進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,算力正在成為一種新的生產(chǎn)力,為千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)動(dòng)力。而數(shù)據(jù)中心作為算力的物理承載,更是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。由中國(guó)信息通信研究院發(fā)布《數(shù)據(jù)中心白皮書(shū)(2022年)》顯示,2021年全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)679億美元,較2020年增長(zhǎng)9.8%。預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)收入達(dá)到746億美元。
在科幻電影《流浪地球2》中,550W是一部體積小、便攜帶、適應(yīng)性強(qiáng)的量子計(jì)算機(jī),不僅參與到各地行星發(fā)動(dòng)機(jī)建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)以及維修過(guò)程中,還負(fù)責(zé)管理空間站事務(wù),成為“流浪地球”計(jì)劃輔助執(zhí)行者;在現(xiàn)實(shí)生活中,ChatGPT從作詩(shī)到寫(xiě)文章,從編代碼到回答問(wèn)題,幾乎無(wú)所不能。
盡管最新發(fā)布的大型多模態(tài)模型GPT-4沒(méi)有公布參數(shù)量,也沒(méi)有透露所使用的數(shù)據(jù)和算力,但一定不是一個(gè)小數(shù)目?；仡機(jī)hatGPT的發(fā)展歷程可以看出,從初代模型到GPT-3代模型,參數(shù)量從1.17 億提升至1750 億,訓(xùn)練數(shù)據(jù)量也由5GB提升至45TB。人工智能大模型的興起,正在給算力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施——數(shù)據(jù)中心提出更高要求。
而數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,伴隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入開(kāi)展,以及人工智能等新技術(shù)的崛起,正呈現(xiàn)出新的發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)。作為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的積極踐行者,華為數(shù)據(jù)中心能源基于自身對(duì)行業(yè)的理解和洞察,并廣泛聆聽(tīng)業(yè)界專(zhuān)家的聲音,也對(duì)未來(lái)五年數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢(shì)給出了自己的判斷。
從低碳化、可持續(xù)發(fā)展到快速部署、高密化、彈性擴(kuò)容;從預(yù)制化、儲(chǔ)備一體到分布式制冷、智能營(yíng)維、安全可信,華為數(shù)據(jù)中心能源對(duì)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的預(yù)判,既是對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向新型數(shù)據(jù)中心演進(jìn)的重要參考,也是對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的深刻洞察。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),數(shù)據(jù)中心能源呈現(xiàn)十大趨勢(shì)
進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,算力正在成為一種新的生產(chǎn)力,為千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)動(dòng)力。而數(shù)據(jù)中心作為算力的物理承載,更是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。由中國(guó)信息通信研究院發(fā)布《數(shù)據(jù)中心白皮書(shū)(2022年)》顯示,2021年全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)679億美元,較2020年增長(zhǎng)9.8%。預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)收入達(dá)到746億美元。
在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背后,一些新技術(shù)、新趨勢(shì)正在逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。2023年3月23日,華為舉辦數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢(shì)發(fā)布會(huì)并發(fā)布白皮書(shū)。在發(fā)布會(huì)上,華為數(shù)據(jù)中心能源領(lǐng)域總裁費(fèi)珍福對(duì)十大趨勢(shì)一一進(jìn)行了詳細(xì)解讀:低碳化、可持續(xù)發(fā)展、快速部署、高密化、彈性擴(kuò)容、預(yù)制化、儲(chǔ)備一體、分布式制冷、智能營(yíng)維、安全可信。
趨勢(shì)一:低碳化。在全球氣候變化的大背景下,越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心開(kāi)始加大對(duì)碳排放的關(guān)注。數(shù)據(jù)中心要實(shí)現(xiàn)低碳化,應(yīng)該從源頭、使用和回收三方面發(fā)力:在源頭上,數(shù)據(jù)中心應(yīng)加大綠色能源的使用;在使用上,數(shù)據(jù)中心要更加關(guān)注能源的高效利用;在回收上,數(shù)據(jù)中心則要加大對(duì)余熱的回收再利用。
趨勢(shì)二:可持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展,不僅要支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,自身也要實(shí)現(xiàn)集約、高效、綠色、安全、持續(xù)的健康良性發(fā)展。要做到這一點(diǎn),數(shù)據(jù)中心的評(píng)價(jià)指標(biāo)就要從“唯PUE論”走向“xUE”綜合指標(biāo)評(píng)價(jià),包括用電效率(PUE),用水效率(WUE)、資源效率(GUE)、環(huán)保效率(CUE)等。此外,污染物排放、噪音污染等也是未來(lái)新建數(shù)據(jù)中心的重點(diǎn)考量標(biāo)準(zhǔn)。
趨勢(shì)三:快速部署。隨著AI、HPC等的發(fā)展,全球算力需求快速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心必須要更快部署,才能滿(mǎn)足算力需要。未來(lái)5年,在全球算力高速增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)速度將從當(dāng)前平均9~12個(gè)月,縮短到6個(gè)月,甚至更短。
趨勢(shì)四:高密化。后摩爾定律時(shí)代,芯片、服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展,正在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心從低功率密度走向高功率密度。未來(lái),在IDC或云計(jì)算的主流業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中,x86服務(wù)器、ARM服務(wù)器以及AI服務(wù)器將會(huì)混合使用,預(yù)計(jì)到2027年,一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心,其單機(jī)柜功率將從當(dāng)前的6~8kW/柜提升到12~15kW/柜。
趨勢(shì)五:彈性擴(kuò)容。一般情況下,數(shù)據(jù)中心的生命周期在10~15年,而存儲(chǔ)、服務(wù)器的生命周期只有3~5年,這就意味著,在一個(gè)數(shù)據(jù)中心中往往會(huì)同時(shí)存在三代存儲(chǔ)、服務(wù)器產(chǎn)品,因此,未來(lái)數(shù)據(jù)中心必須要具備彈性升級(jí)能力,1代基礎(chǔ)設(shè)施能夠匹配未來(lái)2~3代IT功率的演進(jìn)。
趨勢(shì)六:預(yù)制化。如今,預(yù)制化已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主流方式。首先是產(chǎn)品的預(yù)制化,包括供電系統(tǒng)預(yù)制化與溫控系統(tǒng)預(yù)制化,讓客戶(hù)可以像選購(gòu)產(chǎn)品一樣選購(gòu)供電和溫控系統(tǒng);其次是數(shù)據(jù)中心整體的預(yù)制化,未來(lái),大型數(shù)據(jù)中心將走向集約化、規(guī)模化,從千柜建筑到萬(wàn)柜園區(qū),基礎(chǔ)設(shè)施要求按需部署、安全可靠,預(yù)制化將成為重要手段。
趨勢(shì)七:儲(chǔ)備一體。隨著電網(wǎng)中可再生能源的占比快速增加,電網(wǎng)的穩(wěn)定性正面臨新的挑戰(zhàn),采用儲(chǔ)備一體的方式,可以更好地解決數(shù)據(jù)中心供電可靠性問(wèn)題。首先,通過(guò)參與電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)峰,既能解決電網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題,又能獲取相應(yīng)收益;其次,可基于各區(qū)域的峰谷價(jià)差進(jìn)行獲利;第三,通過(guò)儲(chǔ)能削峰,可提升出電率,從而部署更多IT機(jī)柜,實(shí)現(xiàn)更高收益。
趨勢(shì)八:分布式制冷。據(jù)Uptime統(tǒng)計(jì),制冷系統(tǒng)故障是繼供電、網(wǎng)絡(luò)故障之后數(shù)據(jù)中心的第三大宕機(jī)原因。傳統(tǒng)集中式制冷故障域大,可靠性低,一旦出現(xiàn)故障,往往會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)中心的可靠運(yùn)行;而分布式制冷針對(duì)單個(gè)Datahall配置冷源,并按需設(shè)置冗余,單臺(tái)設(shè)備故障機(jī)房仍可正常運(yùn)行,不會(huì)對(duì)其它機(jī)房造成任何影響,可大幅提升數(shù)據(jù)中心的可靠性。
趨勢(shì)九:智能營(yíng)維。在數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理需求和創(chuàng)新管理技術(shù)的雙重驅(qū)動(dòng)下,智能營(yíng)維的重要性日益凸顯。一方面,智能運(yùn)營(yíng)通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)負(fù)載的模型進(jìn)行預(yù)測(cè),可以更有針對(duì)性地指導(dǎo)冷、電、空間資源的分配,實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)價(jià)值最大化;另一方面,智能運(yùn)維可以對(duì)海量的配置、狀態(tài)、告警、日志等運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)隱患識(shí)別、故障定位、節(jié)能調(diào)優(yōu)等,提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)維效率。
趨勢(shì)十:安全可信。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字世界的底座,是當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵保障,安全可信的重要性不言而喻。數(shù)據(jù)中心應(yīng)該同時(shí)具備可靠、可用、安全、韌性、安全、隱私六個(gè)方面的能力。數(shù)據(jù)中心要做到這一點(diǎn),需要在硬件層面,結(jié)合預(yù)測(cè)性AI,從被動(dòng)安全走向主動(dòng)安全;在軟件層面,構(gòu)建從系統(tǒng)接入到結(jié)果審計(jì)的分層級(jí)防御能力,從而有效抵擋惡意或非惡意的人為攻擊和威脅。
打造創(chuàng)新產(chǎn)品,讓下一代數(shù)據(jù)中心照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
針對(duì)新型數(shù)據(jù)中心的建設(shè),早在2021年,工信部發(fā)布的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》就已經(jīng)提出:與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比,新型數(shù)據(jù)中心具有高技術(shù)、高算力、高能效、高安全等特征。
如今,華為數(shù)據(jù)中心能源所提出的十大趨勢(shì),無(wú)疑是對(duì)新型數(shù)據(jù)中心這幾大特征的細(xì)化和深入剖析。與此同時(shí),華為數(shù)據(jù)中心能源也在基于“綠色、極簡(jiǎn)、智能、安全”四大核心理念,打造面向大型數(shù)據(jù)中心、中小型數(shù)據(jù)中心和關(guān)鍵供電的三大場(chǎng)景化解決方案,包括預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心、智能微模塊、智能供電(UPS、智能鋰電、電力模塊)、智能溫控、智能管理系統(tǒng)等,切實(shí)幫助數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)加速邁向低碳智能新時(shí)代。
預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心是面向新建無(wú)樓場(chǎng)景的解決方案,具有快速交付、PUE可承諾等優(yōu)勢(shì)。預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心融合箱式裝配式建筑及智能模塊化數(shù)據(jù)中心技術(shù),采用全模塊化設(shè)計(jì),可預(yù)制化交付。功能模塊在工廠預(yù)制、預(yù)調(diào)測(cè),建設(shè)周期相比傳統(tǒng)方案加快50%以上。
武漢市在建設(shè)人工智能計(jì)算中心過(guò)程中,通過(guò)采用預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案,實(shí)現(xiàn)180天項(xiàng)目投運(yùn),上線時(shí)間縮短50%以上,大幅減少建筑垃圾。不僅如此,武漢人工智能計(jì)算中心借助整體的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)以及AI節(jié)能等智能化手段,將PUE降至1.25,每年可節(jié)省超過(guò)340萬(wàn)度電,生命周期內(nèi)預(yù)計(jì)減少碳排放42000噸。
智能微模塊是面向室內(nèi)場(chǎng)景的模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案,具有快速交付、不挑機(jī)房環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。智能微模塊通過(guò)i3(iPower、iCooling、iManager)構(gòu)筑核心子系統(tǒng)智能化,可全面提升供配電,溫控系統(tǒng)可靠性、節(jié)能性。
青海省海南州大數(shù)據(jù)中心主機(jī)房通過(guò)采用華為智能微模塊解決方案,已經(jīng)將“極簡(jiǎn)、綠色、智能、安全”落到實(shí)處。其中,數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)度比原計(jì)劃提前了3個(gè)月;實(shí)測(cè)PUE達(dá)到1.4以下,比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)能效提高30%以上;實(shí)現(xiàn)供電、制冷、運(yùn)維智能化管理;數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)符合Tier3+和國(guó)標(biāo)A級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由此,海南州大數(shù)據(jù)中心也成為青海省最先進(jìn)、可靠性等級(jí)最高的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。
智能供電包含UPS、智能鋰電及電力模塊等產(chǎn)品和解決方案,通過(guò)融合“比特管理瓦特”的理念,智能供電利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)性維護(hù),可有效降低運(yùn)維難度,為數(shù)據(jù)中心及關(guān)鍵供電提供可靠綠色的供電解決方案。
三峽集團(tuán)在打造華中地區(qū)最大綠色零碳數(shù)據(jù)中心集群過(guò)程中,借助全鏈融合電力模塊解決方案,比原規(guī)劃多部署機(jī)柜500個(gè);借助高效溫控結(jié)合AI能效調(diào)優(yōu),實(shí)現(xiàn)年省電超過(guò)5000萬(wàn)度;采用綠色預(yù)制化建設(shè)模式,將TTM縮短50%,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)提前一年上線。
智能溫控包含間接蒸發(fā)冷卻、風(fēng)冷和冷凍水等產(chǎn)品解決方案,通過(guò)架構(gòu)和核心器件的創(chuàng)新,并融合”Bit管理Heat”的理念,可更加高效利用自然冷源,為數(shù)據(jù)中心提供可靠綠色的制冷解決方案。
智能管理系統(tǒng)則包含本地版本、云化版本的管理系統(tǒng),以及iCooling@Al能效調(diào)優(yōu)方案,借助AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用,為數(shù)據(jù)中心提供統(tǒng)一管理、高效運(yùn)維運(yùn)營(yíng)能力和AI節(jié)能優(yōu)化能力。
華為貴安數(shù)據(jù)中心通過(guò)采用AHU散熱技術(shù)最大化利用自然冷源,以及基于AI的iCooling解決方案進(jìn)行能效調(diào)優(yōu),實(shí)際運(yùn)行時(shí)的PUE可低至1.12,每年可減少碳排放81萬(wàn)噸;中國(guó)聯(lián)通中原數(shù)據(jù)基地采用華為iCooling方案,實(shí)現(xiàn)了能效的全局優(yōu)化,冷凍站的總功耗下降了8%~10%,溫控系統(tǒng)末端能耗降低了約10%,有效降低數(shù)據(jù)中心PUE約12%,每年節(jié)省電力高達(dá)832萬(wàn)度。
繼往開(kāi)來(lái),用持續(xù)創(chuàng)新譜寫(xiě)數(shù)據(jù)中心能源新篇章
得益于新基建、“東數(shù)西算”工程的持續(xù)推進(jìn),以及大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)在過(guò)去幾年間一直保持著快速發(fā)展勢(shì)頭。而對(duì)于華為數(shù)據(jù)中心能源來(lái)說(shuō),剛剛過(guò)去的2022年既是創(chuàng)新產(chǎn)品持續(xù)迭代的一年,也是備受客戶(hù)和伙伴認(rèn)可的一年。
2022年5月,憑借出色的產(chǎn)品表現(xiàn)和服務(wù),華為數(shù)據(jù)中心能源獲得來(lái)自客戶(hù)、合作伙伴和專(zhuān)業(yè)評(píng)委的一致認(rèn)可,連續(xù)三年獲評(píng)DCS AWARDS“年度最佳數(shù)據(jù)中心設(shè)施供應(yīng)商”;華為智融電力模塊、新一代邊緣數(shù)據(jù)中心解決方案、超融合智能供配電技術(shù)及數(shù)據(jù)中心不間斷電源超級(jí)ECO技術(shù)等也是廣受贊譽(yù),榮獲多個(gè)創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。
去年年底,華為電力模塊、模塊化不間斷電源(UPS)、智能鋰電(SmartLi)、間接蒸發(fā)冷卻、行級(jí)直流變頻空調(diào)、智能微模塊、預(yù)制模塊化、制冷系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)(iCooling)等八項(xiàng)創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)和高效節(jié)能設(shè)備,更是入選《國(guó)家工業(yè)和信息化領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)裝備推薦目錄(2022)》,成為新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的優(yōu)選項(xiàng)。
不久前,科智咨詢(xún)發(fā)布的《2022-2023年中國(guó)IDC行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》預(yù)測(cè),未來(lái)三年,傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到2165億元,三年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)17.2%。面對(duì)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇,華為總結(jié)出數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢(shì),不僅為數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)、建設(shè)和營(yíng)維標(biāo)出了關(guān)鍵點(diǎn),也為整個(gè)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展描繪出一條清晰路徑。
更重要的是,華為不止給出了對(duì)數(shù)據(jù)中心能源未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的洞察,還憑借持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和深厚的應(yīng)用實(shí)踐,為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向下一代數(shù)據(jù)中心的升級(jí)提供了一整套創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案,將數(shù)據(jù)中心能源的十大趨勢(shì)落到實(shí)處,加速新一代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展和建設(shè)。
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