今年2月,伴隨著8大節點、10大數據中心集群的確立,“東數西算”工程正式啟動。在數字經濟蓬勃發展的當下,數據中心作為數字經濟重要底層支撐,自然也步入了發展的快車道。
需要注意的是,為數字經濟發展保駕護航的數據中心,現階段依然無法擺脫高耗能的屬性,其全生命周期的碳排放讓人“嘆為觀止”。因此,在全行業推進碳中和的過程中,數據中心義不容辭,而“模塊化”的建設方式,可以為數據中心建設層面實現碳中和提供強有力的支持。
數據中心規模化、集約化已是大勢所趨
北京市政府早在2018年9月26日公布的《北京市新增產業的禁止和限制目錄(2018年版)》即規定,“北京市全市范圍內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中的數據中心(PUE1.4以下的除外),北京市中心城區和城市副中心一律禁止新建和擴建”;上海市經濟和信息化委員會在2019年6月4日印發《上海市互聯網數據中心建設導則(2019版)》將全市在空間上劃分為“適建區、禁止區、限制區”,“禁止區”(即上海市中環以內區域)不得新建IDC項目;廣東省于2020年9月1日起實施的《廣東省5G基站和數據中心總體布局規劃(2021—2025年)》規定,“廣州、深圳原則上只可新建中型及以下的數據中心,省內新建的超大型、大型、中型數據中心原則上布局至9個數據中心集聚區。”……
從相關政策不難看出,未來北上廣深得一線城市將進一步收緊數據中心市場,優化產業布局,提高準入門檻。
相較于北上廣深等一線城市,寧夏、甘肅、貴州等地則出臺政策鼓勵、引導數據中心集約化、規模化、綠色化發展。
寧夏自治區人民政府發布《關于促進全國一體化算力網絡國家樞紐節點寧夏樞紐建設若干政策的意見》指出,要“構建新型算力體系,打造一流數據中心集群”;貴州省人民政府辦公廳發布《關于加快推進“東數西算”工程建設全國一體化算力網絡國家(貴州)樞紐節點的實施意見》提出,推動數據中心向貴安新區集中,在貴安新區布局新建超大型、大型數據中心;甘肅省政府印發的《關于支持全國一體化算力網絡國家樞紐節點(甘肅)建設運營的若干措施》明確,要建立統一的算力資源監測、調配、管理和運營機制,構建以慶陽集群為主體的全省一體化算力供給體系,打造面向全國的算力保障基地………
綜上,我國數據中心產業發展已呈現出“兩極化”發展,即:一線城市邊緣化,綠色化,整合優化產業資源;西部集群城市,規模化,越來越多的大型、超大型數據中心將拔地而起。
科智咨詢最新報告指出,在數字經濟帶動下,IDC市場規模持續擴大;“新基建”、“碳中和碳達峰”、“東數西算”作為傳統IDC產業發展三大重點政策,引導產業向集約化、綠色化、高效化轉型發展。
從現階段我國數據中心發展狀況不難看出,數據中心集約化、規模化發展已是大勢所趨。首先,集約化建設數據中心便于應用高效集中式制冷系統,從而提高制冷系統效率,降低制冷能耗,進一步降低數據中心總體PUE值;
其次,集約化數據中心易于構建可再生能源、余熱和儲能的能源綜合利用系統,從而提高數據中心電能使用效率和可再生能源占比,促進數據中心綠色發展;
再次,集約化建設有助于數據中心通過資源整合和算力調度等手段對數據進行集中處理,提高數據中心上架率和算力使用率,從而減少算力資源浪費和閑置,推動綠色算力產業發展。
模塊化成為未來數據中心建設的“最優解”
模塊化數據中心是基于云計算的新一代數據中心部署形式,為了應對云計算、虛擬化、集中化、高密化等服務器發展的趨勢,其采用模塊化設計理念,最大程度的降低基礎設施對機房環境的耦合。
數據中心趨向與集約化建設已是不爭的事實,對于數據中心集群內大型、超大型的數據中心而言,在建設層面如果能采用“模塊化”,工廠預制,現場組裝的方式,在大幅縮短施工周期的同時,預制化的模式還可以有效減少數據中心建設過程中的碳排放,從而在建設層面推進數據中心碳中和進程。
從現有“模塊化”模式來看,主要可以分為三類,即:集裝箱式數據中心、微模塊數據中心、倉儲式數據中心。
集裝箱式數據中心
集裝箱式數據中心是三類模塊化數據中心“起源”最早的一類,其前身可以追溯到2006年Sun的“黑盒子計劃”。2006年10月,Sun公司提出為了針對需要快速、有效地部署“無人值守”數據中心的企業,其創新性提出將運算、存儲及網絡設備“打包”,放在“集裝箱”內;2008年,IBM也推出了集裝箱式數據中心相關產品,并于第28屆Gartner數據中心大會上展示了名為“Portable Modular Data Centre(便攜式模塊化數據中心)”的集裝箱數據中心。
在互聯網數據大爆炸的時代,集裝箱式數據中心因其部署快、建設成本較低等特點,又一次受到了行業的廣泛關注,尤其是在用戶對大型、超大型數據中心需求愈發旺盛的當下,集裝式數據中心可以實現短時間內大規模部署的特點,優勢明顯。
著眼國內,已有不少成熟的集裝箱式數據中心的應用案例。浩云長盛在位于寧夏中衛的寧夏一號云計算基地算是大規模采用集裝箱式建設方式的標桿案例。寧夏一號云計算基地采用集裝箱式建設方式,將原本1~2年的建設周期,縮短至僅用時86天,大幅縮短了建設周期。
集裝箱式的建設方式還為數據中心提供了高度定制化,以及靈活部署的能力。2021年,京東云為京東物流定制的集裝箱數據中心在義烏“亞洲一號”正式上線。京東云AIO集裝箱數據中心在建設和交付方面,可以在4~6周內在工廠完成生產制造,并在2-4天內完成現場安裝調試,安裝的地點靈活,室內室外均可安裝使用。
集裝箱式數據中心除了快速部署的特點,還具備可復制性、擴展性強,且可以大幅降低數據中心建設過程中的碳排放等優勢。雖然集裝箱式數據中心優點不少,但現階段相較于傳統建設模式的數據中心還存在一些問題。
首先,數據中心行業對于新技術應用較保守,用戶的接受度還需要更多成熟案例來提升;
其次,集裝箱式數據中心在“物理”層面的安全系數相較于傳統建設模式較低,相較之下,更容易受到“物理”層面的威脅(如不法分子闖入、自然災害等);
第三,現階段集裝箱式數據中心尚處于發展階段,行業標準化不夠成熟,用戶很容易出現被一家廠商“綁定”的風險;
第四,集裝箱內部空間較小,提升了整體運維難度(此點需要自動運維、智能運維等新運維解決方案的推廣應用方可解決‘參考黑燈工廠’)。
微模塊數據中心
相較于集裝箱式數據中心,微模塊數據中心現階段應用范圍更廣。微模塊數據中心是將數據中心內部的設備模塊化,像搭“樂高”一樣,通過“拼接”的方式,組裝起來。微模塊數據中心主要由機柜、密閉通道、供配電系統、制冷系統、智能監控系統、綜合布線和消防系統組成。微模塊數據中心具有可快速部署、節能高效、簡單可靠等特點。
用戶可根據負載情況,動態調整負載所需的供電量和制冷量,避免了供冷及供電層面浪費情況的發生,實現IT設備與機房基礎設施智能聯動管理和精細化運營,從而降低成本,提升運營管理效率,推進了數據中心實現節能減排。
除了降低成本的優勢以外,隨著微模塊產品標準化進程的推進,還能實現數據中心的“解耦”,讓模塊之間沒有循環依賴, 讓業務模塊之間解除依賴。
現階段,包括浪潮、華為、京東云等在內的多家IDC產業上下游企業均結合自身優勢,推出了相應的產品及解決方案。
京東云近期發布了全新微模塊數據中心,微模塊數據中心包含配電、暖通、消防、監控、綜合布線、機柜以及密封通道等功能模塊,讓用戶可根據負載情況動態調整負載需要的供電量和制冷量,實現IT設備與機房基礎設施智能聯動管理和精細化運營,從而降低成本,提升運營管理效率。華為也于近日發布了全新的模塊化產品——智能微模塊6.0和小型鋰電UPS解決方案。浪潮方面則是專注于整機柜的研發,以及整機柜的標準化、開源化推進……眾多設備供應商的產品布局,立足于自身擅長的領域,推進模塊化在數據中心中應用落地。
從現階段的角度出發,模塊化的用戶接受度相較于集裝箱式數據中心,用戶接受度及認可度更高。畢竟微模塊的方式并沒有省去機房樓的土建,從物理層面相較于集裝箱式數據中心,更加安全,且建設周期相較于傳統數據中心更短。在筆者看來,微模塊的建設形式將成為未來大型、超大型數據中心建設的主流模式。
倉儲式數據中心
從規模上來講,倉儲式數據中心正好介于集裝箱數據中心和微模塊數據中心之間,通常1~2層的建筑結構,內部采用微模塊形式或者集裝箱形式進行,建設周期短,通常為12~18個月。
倉儲式數據中心主要還是利用已建成的工廠、倉庫等建筑,對其內部改造后,用于部署數據中心,倉儲式數據中心解決方案,能夠將客戶閑置的倉庫、廠房改造成數據中心,幫助客戶降低投資成本,縮短交付周期,加快上市速度。
倉儲式數據中心缺點也比較明顯——耐用性差,且更多用于小型、中型數據中心,對大型、超大型數據中心并不十分適用(畢竟建筑面積大的,各方面均合適的廢棄廠房不好找)。
綜上,現階段模塊化數據中心建設方式主要有集裝箱式、微模塊,以及倉儲式,綜合來看,微模塊數據中心應用現階段最成熟,用戶接受度最高,應用也最廣。
方興未艾
無論是集裝箱式,還是微模塊數據中心,都尚處于行業發展的初期,整個產業鏈尚處“萌芽”階段,方興未艾。
現階段模塊化數據中心主要面臨問題有兩個,首先,數據中心各個模塊的定制化程度較高,標準化程度不足,許多模塊化數據中心產品要求只能使用特定廠商的硬件或解決方案,用戶很容易出現被一家或幾家廠商高度綁定的情況。這點還需要市場的發展,以及標準化的推進方可解決。
其次,用戶接受度是決定模塊化數據中心能否長遠發展的重要因素。眾所周知,數據中心行業及用戶對于新技術、新理念相對保守,就連早已在其他行業應用成熟的液冷技術,數據中心也是近兩年才逐步推廣,且推廣進度并不理想。模塊化數據中心能否耐用,是否能在物理、虛擬層面均能保障用戶數據的安全,這需要未來供應商在技術、產品的研發方面下些工夫。
在數據中心規模越來越大,部署速度要求越來越高的背景下,筆者相信,隨著技術的不斷成熟,以及越來越多成功應用案例的落地,模塊化的方式憑借其快速、低碳、低成本的優勢,定能成為未來大型、超大型數據中心建設的最優解。
在今年12月底舉辦的第十七屆中國IDC產業年度大典(IDCC2022)上,將以“解碼可持續發展”為主題,組委會將設立“大型數據中心建設與布局”論壇,屆時將邀請行業專家、業內精英齊聚一堂,共同探索我國大型數據中心建設、運維、布局發展之路,如果您對大型數據中心建設布局有何真知灼見,歡迎您蒞臨大會現場,與我們共同探討我國大型數據中心建設布局發展之路,助力我國IDC產業實現高質量發展。


