在數(shù)據(jù)中心發(fā)展過程中,我國產業(yè)布局不均衡、算力供需不匹配的問題逐漸凸顯,推動數(shù)據(jù)中心產業(yè)更好發(fā)展,進而更好賦能數(shù)字經濟成為業(yè)界研究的重點。
長期以來,我國數(shù)據(jù)中心在東西部的發(fā)展特點迥異,北上廣深一線城市及東部熱點地區(qū)數(shù)字經濟發(fā)展強勁,算力需求較多,數(shù)據(jù)中心發(fā)展市場空間廣闊,成為最早的數(shù)據(jù)中心聚集區(qū)。西部地區(qū)數(shù)字經濟發(fā)展相對滯后,企業(yè)數(shù)字化轉型進程較慢,數(shù)據(jù)中心算力需求較少。
根據(jù)中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所(以下簡稱“中國信通院云大所”)的算力大平臺統(tǒng)計信息,東部地區(qū)的在用機架數(shù)的全國占比為60%左右,但受土地、電力、能耗指標等限制,數(shù)據(jù)中心供不應求,有的地方甚至“一柜難求”。
西部地區(qū)資源豐富,但數(shù)據(jù)中心市場需求不多,目前在用機架數(shù)在全國的占比不到20%,但仍存在供給過剩的情況。
加強算力資源協(xié)同
隨著雙碳目標的深入推進,以及數(shù)字經濟對算力需求和要求的不斷提升,平衡數(shù)據(jù)中心算力供需結構成為當務之急。
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的增長對所在地區(qū)能源、資源消耗較大,東部地區(qū)能源、資源有限,北上廣深等熱點地區(qū)已經因地制宜地制定了數(shù)據(jù)中心建設準入要求,如《上海市數(shù)據(jù)中心建設導則(2021)》《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實施方案(2021-2023年)》等,對PUE(電能利用效率)、單機架功率、算力等都提出了更高的要求,期望用有限的資源建設更高水平的數(shù)據(jù)中心。西部地區(qū)依托能源、氣候等優(yōu)勢,數(shù)據(jù)中心建設逐步加快,但是需求的缺乏使得大量算力資源未被較好應用。東西部地區(qū)數(shù)據(jù)中心算力供需結構失衡,不能更好地實現(xiàn)賦能作用,加強算力資源協(xié)同成為我國數(shù)據(jù)中心產業(yè)發(fā)展過程中亟需解決的問題。
“東數(shù)西算”上承全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同布局目標,下啟全國一體化算力調度賦能業(yè)務,是促進數(shù)據(jù)資源全域流通、優(yōu)化算力基礎設施供需結構的關鍵舉措。
儲能將迎來發(fā)展機遇
從能源技術創(chuàng)新來說,“東數(shù)西算”工程將提升樞紐節(jié)點可再生能源使用率,有助于推動我國可再生能源與儲能技術發(fā)展。
在雙碳目標實施的大背景下,作為信息產業(yè)的物理底座,耗能較高的數(shù)據(jù)中心面臨著較大的節(jié)能減排壓力。而西部地區(qū)水電、風電、光伏等可再生能源較為豐富,且發(fā)展?jié)摿薮蟆@?,甘肅省人民政府辦公廳印發(fā)的《甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》提出了到2025年“可再生能源發(fā)電裝機占電力總裝機超過65%,非化石能源占能源消費總量比重達到30%,可再生能源發(fā)電量達到全社會用電量的60%左右”。
“東數(shù)西算”工程實施后,數(shù)據(jù)中心對PUE、WUE(水資源利用效率)、CUE(碳利用效率)等能源使用效率的要求將進一步提升,采用風、光、水、電等可再生能源供電將成為構建低碳、零碳數(shù)據(jù)中心的重要方式之一,并可充分發(fā)揮西部樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心集群的引領和示范作用。
在可再生能源的使用上,數(shù)據(jù)中心可以通過加強電網(wǎng)中的綠電采購提升可再生能源利用率,或通過碳排放權交易的方式間接提升可再生能源的使用比率,同時還能夠通過自行構建可再生能源設施的形式為數(shù)據(jù)中心供電。
由于可再生能源供給受自然條件影響較大,直接使用可再生能源供電存在供電不連續(xù)的風險,因此,可再生能源供電通常與儲能技術結合,通過儲能設備將電能存儲起來,以提升可再生能源供電的穩(wěn)定性,為數(shù)據(jù)中心提供持續(xù)穩(wěn)定的電力。
在“東數(shù)西算”的驅動下,預期儲能將在數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模和技術創(chuàng)新等方面迎來發(fā)展機遇。
算網(wǎng)融合、協(xié)同發(fā)展將成為重點
從運維技術創(chuàng)新來看,運維管理是數(shù)據(jù)中心建設運行的重要環(huán)節(jié),從風火水電到IT軟硬件均需要運維,以持續(xù)對外提供可靠服務。早期人工運維方式效率較低,運維工作更多依賴于運維人員個人經驗和技術水平。隨著數(shù)據(jù)中心承載業(yè)務量的快速增長,人工運維效率低的缺陷逐漸暴露,標準化、流程化的數(shù)據(jù)中心運維方式開始出現(xiàn),隨之而來的,是能進一步提升數(shù)據(jù)中心運維效率的自動化運維工具。
據(jù)開放數(shù)據(jù)中心委員會ODCC統(tǒng)計,近幾年我國數(shù)據(jù)中心在用機架規(guī)模年均復合增長率超過30%,數(shù)據(jù)中心的持續(xù)增多帶來更多的運維需求。在“東數(shù)西算”工程建設過程中,數(shù)據(jù)中心面臨的運維場景將更加復雜,多數(shù)據(jù)中心、多終端節(jié)點間的數(shù)據(jù)交互將變得更加頻繁。同時,用戶算力需求的不確定性也會加劇運維的復雜度。
面對高復雜的運維場景,智能運維的重要性得到進一步凸顯。智能運維強調以數(shù)據(jù)為基礎,以算法為支撐,以場景為導向,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心缺陷、故障及錯誤信息的實時分析處理。同時,智能運維還可基于歷史故障情況及現(xiàn)有知識經驗判斷故障及問題原因,并對相關故障及問題進行事前預測并主動規(guī)避,這將顯著提升數(shù)據(jù)中心算力服務質量。
自動化、智能化運維成為數(shù)據(jù)中心運維發(fā)展的趨勢,也將為推動“東數(shù)西算”工程發(fā)展提供重要支撐。
從算力技術創(chuàng)新來看,“東數(shù)西算”工程實現(xiàn)東西部地區(qū)算力供需對接,有助于推動算力技術創(chuàng)新發(fā)展。按數(shù)據(jù)中心算力類型劃分,可將數(shù)據(jù)中心劃分為通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智算中心,不同數(shù)據(jù)中心可面向特定場景提供針對性的算力服務。按數(shù)據(jù)中心算力供給量及所處位置劃分,可將數(shù)據(jù)中心劃分為云計算數(shù)據(jù)中心及邊緣數(shù)據(jù)中心。在數(shù)字經濟發(fā)展早期,我國數(shù)據(jù)中心算力結構主要以提供通用算力的數(shù)據(jù)中心為主,且主要部署在云端,邊緣數(shù)據(jù)中心應用較少。
隨著業(yè)務應用場景的多樣化發(fā)展,不同類型的算力基礎設施將加速應用,通用、智算、超算等算力多元化發(fā)展的格局將被建立。算力技術將在芯片、服務器等IT基礎設施,以及算力編排與調度方面進行技術創(chuàng)新,支撐異構算力協(xié)同一體的需求。
從網(wǎng)絡技術創(chuàng)新方面來看,當前,數(shù)據(jù)中心更加注重內部網(wǎng)絡技術創(chuàng)新,通過SDN技術實現(xiàn)網(wǎng)絡靈活可控,通過無損網(wǎng)絡等形式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效處理、傳輸。
“東數(shù)西算”工程實施后,數(shù)據(jù)中心將更加關注數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡互聯(lián),算網(wǎng)融合、協(xié)同發(fā)展將成為重點。
未來,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡技術創(chuàng)新將主要集中于3個方面。一是網(wǎng)絡云化趨勢將進一步增強,算網(wǎng)一體、高度融合將成為算網(wǎng)設施發(fā)展基本形態(tài)。二是網(wǎng)絡智能化程度不斷提升,以期實現(xiàn)對算力資源的智能感知、編排、按需調度。三是網(wǎng)絡將變得更加安全。借助于區(qū)塊鏈、隱私計算等安全技術,網(wǎng)絡更加安全可靠,為算力度量和交易創(chuàng)造了條件。云化、智能、安全的算力網(wǎng)絡將為“東數(shù)西算”工程算力調度提供切實保障。在網(wǎng)絡質量方面,網(wǎng)絡優(yōu)化后時延有望進一步降低,西部數(shù)據(jù)中心將可以承載更多時延要求相對較高的東部業(yè)務應用。
“東數(shù)西算”工程的實施對于我國數(shù)據(jù)中心技術創(chuàng)新及產業(yè)發(fā)展均具有重要的指導意義。在技術創(chuàng)新方面,“東數(shù)西算”工程所帶來的產業(yè)發(fā)展機遇,將推動儲能、清潔能源、智能運維等的創(chuàng)新發(fā)展。在產業(yè)發(fā)展方面,“東數(shù)西算”工程的實施將在綠色低碳發(fā)展、產業(yè)生態(tài)建設、技術水平提升等方面發(fā)揮重要促進作用。