近日，中國信通院發(fā)布《云計算白皮書（2016年）》，其中對云數(shù)據(jù)中心和相關(guān)設(shè)備技術(shù)發(fā)展及分析如下：

（一）云計算發(fā)展對數(shù)據(jù)中心和設(shè)備提出新要求

作為信息社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著云計算、大數(shù)據(jù)等相關(guān)業(yè)務(wù)需求的持續(xù)增加，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2009至2015年，中國IDC市場規(guī)模增長了5倍以上，年均增長率超過30%，2015年中國IDC市場規(guī)模已達500億元人民幣。數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)也進入了大規(guī)模的規(guī)劃建設(shè)階段，2013年至2015年，全國規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心250個左右，其中超大型、大型數(shù)據(jù)中心100個左右。云計算相關(guān)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展也對數(shù)據(jù)中心和設(shè)備提出了新的要求，同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。

大規(guī)模。為了支撐大規(guī)模的云客戶訪問和使用，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心相比，云計算數(shù)據(jù)中心需擁有較大的服務(wù)器規(guī)模，將數(shù)個甚至數(shù)十個傳統(tǒng)規(guī)模數(shù)據(jù)中心集中整合，進行集中化數(shù)據(jù)備份、計算和管理，才能實現(xiàn)云業(yè)務(wù)所需的計算能力。

高密度。云計算是一種集中化的部署方式，數(shù)據(jù)量和計算量的爆發(fā)式增長決定了單機柜中服務(wù)器的功率密度大大增加，單個服務(wù)器機柜的功率高達十幾至幾十千瓦。

高可靠性。云服務(wù)商向大量的客戶提供云服務(wù)，云計算數(shù)據(jù)中心承載的云計算服務(wù)量巨大，涉及到的云客戶的業(yè)務(wù)也多種多樣，如果云數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障，其影響廣度和深度將非常大，因此云計算數(shù)據(jù)中心需要具有高可靠性。

高能效。云服務(wù)對軟硬件資源的虛擬化使單臺服務(wù)器的功率增加，大規(guī)模云計算數(shù)據(jù)中心能耗巨大，其用電量是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的幾倍甚至幾十倍，云計算數(shù)據(jù)中心需要通過設(shè)計綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心，使其具有較高的能效，才能獲得長期持續(xù)的發(fā)展。

高效交付。為了支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速變化和發(fā)展，提升競爭力，云計算數(shù)據(jù)中心需要具備高效擴展和快速交付能力，無論機房建設(shè)階段的機電部分交付，還是IT設(shè)備的運行交付都需要能夠高效部署和快速完成。

智能運維。云計算數(shù)據(jù)中心規(guī)模龐大，可靠性要求高，需要推動監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和完善，實現(xiàn)自動化的監(jiān)控和管理。

（二）整機柜服務(wù)器實現(xiàn)從“中國制造”到“中國設(shè)計”的轉(zhuǎn)變

長期以來，我國服務(wù)器產(chǎn)業(yè)缺乏技術(shù)積累以及創(chuàng)新能力，在國際上扮演著“追隨者”的角色。天蝎整機柜服務(wù)器的問世及規(guī)模應(yīng)用正在打破這一局面。作為我國自主設(shè)計的服務(wù)器，天蝎整機柜服務(wù)器實現(xiàn)了從“中國制造”到“中國設(shè)計”的轉(zhuǎn)變。

天蝎整機柜服務(wù)器是一種將服務(wù)器節(jié)點與機柜系統(tǒng)融為一體的服務(wù)器解決方案，按照集中供電、集中散熱、集中管理、高密度設(shè)計的思路，在標(biāo)準(zhǔn)化的機柜和服務(wù)器節(jié)點下進行節(jié)點配置，能夠?qū)崿F(xiàn)按需定制的目標(biāo)。天蝎整機柜服務(wù)器由機柜子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、供電子系統(tǒng)、服務(wù)器節(jié)點子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)六大部分組成，具備部署周期短、能耗低、成本低等顯著優(yōu)勢。

圖12 天蝎整機柜服務(wù)器示意圖

整機柜服務(wù)器改變了傳統(tǒng)服務(wù)器系統(tǒng)的部署和使用方式，將電源、散熱、交換等非計算機IT體系結(jié)構(gòu)模塊集成在一個機柜中，并可根據(jù)用戶的特定應(yīng)用需求，配置不同特色的節(jié)點，靈活滿足不同的應(yīng)用對硬件平臺的要求，并減低成本。具有以下優(yōu)勢：

一是提高機柜空間利用率，以機柜為整體單元將供電單元、散熱單元池化，輔助模塊減少的空間占用，可支持布置更多節(jié)點，目前可實現(xiàn)單機柜最大80節(jié)點，與傳統(tǒng)服務(wù)器相比可實現(xiàn)部署密度提高1-2倍，大幅提高空間利用率；

二是提高電源效率，集中供電和散熱的設(shè)計使電源負載率可提高到40%～50%，電源效率可以達到90%～94%（傳統(tǒng)機架式服務(wù)器的電源效率僅為80%～85%），天蝎2.5規(guī)范中新增機柜級BBS，整機柜服務(wù)器可支持雙路或單路市電直供，電源效率可以達到97%～98%；

三是降低服務(wù)器能耗水平，集中散熱風(fēng)扇能帶來每臺服務(wù)器5%左右的功耗節(jié)約，綜合集中供電和集中散熱技術(shù)，對于存儲密集型配置的天蝎整機柜服務(wù)器可以實現(xiàn)節(jié)能5%～10%，對于計算密集型配置的天蝎整機柜服務(wù)器可以實現(xiàn)節(jié)能10%～15%；

四是實現(xiàn)服務(wù)器高效交付，整機柜服務(wù)器具備工廠預(yù)制、整機交付的部署能力，特別是在遠離大城市的地區(qū)，把大部分組裝工作轉(zhuǎn)移到工廠預(yù)先完成，再通過整機柜進行現(xiàn)場快速部署，與傳統(tǒng)的機架式服務(wù)器相比，交付效率提升10倍以上，日交付量可以從原來的幾百臺，提高到3000臺，乃至5000臺，在一些自建數(shù)據(jù)中心中甚至可以達到一萬臺。

作為由市場需求方推進的創(chuàng)新技術(shù)，天蝎整機柜服務(wù)器在很短的時間內(nèi)得到了市場認可和發(fā)展壯大。尤其是“開放數(shù)據(jù)中心委員會成立后，天蝎整機柜服務(wù)器在技術(shù)和政策層面得到了廣泛支持。

當(dāng)前，天蝎整機柜服務(wù)器已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)（百度、騰訊、阿里等）、電信運營商（中國電信、中國移動、中國聯(lián)通）、第三方數(shù)據(jù)中心（云碩等）、金融機構(gòu)（工商銀行、光大銀行、人民銀行等）、電力部門（國家電網(wǎng)）、政務(wù)部門（12306鐵路訂票系統(tǒng)等）等重要領(lǐng)域的企業(yè)開始了規(guī)模化應(yīng)用，浪潮、華為、中興、曙光、聯(lián)想等服務(wù)器制造商也已推出天蝎整機柜服務(wù)器產(chǎn)品。

據(jù)開放數(shù)據(jù)中心委員會統(tǒng)計，2015年天蝎整機柜服務(wù)器實現(xiàn)3000多個機柜（10萬臺以上服務(wù)器）的部署，部署數(shù)量已超過前三年的總和，X86服務(wù)器市場占比5%左右。預(yù)計2016年，將實現(xiàn)上萬個機柜的部署。

（三）微模塊數(shù)據(jù)中心開創(chuàng)云數(shù)據(jù)中心的新模式

微模塊數(shù)據(jù)中心是由國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)公司的創(chuàng)新設(shè)計，借鑒集裝箱的內(nèi)部設(shè)計以及“樂高積木”式的模塊化拼裝理念來建設(shè)數(shù)據(jù)中心，是一種集IT機柜、制冷、不間斷電源、消防、照明、監(jiān)控、布線、安防等功能模塊于一體的模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，其構(gòu)成單元均是符合業(yè)內(nèi)通用規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。微模塊數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和技術(shù)特點使得其具備建設(shè)周期短、能耗低、運營可靠等顯著優(yōu)勢。

圖13 微模塊數(shù)據(jù)中心架構(gòu)示意圖 服務(wù)器示意圖

微模塊數(shù)據(jù)中心將數(shù)據(jù)中心“風(fēng)、火、水、電”等基礎(chǔ)設(shè)施都變成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)備，實現(xiàn)整個數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施的快速部署。具備以下優(yōu)勢：

一是降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)復(fù)雜性，若采用微模塊數(shù)據(jù)中心的建設(shè)方式，數(shù)據(jù)中心機房僅需要完成市電接入、冷機系統(tǒng)及主管道施工、主體消防施工、主要橋架建設(shè)，無需建設(shè)地板，并且可以根據(jù)實際需求，分期采購、分期部署，大幅降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)難度。

二是縮短數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期，微模塊數(shù)據(jù)中心從技術(shù)特性上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的工業(yè)產(chǎn)品化和標(biāo)準(zhǔn)化，可以在工廠預(yù)制，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，將原本長達數(shù)月乃至數(shù)年的建設(shè)周期縮短為6周左右，同時降低數(shù)據(jù)中心整體擁有成本。

圖14 微模塊數(shù)據(jù)中心部署方式

三是提高數(shù)據(jù)中心能效水平，微模塊數(shù)據(jù)中心采用一系列先進技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能降耗：科學(xué)合理的規(guī)劃氣流組織，與傳統(tǒng)的不完全封閉的冷熱通道模式的機房相比節(jié)能7%；空調(diào)末端使用行間制冷技術(shù)，盡可能縮短內(nèi)部送風(fēng)距離，相比傳統(tǒng)地板下送風(fēng)技術(shù)，可實現(xiàn)節(jié)能約7%；末端供電使用高壓直流與市電直供結(jié)合技術(shù)，相比傳統(tǒng)UPS供電方式，可節(jié)能約8%；優(yōu)化系統(tǒng)配電架構(gòu)，相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)，減少了配電系統(tǒng)層級數(shù)量，可為實現(xiàn)節(jié)能約4%。通過以上節(jié)能技術(shù)，可實現(xiàn)綜合節(jié)能約26%，年均PUE可以降低至1.48左右。

四是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心高效運維，微模塊數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施運營與IT運營分離，專業(yè)分工明確，且以模塊為運營基本單位，運維管理界面簡單，模塊管控平臺可獨立運行，又向上與其他自動化系統(tǒng)融合，結(jié)構(gòu)清晰，接口簡單，實現(xiàn)智能管控和可靠運營。

圖15 微模塊數(shù)據(jù)中心智能運維系統(tǒng)

目前微模塊數(shù)據(jù)中心已經(jīng)在國內(nèi)騰訊、百度、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運行了兩年以上，在中國電信、中國聯(lián)通等企業(yè)得到了不同程度的部署，同時微模塊也適合于黨政機關(guān)信息中心的部署，現(xiàn)已在法院、教育等行業(yè)得到實際應(yīng)用。據(jù)開放數(shù)據(jù)中心委員會統(tǒng)計，2014年國內(nèi)微模塊行業(yè)分布中互聯(lián)網(wǎng)用戶（55%）略高于非互聯(lián)網(wǎng)用戶（45%），2015年非互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量增長較快，比例達到52%，超過互聯(lián)網(wǎng)用戶48%的比例，預(yù)計2016年將基本維持此分布比例。

同時，微模塊數(shù)據(jù)中心還開創(chuàng)性地走出國門，在其他國家的電信運營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)部署，真正實現(xiàn)了中國創(chuàng)新的對外輸出。

當(dāng)前，我國微模塊數(shù)據(jù)中心的部署步伐正在加快。據(jù)開放數(shù)據(jù)中心委員會統(tǒng)計，2015年國內(nèi)已經(jīng)“落地”的微模塊數(shù)據(jù)中心的總量達到近1100套，實現(xiàn)了超過40萬臺服務(wù)器的建設(shè)規(guī)模，相比2014年增長一倍多，預(yù)計2016年保有量會達到1900套以上，可支持服務(wù)器數(shù)量將達到70萬臺以上。

（四）核心設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新有力提升

我國話語權(quán)天蝎整機柜服務(wù)器、微模塊數(shù)據(jù)中心誕生于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)基于自身需求的創(chuàng)新實踐，其出現(xiàn)標(biāo)志著中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭在IT設(shè)備產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力大幅提升，而整機柜服務(wù)器的大規(guī)模應(yīng)用和部署則預(yù)示著IT產(chǎn)業(yè)由廠商主導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛻糁鲗?dǎo)，用戶可以根據(jù)需求自主設(shè)計定制服務(wù)器產(chǎn)品。數(shù)據(jù)中心的相關(guān)核心設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新將帶動我國IT產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新，提升我國在IT產(chǎn)業(yè)中的話語權(quán)，對帶動國產(chǎn)化技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

一是推進服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新向外延伸。整機柜和微模塊技術(shù)從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的技術(shù)封閉模式走向了開放，“開源硬件”改變了產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新模式，為我國服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)，將帶動國內(nèi)供空調(diào)、電源、供電、散熱等領(lǐng)域的技術(shù)突破。

二是帶動IT產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新向內(nèi)延伸。整機柜和微模塊目前主要是集成式創(chuàng)新，隨著產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，包括主板、芯片、硬盤、軟件、操作系統(tǒng)等各個方面未來都會有自主創(chuàng)新的可能和機遇，帶動我國IT產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和部件的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。

三是為國內(nèi)IT廠商技術(shù)創(chuàng)新帶來新的機遇。整機柜和微模塊技術(shù)正在改變服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心設(shè)計、建設(shè)、部署、運維的全生命周期過程，影響IT產(chǎn)業(yè)的競爭格局，國內(nèi)大規(guī)模的用戶將主導(dǎo)設(shè)備的設(shè)計甚至是制造，可以帶動國內(nèi)供電、制冷、散熱等其他廠商進入市場競爭，拉動國內(nèi)IT產(chǎn)業(yè)鏈上一系列企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，加速信息產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進程。