在当前政府、互联网、电信、金融等千行百业加速数字化转型时,由服务器、存储、网络、能源等组成的数据中心,作为支撑数字化转型的基础,迎来高速发展。据ABBPowerConversion发布的数据显示,2021年数据中心市场同比增长14%。

 

据前瞻产业研究院报告显示,2019年,我国数据中心市场规模已突破1000亿元,2020年接近1500亿元,2021-2022年将是数据中心落地投产的爆发期。预计到2022年,我国数据中心IT投资规模将达到5256亿元,未来三年保持12.4%的年均复合增长率。

 

伴随着数据中心市场的高速发展,数据中心也面临不少挑战。比如能耗问题,有人指出,如今数据中心像一个个不冒烟的钢厂,创造经济价值的同时也带来高能耗。随着碳中和目标的提出,绿色清洁能源、能源高效节能技术,将是未来发展的新方向。

 

在外部世界发展与自身转型的双重驱动下,数据中心到底面临哪些挑战?未来数据中心能源将呈现什么趋势?谁将成为数据中心发展潮流的践行者?笔者注意到,近日华为举办了数据中心能源十大趋势线上发布会。

 

在会上,华为数字能源产品线数据中心能源领域总裁费珍福,分析了数据中心发展面临的挑战,详解了数据中心能源十大趋势,并携手行业专家、权威大咖、媒体朋友、生态合作伙伴,共同探讨数据中心能源发展趋势与机遇,为促进行业健康发展贡献智慧。

 

华为数字能源产品线

数据中心能源领域总裁费珍福

 

01、直面挑战:数据中心发展要求更高

随着科技进步,线上办公、直播带货、在线医疗等成为人们生活的常态。新的应用带动云计算和互联网加速发展,背后则是对算力需求的激增,加速数据中心进入爆发期。数据中心高速发展的同时,也面临新挑战。

 

挑战一:疫情促进预制化建设

去年爆发的疫情,让在线医疗、在线教育、在线办公、直播等场景发展成为新常态,背后则需要数据中心提供算力支持,数据中心快速扩容成为难题。比如,去年疫情期间的火神山和雷神山,只用了短短十天时间建成。如何在短时间内建成与之匹配的数据中心,预制化建设成必然选择。但在数据中心预制化建设中,能源配套设施如何与预制化匹配成为挑战。

 

挑战二:碳中和

去年9月,我国提出二氧化碳排放量要在2030年要达到碳达峰,2060年要实现碳中和目标。此外,国务院在今年2月份明确提出,加快绿色数据中心建设,引领数据中心走高效、低碳、集约、循环的绿色发展道路。

 

从这些政策可以看出,随着国家提出“双循环”与“碳达峰、碳中和”战略,预示着国家对数据中心高效、可持续发展有着更严格要求。因此,未来数据中心如何加快节能改造,走出了一条从“耗能”到“节能”的蜕变之路成为挑战。

 

目前看,数据中心能耗增长快速,企业压力大。有预测指出,到2030年全球ICT耗电量将占全球总电量的5%,而数据中心10年TCO中电费占比将超过60%。费珍福表示,数据中心的总用电量已经占到了整个社会用电量的2%到3%。

 

 

挑战三:新技术应用

云计算和边缘计算的快速发展,让我们能看到未来云DC将会成为主流。而且,一些数据中心也从集中向分散进行演变,预示着在数据产生的地方,需要数据中心对数据进行处理。这就要求在数据中心建设及运营中,需要应用能源新技术,满足云DC与边缘DC发展需求。

 

挑战四:运维复杂化

AI等新技术走向成熟,数据中心在建设、规划、运维、能效管理等方面,可以借助AI提升效率。正如华为数字能源产品线数据中心能源领域总裁费珍福所讲,1000个机柜的数据中心,往往需要10名工作人员进行运维,如果数据中心机柜增加到1万个,工作人员能否增加到100名?

 

因此,如何实现数据中心建设及运维等环节,与AI等技术的结合,成为产业面临的挑战之一。

 

02、洞悉未来:数据中心能源呈现十大趋势

那么,数据中心能源未来发展有哪些趋势?对此,华为基于自身在数据中心领域多年实践,提出数据中心能源十大趋势。

 

 

趋势一:零碳DC

华为认为,未来数据中心在绿色、低碳方面一定会引发绿色革命。在发电侧,数据中心会更多的使用风能、太阳能等清洁能源;在用电侧,随着国家政策层面收紧,新建数据中心PUE将迈向1.0x时代,“零碳”DC将出现;在热回收侧,未来热回收一定会成为新型的节能方案,可能会快速规模落地。

 

趋势二:高密化

虽然摩尔定律放缓,但X86、ARM等架构的芯片功耗及芯片算力依然在逐步提升。一方面,单机柜功率密度,将会从目前的8000瓦提升到15千瓦起。另一方面,X86、ARM、GPU等将会在数据中心中并存,多功率混合部署将成为趋势。

 

趋势三:弹性扩容

费珍福介绍,华为认为一代数据基础设施需要匹配三代IT。在建设数据中心时前瞻性会带来成本上升,导致不确定性风险增加。因此,数据中心须具备弹性能力,匹配不同功率密度的IT设备混合部署,实现按需扩容,节省空间。

 

趋势四:快速部署

随着业务的高速增长,数据中心需要短时间内实现扩容,像用水用电一样做到即插即用。未来,数据中心TTM将从典型水平9-12个月降低至6个月,甚至3个月。

 

趋势五:架构极简

数据中心面对快速部署、弹性扩容要求,需要具备架构极简能力。目前数据中心架构全耦合,部署不灵活。数据中心供电/制冷架构将从传统架构向预制化、全模块化设计演进。

 

趋势六:全面锂电化

锂电池生命周期是铅酸电池的两倍,同时在占地面积、运维效率、使用寿命和安全性等方面存在优势,可节省用地面积70%,实现供电系统的高密化和模块化。

 

趋势七:风进水退

模块化架构的间接蒸发冷却系统采用一体化产品设计,可缩短部署时间、降低运维难度,同时充分利用自然冷却资源,大幅降低制冷系统的电力消耗。

 

趋势八:全数字化

未来数据中心应该向全数字化发展。比如,供电系统、温控系统及智能微模块,可通过数字化实现自我检测、自我诊断,包括叠加AI特性。

 

趋势九:AI智能

随着IoT、AI技术的不断完善和普遍应用,数据中心将逐步实现由运维、节能、运营等单域的智能化,向规划、建设、运维、优化的全生命周期数字化和自动驾驶演进。

 

趋势十:安全可信

数据中心作为数字化底座,其安全性要求更高。数据中心须实现系统级、器件级、设备级三层预测性维护,同时具备硬件可靠、软件安全、系统韧性、安全性、隐私性、可用性六大能力。

 

03、以行践言:华为推六大利器多地实践

华为这家公司,一直希望以行践言,通过对数据中心能源产品和技术方面不断创新突破,携手行业客户、合作伙伴、第三方组织等,构建开放合作共赢的产业生态,践行绿色可持续发展理念,助力实现碳中和目标。那么,华为要如何做呢?笔者总结了华为提供的六大利器。

 

利器一:智能微模块 5.0 解决方案

该方案以AI构筑模块化数据中心智能新高度,同时搭载华为自研智能锂电 SmartLi,实现备电全面锂电化。比如,青海海南州大数据产业园区采用华为智能微模块解决方案,与传统数据中心相比,能效提升30%以上,年节省用电1000万kW·h,每年减排5955吨二氧化碳。

 

利器二:智能锂UPS超高密供电方案

华为推出了SmartLi智能锂电解决方案,基于华为最新推出的97%效率的100kW/3U超高密超高效UPS功率模块,为用户打造新一代SmartLi UPS整体供电解决方案。

 

该方案已多处部署。如罗马尼亚网络服务商INVITE SYSTEM SRL,采用华为智能锂UPS超高密供电方案,使得UPS每个模块功率密度达50kVA/3U,整体占地面积仅为1.19㎡,节省占地70%。世纪互联苏州国科数据中心也采用该方案,端到端供配电占地面积节省了50%以上,出柜率提升10%。模块化UPS智能休眠功能做到低载高效,每年可节省电费上百万元。

 

利器三:预制模块化数据中心解决方案

该方案预制模块化建筑、先进电力电子和温控热管理、数字化全生命周期管理等技术,通过模块化设计和预制化生产实现了数据中心基础设施整体解决方案标准化、批量化快速交付,并将温控、消防、供配电、管理等子系统预集成在模块内,支持功率密度弹性升级及垂直扩容, 分期灵活部署。

 

据悉,东莞云数据中心采用华为预制模块化数据中心解决方案,二期规模为8MW,以6个月1000个机柜的超级速度完成交付。

 

利器四:FusionCol间接蒸发冷却系统

华为FusionCol间接蒸发冷却系统,利用间接蒸发冷却技术,有效延长自由冷却时长,降低数据中心制冷系统能耗。此外,其集装箱体架构,各部件在工厂预制集成,支持现场快速安装。内置DX补冷系统、支持双电路供电。故障自检,支持向导式调测,运维简单,助力客户打造绿色数据中心。

 

据悉,华为乌兰察布云数据中心采用FusionCol间接蒸发冷却系统,全年平均PUE仅1.15,相对传统解决方案,数据中心整体年节省电费12%。

 

利器五:华为DCIM解决方案

华为DCIM+解决方案,相比传统DCIM,可利用云化、智能化技术,对数据中心管理系统重新定义,为数据中心提供创新的运维管理方案。其能够基于设备资源需求、业务分区、上架时间等自动查找并且推荐最佳机位。

 

据悉,建行武汉南湖数据中心采用华为DCIM解决方案,事件根因分析时间缩短60%,并实现100%的维护保养端到端自动跟踪,巡检自动化率提升到90%。

 

利器六:iCooling数据中心能效优化解决方案

华为基于AI的iCooling数据中心能效优化解决方案,针对数据中心制冷效率提升瓶颈,通过机器深度学习,对大量的历史数据进行业务分析,探索影响能耗的关键因素,获取PUE的预测模型。基于PUE预测模型,该方案获取与PUE敏感的特征值,利用特征值,进行业务训练,输出业务的预测模型。

 

中国联通河南中原数据基地采用华为iCooling能效优化解决方案,实现从制冷到“智冷”的革新性转变,每年节省电力达385万度,相当于减少碳排放1829吨,约等于新种植7.95万棵树。

 

观察:善谋者行远,实干者乃成

在“新基建”“碳中和”等重要措施,以及行业数字化快速发展情况下,数据中心迎来建设热潮,也收获大量关注。

 

以前笔者多次参观企业各类数据中心,对其中能源供电、制冷、机柜等设备的感受是,整整齐齐的一排大型设备,比较大的噪音以及忽冷忽热的室内温度。一些传统DC甚至被人用“傻大笨粗”来形容。

 

这些年,数据中心发展变化多样,引入诸多数字化等技术,显得更加“高大上”。但许多企业管理者对数据中心该如何低成本演进,支撑现在和未来发展,依然是“云里雾里”。

 

这次,华为基于多年积累,总结了清晰的数据中心能源十大趋势,既体现华为对数据中心能源行业的深入洞察能力,也为行业清晰展示出数据中心能源演进的脉络。

 

善谋者行远 实干者乃成,在笔者看来,华为发布亮点不只在“十大趋势”,更难能可贵的是,华为提出应对之策,以行践言。展望未来,如费珍福所说,华为还将携手合作伙伴、各行业客户一起践行绿色、可持续发展理念,引领数据中心行业走向崭新时代。