、海量數(shù)據(jù)存儲等技術應用，提高資源利用效率、節(jié)能減排水平和IT 設備利用率。加強數(shù)據(jù)中心前期規(guī)劃與設計，立足應用需求，兼顧能源、氣候、自然冷源、網(wǎng)絡設施、能耗指標等要素和條件，合理布局建設數(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、投入產出比、產業(yè)帶動能力等要素，構建數(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)力構建數(shù)據(jù)生態(tài)體系。延伸數(shù)據(jù)中心產業(yè)鏈條，支持西部地區(qū)圍繞數(shù)據(jù)中心建設和運營，培育和發(fā)展大數(shù)據(jù)、云計算、電子信息制造等相關產業(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)信息服務平臺等重大工程項目向西部地區(qū)傾斜。構建相應體制機制，探索建立政務、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)絡設施建設。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)交通設施建設。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)中心建設及運維等方面的高水平復合型人才培養(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。