數(shù)據(jù)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)及土地、電力資源集約化發(fā)展推動(dòng)高密度數(shù)據(jù)中心發(fā)展。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，為了滿足不斷增長(zhǎng)的用戶數(shù)據(jù)處理需求，數(shù)據(jù)中心主要是通過增加空間，擴(kuò)大機(jī)架和服務(wù)器規(guī)模來提供更多算力，但是這也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本的增加和數(shù)據(jù)中心場(chǎng)地空間的浪費(fèi)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)日益緊張的土地資源使得以擴(kuò)大服務(wù)器規(guī)模來提升算力規(guī)模的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式難以開展，建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心成為提升數(shù)據(jù)中心算力水平的重要舉措，高密度數(shù)據(jù)中心能夠進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)中心“每平方米”的計(jì)算能力，能夠更好地滿足大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的計(jì)算與存儲(chǔ)需求。

高密度服務(wù)器部署顯著提升數(shù)據(jù)中心單位面積算力，降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本。建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵是部署高密度服務(wù)器，與傳統(tǒng)服務(wù)器不同，高密度服務(wù)器電源和風(fēng)扇多以共享方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，位于同一機(jī)箱內(nèi)的多臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可以共享電源和風(fēng)扇。

上述方式，一方面降低了機(jī)體的重量和空間占用，提升數(shù)據(jù)中心單位面積算力，另一方面能夠提升電源和散熱系統(tǒng)的使用效率，降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本。隨著數(shù)據(jù)中心功率密度的提升，數(shù)據(jù)中心平均機(jī)架功率也在不斷提升，有研究機(jī)構(gòu)發(fā)布數(shù)據(jù)3顯示當(dāng)前全球 5-9kW/rack 的機(jī)架占比最多，功率超過 10kW/rack 的機(jī)架占比達(dá)到近30%，單機(jī)架功率的提升與高密度服務(wù)器規(guī)模部署和應(yīng)用密切相關(guān)。當(dāng)前，Intel、IBM、華為、浪潮、曙光等廠商紛紛加速推進(jìn)高密度服務(wù)器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與市場(chǎng)布局。

▲2020 年全球數(shù)據(jù)中心平均單機(jī)架功率情況

6、備份一體機(jī)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，容災(zāi)備份能力增強(qiáng)

數(shù)據(jù)重要性不斷凸顯，容災(zāi)備份需求驅(qū)動(dòng)備份一體機(jī)市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)中心中存放的企業(yè)最重要的資產(chǎn)，在我國(guó)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程加快的背景下，數(shù)據(jù)中心及企業(yè)機(jī)房容災(zāi)備份能力逐漸受到業(yè)界關(guān)注。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)方式大多只能針對(duì)物理設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，難以對(duì)云計(jì)算等環(huán)境提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)備份服務(wù)，隨著數(shù)據(jù)中心分布式計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景的增長(zhǎng)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)備份方式越來越難以滿足需求，高效、全面、融合、統(tǒng)一靈活的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)方案成為下一代數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)保護(hù)方案的方向。

備份一體機(jī)是面向下一代數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)保護(hù)場(chǎng)景的重要方案，備份一體機(jī)可利用軟件、磁盤陣列、服務(wù)器引擎或節(jié)點(diǎn)備份數(shù)據(jù)，與備份軟件緊密集合，形成目錄、索引、計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。

當(dāng)前，全球備份一體機(jī)市場(chǎng)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)需求旺盛。為迎合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2021 年 9 月，ODCC 發(fā)布《備份一體機(jī)技術(shù)規(guī)范》，對(duì)備份一體機(jī)架構(gòu)、功能、非功能及接口要求進(jìn)行了全面規(guī)范，有效的推動(dòng)了備份一體機(jī)的生產(chǎn)、測(cè)試和選型。

▲含備份一體機(jī)的備份系統(tǒng)整體架構(gòu)

7、新存儲(chǔ)訪問協(xié)議不斷演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)深度融合

NVMe-oF 協(xié)議成為全閃存端到端重要解決方案，存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)融合進(jìn)一步加深。NVMe over Fabrics（以下簡(jiǎn)稱 NVMe-oF）成為降低存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理開銷并實(shí)現(xiàn)高并發(fā)、低時(shí)延的重要技術(shù)，其解決了存儲(chǔ)由于通信協(xié)議而造成性能損失的問題，進(jìn)一步釋放 SSD 的性能，加速了閃存的發(fā)展。NVMe-oF 使得主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)使用 NVMe 協(xié)議，有效地提高了主機(jī)通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問存儲(chǔ)的性能，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。當(dāng)前，包括 FC 網(wǎng)絡(luò)、IB 網(wǎng)絡(luò)、無損網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)等均支持 NVMe-oF。其中，無損網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一，近年來取得了長(zhǎng)足發(fā)展。其在性能上大幅優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，在建設(shè)成本方面低于 FC 網(wǎng)絡(luò)和 IB 網(wǎng)絡(luò)。因此，在 NVMe與網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的過程中，無損網(wǎng)絡(luò)或?qū)⒊蔀橹匾陌l(fā)展方向。

8、泛在算力互聯(lián)需求將增多，算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新加速

算力網(wǎng)絡(luò)連接泛在算力基礎(chǔ)設(shè)施，運(yùn)營(yíng)商積極開展落地實(shí)踐。金融、交通、教育、工業(yè)等行業(yè)對(duì)泛在算力場(chǎng)景的需求不斷增長(zhǎng)，用戶需要隨時(shí)隨地可接入的更優(yōu)惠、更高質(zhì)的算力服務(wù)，基于算力泛在使用和交易需求衍生的算力網(wǎng)絡(luò)成為下一代算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的重點(diǎn)。近年來，運(yùn)營(yíng)商加速推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)落地實(shí)踐。算網(wǎng)一體是中國(guó)聯(lián)通 CUBE-Net3.0 重點(diǎn)方向之一，中國(guó)聯(lián)通在全國(guó)多地開展算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)試點(diǎn)，通過算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)鏈、網(wǎng)絡(luò)切片、資源感知實(shí)現(xiàn)算力資源調(diào)度和感知，形成云網(wǎng)安一體服務(wù)。

中國(guó)電信在算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“云”為核心，側(cè)重網(wǎng)絡(luò)、算力和存儲(chǔ)三大資源相互融合，推進(jìn)天翼云持續(xù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)天翼云節(jié)點(diǎn)和天翼邊緣節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一管理調(diào)度，云網(wǎng)融合、云邊協(xié)同是電信云的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)移動(dòng)重點(diǎn)改造底層算力基礎(chǔ)設(shè)施，基于 X86 和 ARM 架構(gòu)打造通用算力網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)基于 GPU、ASIC 不斷豐富智能算力。

▲數(shù)據(jù)中心算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)

算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新主要集中在架構(gòu)、調(diào)度技術(shù)及度量方式三個(gè)方面。在算力架構(gòu)方面，傳統(tǒng)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)分離模式逐漸向計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)融合方向演進(jìn)，算力基礎(chǔ)設(shè)施融合架構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展。在算力調(diào)度技術(shù)方面，算力調(diào)度由之前僅支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度發(fā)展到算力與網(wǎng)絡(luò)匹配的調(diào)度模式，算力調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)。

算力調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新主要包括算力跨區(qū)域調(diào)度、多層次調(diào)度、算力資源統(tǒng)一編排、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、可視監(jiān)測(cè)及智能運(yùn)維等。在算力度量方式方面，算力與網(wǎng)絡(luò)度量?jī)?nèi)涵不斷延伸，算力度量方式由單一節(jié)點(diǎn)度量轉(zhuǎn)變?yōu)橐惑w化協(xié)同度量。隨著算力網(wǎng)絡(luò)的形成，用戶算力獲取來源變得更加多樣，在這種情況下，用戶可獲取的算力就不能以單一或局部節(jié)點(diǎn)來衡量，而是以算力網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)前可供給的且滿足用戶業(yè)務(wù)需求的算力來衡量，這種新的一體化協(xié)同度量機(jī)制將對(duì)用戶可用算力進(jìn)行重新核定。

三、五大發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心大有可為

當(dāng)前，我國(guó)正處于各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速期，以數(shù)據(jù)中心為代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用場(chǎng)景仍將進(jìn)一步擴(kuò)大，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)將迎來更大機(jī)遇，發(fā)展前景將更為廣闊。

1、布局逐步優(yōu)化，協(xié)同一體趨勢(shì)增強(qiáng)

受市場(chǎng)內(nèi)生算力需求驅(qū)動(dòng)，及國(guó)家相關(guān)政策引導(dǎo)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心總體布局持續(xù)優(yōu)化，協(xié)同一體趨勢(shì)將進(jìn)一步增強(qiáng)。在市場(chǎng)層面，中西部地區(qū)自然環(huán)境優(yōu)越，土地、電力等資源充足，但本地?cái)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)需求相對(duì)較低；東部地區(qū)市場(chǎng)需求旺盛，但土地、電力、人員等生產(chǎn)要素成本較高，東西部協(xié)同發(fā)展逐漸成為趨勢(shì)。

而隨著網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)化，中西部將不再僅是進(jìn)行冷存儲(chǔ)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心聚集區(qū)，也將承載更多的應(yīng)用。在政策層面，我國(guó)數(shù)據(jù)中心全國(guó)一體化發(fā)展引導(dǎo)增強(qiáng)。同時(shí)，內(nèi)蒙、貴州等地推出了電力、土地、稅收等優(yōu)惠政策，有效幫助數(shù)據(jù)中心降低建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。未來，“東數(shù)西算”工程將進(jìn)入到全面建設(shè)期，我國(guó)數(shù)據(jù)中心布局或?qū)⒌玫竭M(jìn)一步優(yōu)化。

除地域布局上的東西部協(xié)同外，為應(yīng)對(duì)不斷涌現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景需求，不同類型數(shù)據(jù)中心也協(xié)同發(fā)展。我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)正在由通用數(shù)據(jù)中心占主導(dǎo)，演變?yōu)槎囝愋蛿?shù)據(jù)中心共同發(fā)展的新局面，數(shù)據(jù)中心間協(xié)同，以及云邊協(xié)同的體系將不斷完善。以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，多種類型的數(shù)據(jù)中心協(xié)同一體，共同提供算力服務(wù)的模式，將成為我國(guó)數(shù)據(jù)中心算力供給重要形態(tài)，持續(xù)支撐我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)持續(xù)，技術(shù)水平不斷提升

作為算力服務(wù)中樞，數(shù)據(jù)中心既是數(shù)字經(jīng)濟(jì)底座，也是數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新的高地。隨著新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心正逐漸突破傳統(tǒng)機(jī)房運(yùn)營(yíng)模式的桎梏，產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸由資本驅(qū)動(dòng)邁向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)活躍。

從基礎(chǔ)設(shè)施角度看，數(shù)據(jù)中心是由“風(fēng)火水電”構(gòu)成的建筑，早期數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要參考建筑、電力、制冷、通信等行業(yè)的基建經(jīng)驗(yàn)，并未專門針對(duì)數(shù)據(jù)中心環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。隨著數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳、降本增效、智能運(yùn)營(yíng)等要求的不斷提升，液冷、蓄冷、儲(chǔ)能、高壓直流、智能運(yùn)維等新技術(shù)開始應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)運(yùn)營(yíng)中，以技術(shù)促進(jìn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施變革的趨勢(shì)不斷增強(qiáng)。

從 IT 設(shè)備角度看，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)中心虛擬化程度不斷提高，數(shù)據(jù)中心與云平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、安全及運(yùn)營(yíng)之間的技術(shù)聯(lián)接日益緊密，智能芯片、定制化服務(wù)器、分布式存儲(chǔ)、SDN、智能運(yùn)維等 IT 技術(shù)的應(yīng)用，有效地提升了數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力。

可以預(yù)見，在未來發(fā)展過程中，基礎(chǔ)設(shè)施及 IT 技術(shù)的創(chuàng)新將不斷涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心技術(shù)內(nèi)涵也將變得更加豐富。我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)將逐步增強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，利用新技術(shù)加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提升算力服務(wù)水平，進(jìn)一步賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3、算網(wǎng)協(xié)同加快，泛在算力高質(zhì)發(fā)展

算網(wǎng)協(xié)同是實(shí)現(xiàn)算力服務(wù)泛在可達(dá)、靈活取用的重要途徑，同時(shí)也是算力基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施融合創(chuàng)新發(fā)展的重要形態(tài)。當(dāng)前，我國(guó)算網(wǎng)協(xié)同發(fā)展尚處于起步階段，算網(wǎng)協(xié)同技術(shù)、運(yùn)營(yíng)機(jī)制及監(jiān)管體制仍不完善，但算網(wǎng)協(xié)同是下一階段我國(guó)算網(wǎng)設(shè)施發(fā)展的重要方向。在“東數(shù)西算”工程的背景下，以算網(wǎng)協(xié)同為基礎(chǔ)，通過算力調(diào)度構(gòu)建全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)，成為推動(dòng)全國(guó)算力資源優(yōu)化配臵的關(guān)鍵。未來，以“東數(shù)西算”為牽引的全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)將逐步建成，并實(shí)現(xiàn)泛在算力的靈活高效調(diào)度。

以算網(wǎng)協(xié)同目標(biāo)為驅(qū)動(dòng)，多方主體共同參與，加速算網(wǎng)協(xié)同體系的建成。中國(guó)信通院云大所數(shù)據(jù)中心團(tuán)隊(duì)搭建了我國(guó)首個(gè)“算力大平臺(tái)”，該平臺(tái)已經(jīng)上線多年，具備數(shù)據(jù)中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施的多維度信息采集、監(jiān)測(cè)和供需對(duì)接等能力，平臺(tái)的建設(shè)和完善有望為“東數(shù)西算”工程的實(shí)施及全國(guó)算力調(diào)度提供有效支撐。

4、賦能效應(yīng)深化，數(shù)字轉(zhuǎn)型支撐顯著

近年來，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的范圍不斷擴(kuò)大、程度不斷加深，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)賦能效應(yīng)逐步深化。未來，數(shù)據(jù)中心對(duì)產(chǎn)業(yè)的賦能主要體現(xiàn)在以下方面：一是多樣泛在的算力供給將逐步完善，傳統(tǒng)企業(yè)“上云用數(shù)賦智”進(jìn)程將進(jìn)一步加快。電力、石油、石化、制造等工業(yè)領(lǐng)域可通過能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)，加速實(shí)現(xiàn)云邊端協(xié)同，提高企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率；二是隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，數(shù)據(jù)中心將與網(wǎng)絡(luò)深度融合，形成算網(wǎng)一體服務(wù)，更好地為企業(yè)發(fā)展提供 IT 基礎(chǔ)設(shè)施支撐；三是分布式計(jì)算、存儲(chǔ)及云邊端協(xié)同的技術(shù)不斷成熟，可實(shí)現(xiàn)對(duì)泛在終端海量數(shù)據(jù)的快速處理，從而支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展；四是計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)等服務(wù)模式將逐步變革，算力可更為深入地融入到企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的各個(gè)方面，全面賦能企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)及管理等環(huán)節(jié)。

5、低碳要求趨嚴(yán)，助力雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)

雙碳目標(biāo)及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略將長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。在政策方面，我國(guó)數(shù)據(jù)中心政策對(duì)能效的要求不斷趨嚴(yán)，能效考核指標(biāo)從以 PUE 為主逐步演變?yōu)?span lang="EN-US"> PUE、CUE、WUE、綠色低碳等級(jí)等多指標(biāo)兼顧，未來有可能會(huì)納入更多新的能效指標(biāo)，日趨嚴(yán)格的能耗政策將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)全面綠色低碳發(fā)展。未來，數(shù)據(jù)中心將成為支撐各產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展的引擎，綠色算力應(yīng)用將全面賦能各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，全面助力精益生產(chǎn)和綠色發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐方面，數(shù)據(jù)中心制冷方案供應(yīng)商將進(jìn)一步加強(qiáng)新型制冷方案的研究，氟泵、液冷、間接蒸發(fā)、自然冷源等制冷技術(shù)將變得更加成熟，制冷效率將不斷提升。同時(shí)，光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、鋰電池等綠色電力和供配電節(jié)能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用也將不斷深入。數(shù)據(jù)中心綠色低碳技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用都將進(jìn)一步發(fā)展。

智東西認(rèn)為，算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心生產(chǎn)力，是全球戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。未來，我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)仍將保持高速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)布局及生態(tài)也將不斷優(yōu)化，可為用戶提供泛在、智能、可靠的算力資源。