近日，中國信通院發布《云計算白皮書（2016年）》，其中對云數據中心和相關設備技術發展及分析如下：

（一）云計算發展對數據中心和設備提出新要求

作為信息社會的重要基礎設施，隨著云計算、大數據等相關業務需求的持續增加，數據中心產業發展迅速，2009至2015年，中國IDC市場規模增長了5倍以上，年均增長率超過30%，2015年中國IDC市場規模已達500億元人民幣。數據中心產業也進入了大規模的規劃建設階段，2013年至2015年，全國規劃在建數據中心250個左右，其中超大型、大型數據中心100個左右。云計算相關業務的快速發展也對數據中心和設備提出了新的要求，同時也帶來了新的挑戰。

大規模。為了支撐大規模的云客戶訪問和使用，與傳統的數據中心相比，云計算數據中心需擁有較大的服務器規模，將數個甚至數十個傳統規模數據中心集中整合，進行集中化數據備份、計算和管理，才能實現云業務所需的計算能力。

高密度。云計算是一種集中化的部署方式，數據量和計算量的爆發式增長決定了單機柜中服務器的功率密度大大增加，單個服務器機柜的功率高達十幾至幾十千瓦。

高可靠性。云服務商向大量的客戶提供云服務，云計算數據中心承載的云計算服務量巨大，涉及到的云客戶的業務也多種多樣，如果云數據中心出現故障，其影響廣度和深度將非常大，因此云計算數據中心需要具有高可靠性。

高能效。云服務對軟硬件資源的虛擬化使單臺服務器的功率增加，大規模云計算數據中心能耗巨大，其用電量是傳統數據中心的幾倍甚至幾十倍，云計算數據中心需要通過設計綠色節能數據中心，使其具有較高的能效，才能獲得長期持續的發展。

高效交付。為了支撐業務系統的快速變化和發展，提升競爭力，云計算數據中心需要具備高效擴展和快速交付能力，無論機房建設階段的機電部分交付，還是IT設備的運行交付都需要能夠高效部署和快速完成。

智能運維。云計算數據中心規模龐大，可靠性要求高，需要推動監控技術的發展和完善，實現自動化的監控和管理。

（二）整機柜服務器實現從“中國制造”到“中國設計”的轉變

長期以來，我國服務器產業缺乏技術積累以及創新能力，在國際上扮演著“追隨者”的角色。天蝎整機柜服務器的問世及規模應用正在打破這一局面。作為我國自主設計的服務器，天蝎整機柜服務器實現了從“中國制造”到“中國設計”的轉變。

天蝎整機柜服務器是一種將服務器節點與機柜系統融為一體的服務器解決方案，按照集中供電、集中散熱、集中管理、高密度設計的思路，在標準化的機柜和服務器節點下進行節點配置，能夠實現按需定制的目標。天蝎整機柜服務器由機柜子系統、網絡子系統、供電子系統、服務器節點子系統、散熱子系統、管理子系統六大部分組成，具備部署周期短、能耗低、成本低等顯著優勢。

圖12 天蝎整機柜服務器示意圖

整機柜服務器改變了傳統服務器系統的部署和使用方式，將電源、散熱、交換等非計算機IT體系結構模塊集成在一個機柜中，并可根據用戶的特定應用需求，配置不同特色的節點，靈活滿足不同的應用對硬件平臺的要求，并減低成本。具有以下優勢：

一是提高機柜空間利用率，以機柜為整體單元將供電單元、散熱單元池化，輔助模塊減少的空間占用，可支持布置更多節點，目前可實現單機柜最大80節點，與傳統服務器相比可實現部署密度提高1-2倍，大幅提高空間利用率；

二是提高電源效率，集中供電和散熱的設計使電源負載率可提高到40%～50%，電源效率可以達到90%～94%（傳統機架式服務器的電源效率僅為80%～85%），天蝎2.5規范中新增機柜級BBS，整機柜服務器可支持雙路或單路市電直供，電源效率可以達到97%～98%；

三是降低服務器能耗水平，集中散熱風扇能帶來每臺服務器5%左右的功耗節約，綜合集中供電和集中散熱技術，對于存儲密集型配置的天蝎整機柜服務器可以實現節能5%～10%，對于計算密集型配置的天蝎整機柜服務器可以實現節能10%～15%；

四是實現服務器高效交付，整機柜服務器具備工廠預制、整機交付的部署能力，特別是在遠離大城市的地區，把大部分組裝工作轉移到工廠預先完成，再通過整機柜進行現場快速部署，與傳統的機架式服務器相比，交付效率提升10倍以上，日交付量可以從原來的幾百臺，提高到3000臺，乃至5000臺，在一些自建數據中心中甚至可以達到一萬臺。

作為由市場需求方推進的創新技術，天蝎整機柜服務器在很短的時間內得到了市場認可和發展壯大。尤其是“開放數據中心委員會成立后，天蝎整機柜服務器在技術和政策層面得到了廣泛支持。

當前，天蝎整機柜服務器已經在互聯網企業（百度、騰訊、阿里等）、電信運營商（中國電信、中國移動、中國聯通）、第三方數據中心（云碩等）、金融機構（工商銀行、光大銀行、人民銀行等）、電力部門（國家電網）、政務部門（12306鐵路訂票系統等）等重要領域的企業開始了規?；瘧?，浪潮、華為、中興、曙光、聯想等服務器制造商也已推出天蝎整機柜服務器產品。

據開放數據中心委員會統計，2015年天蝎整機柜服務器實現3000多個機柜（10萬臺以上服務器）的部署，部署數量已超過前三年的總和，X86服務器市場占比5%左右。預計2016年，將實現上萬個機柜的部署。

（三）微模塊數據中心開創云數據中心的新模式

微模塊數據中心是由國內互聯網公司的創新設計，借鑒集裝箱的內部設計以及“樂高積木”式的模塊化拼裝理念來建設數據中心，是一種集IT機柜、制冷、不間斷電源、消防、照明、監控、布線、安防等功能模塊于一體的模塊化數據中心產品，其構成單元均是符合業內通用規范的標準化產品。微模塊數據中心的設計和技術特點使得其具備建設周期短、能耗低、運營可靠等顯著優勢。

圖13 微模塊數據中心架構示意圖 服務器示意圖

微模塊數據中心將數據中心“風、火、水、電”等基礎設施都變成標準化、模塊化的設備，實現整個數據中心物理基礎設施的快速部署。具備以下優勢：

一是降低數據中心建設復雜性，若采用微模塊數據中心的建設方式，數據中心機房僅需要完成市電接入、冷機系統及主管道施工、主體消防施工、主要橋架建設，無需建設地板，并且可以根據實際需求，分期采購、分期部署，大幅降低數據中心建設難度。

二是縮短數據中心建設周期，微模塊數據中心從技術特性上實現了數據中心的工業產品化和標準化，可以在工廠預制，與傳統數據中心相比，將原本長達數月乃至數年的建設周期縮短為6周左右，同時降低數據中心整體擁有成本。

圖14 微模塊數據中心部署方式

三是提高數據中心能效水平，微模塊數據中心采用一系列先進技術實現節能降耗：科學合理的規劃氣流組織，與傳統的不完全封閉的冷熱通道模式的機房相比節能7%；空調末端使用行間制冷技術，盡可能縮短內部送風距離，相比傳統地板下送風技術，可實現節能約7%；末端供電使用高壓直流與市電直供結合技術，相比傳統UPS供電方式，可節能約8%；優化系統配電架構，相比傳統UPS系統，減少了配電系統層級數量，可為實現節能約4%。通過以上節能技術，可實現綜合節能約26%，年均PUE可以降低至1.48左右。

四是實現數據中心高效運維，微模塊數據中心的基礎設施運營與IT運營分離，專業分工明確，且以模塊為運營基本單位，運維管理界面簡單，模塊管控平臺可獨立運行，又向上與其他自動化系統融合，結構清晰，接口簡單，實現智能管控和可靠運營。

圖15 微模塊數據中心智能運維系統

目前微模塊數據中心已經在國內騰訊、百度、阿里巴巴等互聯網的數據中心穩定運行了兩年以上，在中國電信、中國聯通等企業得到了不同程度的部署，同時微模塊也適合于黨政機關信息中心的部署，現已在法院、教育等行業得到實際應用。據開放數據中心委員會統計，2014年國內微模塊行業分布中互聯網用戶（55%）略高于非互聯網用戶（45%），2015年非互聯網用戶數量增長較快，比例達到52%，超過互聯網用戶48%的比例，預計2016年將基本維持此分布比例。

同時，微模塊數據中心還開創性地走出國門，在其他國家的電信運營商、互聯網企業的數據中心實現部署，真正實現了中國創新的對外輸出。

當前，我國微模塊數據中心的部署步伐正在加快。據開放數據中心委員會統計，2015年國內已經“落地”的微模塊數據中心的總量達到近1100套，實現了超過40萬臺服務器的建設規模，相比2014年增長一倍多，預計2016年保有量會達到1900套以上，可支持服務器數量將達到70萬臺以上。

（四）核心設備技術創新有力提升

我國話語權天蝎整機柜服務器、微模塊數據中心誕生于互聯網企業基于自身需求的創新實踐，其出現標志著中國互聯網巨頭在IT設備產業的創新能力大幅提升，而整機柜服務器的大規模應用和部署則預示著IT產業由廠商主導逐漸轉變為客戶主導，用戶可以根據需求自主設計定制服務器產品。數據中心的相關核心設備的技術創新將帶動我國IT產業全產業鏈的創新，提升我國在IT產業中的話語權，對帶動國產化技術發展具有重要意義。

一是推進服務器和數據中心產業技術創新向外延伸。整機柜和微模塊技術從傳統數據中心的技術封閉模式走向了開放，“開源硬件”改變了產業鏈的創新模式，為我國服務器和數據中心產業鏈上相關技術和產品的創新奠定了基礎，將帶動國內供空調、電源、供電、散熱等領域的技術突破。

二是帶動IT產業創新向內延伸。整機柜和微模塊目前主要是集成式創新，隨著產業的規?；l展，包括主板、芯片、硬盤、軟件、操作系統等各個方面未來都會有自主創新的可能和機遇，帶動我國IT產業核心技術和部件的技術創新和發展。

三是為國內IT廠商技術創新帶來新的機遇。整機柜和微模塊技術正在改變服務器和數據中心設計、建設、部署、運維的全生命周期過程，影響IT產業的競爭格局，國內大規模的用戶將主導設備的設計甚至是制造，可以帶動國內供電、制冷、散熱等其他廠商進入市場競爭，拉動國內IT產業鏈上一系列企業的技術和產品創新，加速信息產業國產化進程。