数据中心,城市数字化转型的算力基础

2021/1/13 11:46:33 人评论 次浏览 来源:澎湃新闻 作者:魔都小哨兵SH 围炉观雪 分类:行业动态

数据作为与土地、劳动力、资本相并列的生产要素,其数量是惊人的。有人预测,到2025年,全球每年产生的数据将有175ZB,如果全部放在DVD中,叠加起来可以绕地球222圈。这些海量数据如何存储和计算,关键载体就是互联网数据中心(IDC),这是人工智能、云计算、区块链、物联网等各种前沿技术和应用的底层基础设施,也是一个国家和地区的核心竞争力之一。




数据中心长啥样?


根据国家标准化管理委员会的定义,数据中心是由计算机场地,其他基础设施、信息系统软硬件、信息资源(数据)和人员以及相应的规章制度组成的实体。


从物理形态看,数据中心是由服务器、机架、机柜、机房和一些辅助设施构成的。服务器是最小单元;机架用来放置服务器,一般是敞开式的;一个机柜可以存放多个机架,具有增强电磁屏蔽、削弱设备嗓音等功能,一些高档机柜还有空气过滤功能;机房是放置机柜的房屋空间,除了机柜还配有制冷、电力、安全和控制等辅助系统。




当独自置身数据中心机房时,不禁会让人想到科幻电影《黑客帝国》中,那个连接现实世界万事万物的“母体”。


为什么数据中心青睐大城市?


全球正掀起新一轮数据中心建设热潮。截至去年6月,全球超大规模数据中心(1万个机架以上)增至541个,五年实现翻番,据了解,还有176个即将启动或正在建设中。


在不少人印象中,数据中心建设在相对偏远地区,比如Facebook的数据中心Node Pole位于瑞典北部小镇Lulea,国内很多数据中心选择建在贵州、内蒙一带。但同时还有很多数据中心在向超大城市、超大城市圈集聚。权威机构Synergy报告显示,全球60%的数据中心托管业务集中在20个城市,排在前5的依次为华盛顿、纽约、东京、伦敦和上海,占全球业务的30%左右。在美国,华盛顿和纽约占全美业务的三分之一。在我国,60%以上的在用机柜位于北、上、广、深等一线城市及其周围城市群。




之所以形成这样的格局,因为数据也是有温度的。一般来说,需要高频访问、即时处理的数据叫做“热数据”,而访问频次和效率相对较低的数据叫“冷数据”。热数据对网络“时延”要求极为苛刻,必须靠近骨干网和应用场景,因此存放在大城市是很多企业的“刚需”,特别是金融交易、在线支付、网络游戏以及未来的远程手术、无人驾驶等领域,都需要将“时延”控制在几毫秒内。对企业而言,数据离应用场景“能近一米就是一米的优势”。未来,“寸米必争”“毫秒必争”将异常激烈。


数据中心在大城市安家落户面临诸多挑战


最大的挑战是能耗。IT设备与制冷系统的运转,都需要消耗大量电能。国外有人统计,进行一笔比特币交易所需的电量,足够支撑英国一户普通家庭使用两年。2019年全球比特币挖矿所需要的电量达到77.78太瓦时,约等于智利全年的耗电量。国内一些城市,数据中心单位增加值能耗远远超过规上工业平均能耗,有的甚至达到4-5倍之多。数据中心成为业内公认的“电老虎”。



(蒸汽从数据中心冷却塔中羽状上升)


但也有专家从另外的角度看待这个问题,高端产业不一定就是低能耗产业。越是数字化、智能化、需要的能耗可能越大。就像人体中大脑重量只占2%,但消耗的能量却占到六分之一,是能耗最高的器官。


在这样的背景下,国家专门推出了一项衡量数据中心能效水平的评价指标——电能使用效率值(PUE)。该指标由数据中心设备总能耗除以信息设备能耗得出,基准值为2,数值越接近1意味着能源利用效率越高。2018年国家出台文件要求,到2022年,“数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的PUE达到1.4以下”。


上海数据中心建设正在加快布局




截止去年底,上海已建成规模较大的互联网数据中心130余个,占全国总数的12%,仅次于广东,上架率保持在90%以上。随着城市数字化转型的深入推进,“一网统管”、“一网通办”、工业互联、金融科技、远程医疗、无人驾驶、VR/AR等越来越需要强大的算力作为支撑。上海在全国率先发布了《互联网数据中心建设导则》,建立了地方标准体系,在投资强度、税收贡献、能源效率等方面都作了详细规定,数据中心建设同时纳入了新基建三年行动方案。当然,就像石油经济时代,最发达的国家不一定是产油国,而是那些开采和利用石油的工业国。对数据中心来说,更有掌控力的环节还是以云计算、人工智能等为基础的数据开发利用。面向未来,如何进一步延伸与数据中心相关的产业链,以算力为战略资源撬动数字经济发展,还有相当大的想象空间。

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