5G、物聯網、中國制造2025以及人工智能技術正在成為驅動創新與實現數字化轉型的重要力量,一個新的數字化經濟時代正在來臨。同時,智能電網、微電網的快速發展,以及可替代能源成本和儲能成本的不斷降低,促使數據中心物理基礎設施與上游的電網和下游的IT將會有更多的交互和融合。作為數據中心基礎設施建設和服務領域的全球領導者,施耐德電氣基于深刻的行業洞察和實踐經驗,敏銳把握市場變革趨勢和客戶需求,以不斷創新的物理基礎設施、軟件和數字化解決方案以及全生命周期服務為高可用數字基石的構建和運維提供保障。展望2019年,施耐德電氣認為數據中心將迎來以下五大新趨勢以及五大技術解決方案:
新趨勢之一:邊緣計算將與云計算協同發展
過去的一年,我們看到了很多關于邊緣計算的炒作,比如:“云中心已死,邊緣計算上位?”,“邊緣計算將改變互聯網和物聯網的未來”,“邊緣計算將引領下一次IT變革”等等。但我們認為云計算不會消亡,邊緣計算也不會取代云計算,而是邊緣計算與云計算將協同發展。物聯網、AI、5G的快速發展,人們對延遲和寬帶的要求也越來越高。邊緣計算就是專門為這種“速度及帶寬的需求”而設計的。
施耐德電氣認為未來IT架構將是一種混合的IT架構,將由三種類型的數據中心所組成,分別由位于偏遠地區用于超大規模計算與存儲的中央云數據中心,位于市區或市中心的靠近用戶用于大規模計算和存儲的區域邊緣數據中心,以及位于本地靠近數據產生和使用地點的邊緣數據中心。邊緣數據中心將在本地解決計算的快速響應問題,云計算將為邊緣計算提供強大的后臺計算支持和數據存儲能力。同時,我們還認為邊緣計算數據中心會首先在零售行業和網絡運營商兩大領域快速發展,以滿足人們對低延時和高帶寬的需求。
新趨勢之二:液冷時代即將來臨
風冷IT在數據中心占據非常重要的地位,時至今日,數據中心依然以風冷IT為主。但是,人工智能的應用對數據中心的處理能力提出了巨大的要求。人工智能開始跨越式發展,已經從實驗室研究發展到真正的商業和消費應用領域。這些應用程序的計算量巨大,以至于許多IT硬件架構師開始使用GPU作為核心處理器或輔助處理器。許多基于GPU的服務器,也就是我們所說的總設計功率(TDP – Total Design Power)發熱量通常為300瓦特左右,而傳統的服務器為130瓦特到150瓦特?;贕PU的服務器發熱量是傳統服務器的兩倍,這是液冷興起的主要驅動因素之一。
據調查,我們發現數據中心當前機柜的功率密度在7個千瓦左右,但是,未來每個機柜的功率密度可能高達幾十個千瓦。我們認為如果機柜功率密度在20千瓦以內時,傳統的制冷系統非常具有性價比。但當機柜功率密度超過20千瓦時,傳統的風冷技術將面臨風量、功耗、噪音等方面的挑戰,這時就需要采用液冷技術。
尤其目前在一線城市(如北京、上海),政府管理部門對數據中心單位產值能耗和排放水平要求越來越嚴格。2018年9月26日《北京市新增產業的限制和禁止目錄2018年版》要求在中心城區和北京市副中心禁止新建和擴建互聯網數據服務/信息處理和存儲支持服務的數據中心,非中心城區允許新建PUE在1.4以下的云計算數據中心。2018年10月29日上海市經信委發布《上海市推進新一代信息基礎設施建設助力提升城市能級和核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》,提出新建數據中心PUE必須低于1.3,存量改造數據中心PUE不高于1.4,且新增至少50%面向AI。這時,傳統的風冷方式很難實現這些PUE的要求,這也將成為推動液冷興起的重要驅動因素。
新趨勢之三:鋰電池將在數據中心具有更多的應用
在二十多年前我們就開始在數碼DV中使用鋰電池,但為什么沒有在數據中心領域普及呢?主要原因在于鋰電池無法為UPS供應商提供價格、能量密度、安全性和可靠性方面的平衡。但是,近年來,電動汽車和新能源的快速發展推動了鋰電池技術的進步和價格的降低,今天的鋰電池成本已經比5年前下降了70%,同時,鋰電池化學成本和技術的改進也為供應商提供了現實方案。
與傳統的鉛酸蓄電池相比較,鋰電池憑借其出色的特性,包括較高的能量密度 (70-260 kWh/kg vs. 15-50 kWh/kg)、較長的生命周期 (10-15 年 vs. 4-6 年) ,快速充電(1/2–1 小時 vs. 6-12 小時),占地節省50-80%,重量減輕 60-80%,充放電次數 >1000 循環 vs. <400 循環等,會逐漸取代傳統的鉛酸蓄電池成為數據中心UPS首選的備用電池。根據Uptime在2017年所做的全球數據中心調研顯示,有10%的數據中心已經采用鋰電池作為后備能源。
由于微電網、智能電網、新能源以及儲能成本的降低,同時,很多國家和地區對數據中心的可持續性發展有了更高的要求,所以,越來越多的數據中心所有者開始考慮通過鋰電池儲能來降低成本和實現數據中心的可持續性發展的目標。中國作為全球最大的鋰電池生產國,過剩的鋰電池產能也需要開拓新的應用增長點,諸如風光儲能、電網調頻調峰、通信電源等。因此,我們認為鋰電池在數據中心的應用將越來越多。
新趨勢之四:數據中心管理即服務(DMaaS )在數據中心規劃,建設及運營中的價值愈加凸顯
數據中心物理基礎設施管理(Data center infrastructure management - DCIM)系統最初是為了從某單個數據中心的物理基礎設施設備中收集信息而設計的,而且是作為一個本地的軟件解決方案進行部署的。新的基于云的管理解決方案將位于云端,它可以幫助用戶從范圍更廣的基于物聯網的設備中收集海量的數據,而且,該軟件管理平臺可以實現單個,數百個,或者上千個大型或小型數據中心的物理基礎設施管理。
這些新的系統通常被稱作數據中心管理即服務(Data center management as a service - DMaaS),它們可以通過大數據分析來幫助用戶實現預測性的決策,從而減少意外事件或宕機時間,同時,也比傳統的DCIM解決方案要快的多。作為基于云的管理軟件,該軟件可利用“數據資源池”進行數據的收集和存儲,進行趨勢的分析,從而可以幫助數據中心用戶從戰略的層面來進行業務的規劃。
基于云的管理軟件還簡化了對新設備部署的要求,以及升級現有安裝的各項任務,而且可以在多個不同的地點進行軟件的更新。因為,對站點逐個進行管理升級,特別是對于邊緣數據中心,采用本地的管理軟件是非常具有挑戰性的。
新趨勢之五:超大規模數據中心的建設對部署周期要求越來越高
我們認為數據中心市場對云計算的需求既不會減弱也不會放緩。2019年它將加速發展,這意味著網絡巨頭或者托管服務供應商會通過建造超大規模數據中心來增加更多的計算能力。但是,數據中心市場將驅使他們越來越快的來建造這些設施,也就是說,10到100兆瓦的數據中心項目需要在不到一年的時間里完成從設計,建造到運營。