如果把云計(jì)算比作生產(chǎn)力，數(shù)據(jù)中心比作生產(chǎn)關(guān)系，生產(chǎn)力的發(fā)展決定了生產(chǎn)關(guān)系，落后的生產(chǎn)關(guān)系會(huì)制約生產(chǎn)力的發(fā)展。在云計(jì)算時(shí)代，數(shù)據(jù)中心面臨日益增長(zhǎng)的需求與資源獲取難、建設(shè)周期長(zhǎng)、能源消耗高之間的矛盾，同時(shí)在架構(gòu)彈性及運(yùn)營(yíng)運(yùn)維方面面臨諸多挑戰(zhàn)。只有解決好這些矛盾和挑戰(zhàn)，才能匹配云計(jì)算的發(fā)展要求。
為此，本期#Σco時(shí)間#的話題重點(diǎn)聚焦于數(shù)據(jù)中心的未來發(fā)展，并特別邀請(qǐng)到了華為數(shù)據(jù)中心能源領(lǐng)域總裁何波從IT未來發(fā)展的角度推演對(duì)數(shù)據(jù)中心的要求，同時(shí)系統(tǒng)性闡述未來5年數(shù)據(jù)中心十大趨勢(shì)，希望與線上的上萬(wàn)名嘉賓一起，共同探討和定義下一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)。
華為數(shù)據(jù)中心能源領(lǐng)域總裁何波
如今，數(shù)據(jù)中心正在從自用型/支撐型為主逐步轉(zhuǎn)向經(jīng)營(yíng)型為主，云DC和邊緣DC逐漸超越企業(yè)DC，成為行業(yè)建設(shè)主流。云DC呈現(xiàn)大型園區(qū)化，可用于大數(shù)據(jù)訓(xùn)練，邊緣DC呈現(xiàn)海量小型化，可更好的完成低時(shí)延推理，從而實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同。
華為把數(shù)據(jù)中心十大趨勢(shì)分為五大行業(yè)趨勢(shì)和五大技術(shù)趨勢(shì)：
1、趨勢(shì)一：高密成為新常態(tài)，未來3~5年，15-20kW/柜成為主流
據(jù)何波介紹，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備需要同步向高密演進(jìn)（高供電密度&高散熱密度），維持合理的白空間占比。
隨著IT算力持續(xù)演進(jìn)，CPU和服務(wù)器功率持續(xù)提升。以華為典型2路服務(wù)器功率演進(jìn)為例，2014年還是180W，等到2019年已經(jīng)達(dá)到500-800W，同時(shí)AI也在不斷加速落地，AI算力比重也將進(jìn)一步提升。因此，華為要把高密達(dá)成規(guī)模和建設(shè)成本做到最優(yōu)匹配。
2、趨勢(shì)二：彈性架構(gòu)，1代基礎(chǔ)設(shè)施匹配2到3代IT功率演進(jìn)
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品需具備全模塊化的架構(gòu)，才能夠支撐IT的演進(jìn)。從供配備電都需要模塊化，如模塊化UPS、模塊化鋰電、模塊化配電等等。要知道，IT 3代更替，功率密度5年翻番，而且IT演進(jìn)速度存在差異，不同密度將共存。因此，在數(shù)據(jù)中心1代建設(shè)時(shí)，一定要未雨綢繆匹配未來功率升級(jí)并滿足高密度混合部署需求。
3、趨勢(shì)三：低碳、綠色、環(huán)保，降低TCO，踐行社會(huì)責(zé)任
低碳：碳足跡貫穿數(shù)據(jù)中心生命周期，2018年中國(guó)數(shù)據(jù)中心CO2排量約為49萬(wàn)公頃森林1年轉(zhuǎn)化量；
綠色：當(dāng)前全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗約占總電力使用量的3%。預(yù)計(jì)未來5年，復(fù)合增長(zhǎng)率為6%；
環(huán)保：在數(shù)據(jù)中心的全生命周期內(nèi)應(yīng)最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等），保護(hù)環(huán)境和減少污染；
針對(duì)上述三點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心需要從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維全生命周期考慮如何做到最優(yōu)的環(huán)境友好性，實(shí)現(xiàn)PUE進(jìn)入1.2區(qū)間。
4、趨勢(shì)四：業(yè)務(wù)需求短時(shí)爆發(fā)，快速部署成為剛需
伴隨著業(yè)務(wù)端驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)周期是否可以像“火神山”“雷神山”一樣快？華為認(rèn)為：標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)中心由支撐轉(zhuǎn)向生產(chǎn)系統(tǒng)，要求更快建設(shè)速度。全模塊化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵：供電鏈路上，從SST到低壓配電、密集母線、UPS、鋰電、母線槽，實(shí)現(xiàn)E2E全模塊化；供冷鏈路上，冷機(jī)、水泵和干管閥門組成水力模塊，末端和支管組成MEP模塊，得益于全模塊化設(shè)計(jì)。
據(jù)介紹，通過模塊化設(shè)計(jì)，典型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)交付時(shí)間可以從18個(gè)月縮減到9個(gè)月（2020年可進(jìn)一步降至6個(gè)月），同時(shí)還降低了對(duì)運(yùn)維人員素質(zhì)和數(shù)量的要求。
5、趨勢(shì)五：全數(shù)字化+AI智能，數(shù)據(jù)中心向無(wú)人駕駛演進(jìn)
如今，海量運(yùn)維數(shù)據(jù)噴發(fā)，依靠人工無(wú)法達(dá)成可靠性保障和最優(yōu)效率，同時(shí)運(yùn)維人才持續(xù)緊張，每年新增需求超15%，數(shù)據(jù)、算力、算法已得到長(zhǎng)足進(jìn)步，AI進(jìn)入落地期，再像以前一樣依賴人的運(yùn)維和優(yōu)化成為不可能。
因此，數(shù)據(jù)中心應(yīng)從設(shè)計(jì)階段開始考慮“數(shù)字化”并貫穿生命周期始終，基于數(shù)字化的AI使能，將最大化數(shù)據(jù)中心價(jià)值。
6、趨勢(shì)六：全模塊化，并行部署，降TTM，支持IT彈性演進(jìn)
快速部署和彈性擴(kuò)容正驅(qū)動(dòng)DC走向模塊化，模塊化冷電架構(gòu)，支持IT功率彈性演進(jìn)。預(yù)制模塊化結(jié)構(gòu)采用堆疊減振互鎖技術(shù)，緩沖箱體堆疊沖擊；供配電采用母線熱插拔快聯(lián)技術(shù)；溫控采用立管，管路免焊接快聯(lián)技術(shù)。
因此，全模塊化架構(gòu)對(duì)冷電產(chǎn)品的連接設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響（如母排設(shè)計(jì)、管路設(shè)計(jì)），應(yīng)從TCO最優(yōu)的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
7、趨勢(shì)七：供電極簡(jiǎn)，鋰進(jìn)鉛退，設(shè)備高密化、模塊化
極簡(jiǎn)供電的實(shí)現(xiàn)方式，不同行業(yè)可能有差異，鋰電的規(guī)模應(yīng)用不可逆轉(zhuǎn)。華為采用SST技術(shù)省去工頻變壓器并降低功率變換環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)的供電架構(gòu)，并帶來系統(tǒng)端到端CDE（成本、占地、效率）的優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)鋰進(jìn)鉛退，鉛酸電池占地大，承重要求高，火災(zāi)頻發(fā)，維護(hù)困難，壽命短。而鋰電池體積小，重量輕，充電速度快，BMS保障安全可靠，壽命長(zhǎng)，生命周期內(nèi)TCO更低。
在成本和管理方面，鋰電大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用促使成本大幅降低，隨著算法和管理技術(shù)的成熟，AI預(yù)測(cè)保證可靠性越來越高（如容量跳水，需要提前一周預(yù)測(cè)），實(shí)現(xiàn)與UPS的協(xié)同。
8、趨勢(shì)八：風(fēng)進(jìn)水退，風(fēng)液融合，匹配高密，靈活適配
制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用自然冷、考慮架構(gòu)極簡(jiǎn)及靈活性，匹配不同業(yè)務(wù)中風(fēng)冷液冷比例。未來，風(fēng)冷與液冷場(chǎng)景將持續(xù)并存，風(fēng)液融合才能快速適應(yīng)未來不確定的業(yè)務(wù)需求。
9、趨勢(shì)九：比特瓦特聯(lián)動(dòng)，單位VM能耗最優(yōu)
數(shù)據(jù)中心應(yīng)整體進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化能耗。提升服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度，制冷能耗減少，服務(wù)器能耗增加，總體能耗存在拐點(diǎn)，因此降低PUE不意味著數(shù)據(jù)中心總體能耗最優(yōu)。我們應(yīng)該讓數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施+IT聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)優(yōu)。
10、趨勢(shì)十：安全可信成為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的重要因素
安全可信不僅是網(wǎng)絡(luò)側(cè)的事情，它需要解決方案端到端去構(gòu)筑安全可信的能力。華為認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心解決方案在其業(yè)務(wù)意圖之外同時(shí)需要具備韌性、Security安全性、隱私性、Safety安全性、可靠性、可用性六個(gè)安全可信特征。
- Resilience韌性：系統(tǒng)受攻擊時(shí)能夠保持最小核心系統(tǒng)運(yùn)行的能力；
- Security安全性：系統(tǒng)對(duì)惡意網(wǎng)絡(luò)威脅的防護(hù)能力；
- Privacy隱私性：系統(tǒng)保障客戶的數(shù)據(jù)和信息的能力；
- Safety安全性：系統(tǒng)失效不損壞環(huán)境或人員或財(cái)產(chǎn)的損失；
- Reliability可靠性：給定條件、給定時(shí)間區(qū)間內(nèi)無(wú)失效的運(yùn)行的能力；
- Availability可用性：系統(tǒng)處于可服務(wù)的狀態(tài)；
從數(shù)據(jù)中心解決方案角度來看，需要管理系統(tǒng)層、控制器層、設(shè)備單板層、核心功能器件（如功率模塊）層，均構(gòu)筑入侵監(jiān)測(cè)、安全啟動(dòng)、安全秘鑰等設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)組件化功能隔離，當(dāng)任一層次遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)，系統(tǒng)可以保留最小系統(tǒng)運(yùn)行，保障供電和制冷的連續(xù)性。
因此，數(shù)據(jù)中心解決方案需要從管理系統(tǒng)、控制器、設(shè)備單板、核心器件等不同層次做好安全可信設(shè)計(jì)。
華為擁有30多年ICT領(lǐng)域深厚積累，覆蓋數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)全環(huán)節(jié)，通過架構(gòu)、技術(shù)、介質(zhì)的全方位創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心從復(fù)雜到簡(jiǎn)化，人工到智能，為客戶提供智能、綠色的數(shù)據(jù)中心，助力客戶加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
