【直播纪要】“东数西算”,新基建大项目来了 | 见智研究

数据中心的建设以及分类情况如何?

华尔街见闻特邀嘉宾: 中联云港数据科技股份有限公司副总裁【康楠】,北京上奇数字科技有限公司董事长【孙会峰】

摘要

1、数据的迁移的类型

温冷数据向西部迁移。包括5G与物联网泛在连接的采集数据、工业互联网标识解析数据、VR/AR数字孪生技术将物理空间和数字空间映射建模数据、传统移动互联网非结构化数据文本音视频等、电商交易结算数据、数字化转型中政企金融云平台产生的数据中台、业务中台的数据。

2、数据中心的选址和扩建

未来的西部建设仍以互联网公司和云计算厂商为主体,未来在数据中心选址方面将多考虑在风能和太阳能等清洁能源富集地区,以超大型互联网数据中心集群为主体,配套可再生能源消纳电站、运营商的超大传输带宽直联东部城市的网络POP光缆资源,大大提高算力使用效率和降低能耗成本、网络传输成本。

新的要求一是交付要快;二是深化绿色施工和采购。

3、数据中心的分类

根据规模体量分为三类:即超大型数据中心面积超过1万平方,标准机架数超过1万个;大型数据中心面积超过2000平方,标准机架数超过3000架;中小型数据中心面积小于2000平方,数量不做要求。也有大型数据中心和边缘数据中心的划分方法,边缘数据中心是针对5G、工业互联网、VR/AR、智慧城市等重点应用场景,部署在网络边缘、靠近用户侧,单体规模不超过100个标准机架。

根据使用的属性可以分为:互联网数据中心、金融数据中心、政府数据中心或智慧城市大数据中心(智慧交通大数据中心等)、企业信息化数据中心、国家工业互联网大数据中心、同城备份中心和异地备份中心等。

4、数据中心的节能

从节能降耗的长期监测与绿色降碳技术革新角度出发,分为三个方面:暖通空调节能优化(减掉制冷的能耗开销是最大的降低PUE手段);电气系统节能优化;投资收购风电或光伏发电、碳交易、购买绿证、购买绿电等方式获取更多能源。

5、算力如何提高

第一个是单一的数据中心要提高密集度,集约化应用。机柜的计价的数量受制于散热或者供电各方面的影响。提高密集度后这就是单位规模质量提高。第二个是优化区域的布局,来做一些算力综合效率的评价。第三个是要面对新的场景,新业务来统筹算力布局。

正文

2022年2月16日,东数西算工程正式启动。国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发通知,正式全面启动全国一体化大数据中心体系总体布局设计——东数西算工程。东数西算是指通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将东部算力需求有序引导到西部,优化数据中心建设布局,促进东西部协同联动。东数西算将在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。对此行业专家是怎么看呢?

上半场

见智研究:为什么现在要提出“东数西算”,行业的演变背景是怎样的?

康楠:先简单的谈谈数据中心的前世今生。计算机和网络技术诞生后,数据中心就产生了,最早可以追溯到1945年,与运用于国防机构、科学研究等军事机构使用的大型机相配套的第一代数据机房同步诞生,不间断电源、精密机房专用空调等被发明和涌现。ENIAC是1946年专为美国弹道研究实验室存储火力表而研制的,成为了第一代计算数据中心的雏形。后经历了第二阶段微机机房、电子信息机房的广泛运用;第三阶段是我们广为熟知的20世纪90年代,互联网数据中心时代;一直到当前的第四阶段,提供算力和云网融合能力的云计算数据中心时代。这个时期,自动化、拟化、网格计算、资源整合与管理、网络安全防护、能源管理等新技术应用层出不穷。

2016年中央政治局就实施网络强国战略进行集体学习,提出了“建设全国一体化的国家大数据中心”。到了2020年3月4日,中央政治局常务委员会明确提出了“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”,加快推进“新基建”。有别于“铁公机”与“房地产”,国家这次定义数据中心为新型基础设施和基础算力资源,此时金融体系加大向新基建产业投资,新基建成为新的资产蓄水池。数据中心的基础性、安全性支撑作用更加凸显,基于新一代信息技术的发展及应用,加快推进网络资源整合力度,促进互联网产业和数字经济发展,这是主要任务。同时,国家鼓励新型基础设施投资和建设,丰富应用场景,拓展应用效能,加快形成赋能数字化转型、助力数字经济发展的基础设施体系。数字经济必将加大数字科技对传统产业的拉动作用,成为我国经济增长的新引擎。

当前,数字基础设施是培育新模式、新业态、新产业,促进新旧动能转换的重要领域;数字基础设施是推动传统产业转型升级,实现降本提质增效,提升传统产业市场竞争能力和整体发展水平的关键支撑;数字基础设施是加速治理体系和治理能力现代化进程,全面提升治理效率、能力和水平的重要依托。数字化社会发展的衡量指数在于人均数据产生量、拥有量、使用量以及单位面积传感器密度以及人均光纤带宽、无线带宽等。各种因素的相互作用,使得全社会的数据总量将会出现一个跃升。算力设施是数字经济发展的底座,是核心竞争力,伴随着5G和新基建概念已经成为全球战略竞争的新焦点。

美国的研究机构(Synergy Research Group)每年会在年底公布全球超大规模(hyperscale)数据中心的数量,2019年虽然美、中两国分居前两名,但美国是第二到第六名之和。其中,中国的数量与第三位日本和第四位英国差距很小。预计2022年,中国IDC业务市场规模将超过 3200亿元,同比增长28.8%,进入新一轮爆发期。

去年以来,国家连续颁布了包括《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》、《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等相关政策。近日,全国一体化大数据中心体系的总体布局设计,在8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,标志着“东数西算”工程正式全面启动,这是数字经济时代的“南水北调”、“西气东输”。

伴随数字化转型的持续需求下,在元宇宙用计算和VR创造的数字新世界的影响下,对算力需求仍长期保持20%的快速增长速度,“东数西算”工程循序渐进、合理布局,有利于节能减碳、云网融合、数据安全流通等模式创新的应用实践,总体的背景还是“调结构”,坚决避免数据中心的盲目发展,优化供给、绿色节约、互联互通,促进绿色算力均衡发展,扩大有效投资,推动区域协调发展。目前,我国数据中心大多分布在东部地区,由于土地、能源等资源日趋紧张,在东部大规模发展数据中心难以为继、且成本代价太大。而我国西部地区资源充裕,特别是可再生能源丰富,相比东部,辽阔的土地以及光伏、水电、风电等低碳新能源,更具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。

见智研究:东部什么类型的数据需要传输到西部计算,大数据的用户场景是怎样的?

康楠:智慧城市平台和产生实时性算力数据须沉淀在本地前端,从安全角度和监管角度不会出省域,而且实时被调用的可能性很大,很频繁,简称为高频使用数据。而引导“温冷”数据向西部迁移,如须后台非实时性处理的离线计算数据和长期留存的冷数据存储需求等。

目前,产生大数据的用户场景,我归纳的,包括5G与物联网泛在连接的采集数据、工业互联网标识解析数据、VR/AR数字孪生技术将物理空间和数字空间映射建模数据、传统移动互联网非结构化数据文本音视频等、电商交易结算数据、数字化转型中政企金融云平台产生的数据中台、业务中台的数据等等。

见智研究:数据中心的分类情况如何?建设数据中心的标准和关键环节是什么?

康楠:根据规模体量分为三类:即超大型数据中心面积超过1万平方,标准机架数超过1万个;大型数据中心面积超过2000平方,标准机架数超过3000架;中小型数据中心面积小于2000平方,数量不做要求。也有大型数据中心和边缘数据中心的划分方法,边缘数据中心是针对5G、工业互联网、VR/AR、智慧城市等重点应用场景,部署在网络边缘、靠近用户侧,单体规模不超过100个标准机架。

根据使用的属性可以分为:互联网数据中心、金融数据中心、政府数据中心或智慧城市大数据中心(智慧交通大数据中心等)、企业信息化数据中心、国家工业互联网大数据中心、同城备份中心和异地备份中心等。

根据基础设施标准和建设TIA942标准等级分为T1-T4四级,国标设计规范可以分为A、B、C三级。国际国内标准之间存在一定的对映关系。数据中心的全生命周期包括咨询选址、定制设计、建设施工方案、招标采购、交付竣工、检测验收、运维与运营等7大环节。

见智研究:8大算力枢纽和10个集群现有的数据中心情况如何?未来将增加什么类型的数据中心?

康楠:行业的研究数据表明,目前我国31个省(区、市)均有各类数据中心部署,主要集中在北京、上海、广州、深圳一线城市及其周边地区,中西部地区分布较少。截至2020年底,北京及周边、上海及周边、广州深圳及周边地区IDC资源占比分别为23.3%、16.4%、13.7%。中西部地区IDC市场发展尚处于早期阶段,IDC资源占全国总量不足三成。

主要的互联网公司和云计算厂商,早期开始就在相关算力枢纽节点布局,协同东西部数据流的联动,已初步形成了颇具规模的产能。如,阿里云在京津冀的张北、乌兰察布;成都、贵安新区等;华为在贵安新区、乌兰察布等;快手、优刻得在乌兰察布等,再如中联数据公司,也在山西阳高、乌兰察布和北京密云、天津武清等地,环京津冀区域深耕拓土、蓄力发展,近日密云的数据中心园区在京最大的屋顶分布式光伏发电并网成功,打造零碳算力方面取得了新成效。上述数据中心供应商无论是单体还是园区规模都位列国内领先水平。

未来的西部建设仍以互联网公司和云计算厂商为主体,未来在数据中心选址方面将多考虑在风能和太阳能等清洁能源富集地区,以超大型互联网数据中心集群为主体,配套可再生能源消纳电站、运营商的超大传输带宽直联东部城市的网络POP光缆资源,大大提高算力使用效率和降低能耗成本、网络传输成本。

见智研究:数据中心设备的采购建设流程是怎样的?主流的厂商供应链有哪些?新建数据中心对于电力暖通制冷设备、智能化系统、制冷装置的要求是否有变化?

康楠:建设中涉及的主要装备、材料就有20余个门类,面向全球供应链采购,多数的互联网大厂和云商、运营商、中立IDC服务商都基本形成了适用自己基础设施架构的设备白名单体系。建造工程包括供电系统工程、制冷系统工程、外市电引入工程、局房土建工程、机电设备安装工程、机房装饰、消防工程、园区市政工程、通信网络工程等。

新的建造要求:一是交付要快:云计算数据中心需要具备高效扩展和快速交付能力,无论机房建设阶段的机电部分交付,还是IT设备的运行交付都需要能够高效的部署和快速完成,如预制式供配电模组技术,将传统供配电系统中分隔的中压配电系统、变压器、低压配电、UPS和智能电力监控系统整合、整体设计,以模组化、预制化、智能化集成融合交付。

二是深化绿色施工和采购,在新建及改造工程建设中实施绿色施工,在保证质量、安全基本要求的同时,最大限度地节约能源资源,减少对环境负面影响,实现节能、节地、节水、节材和环境保护。三是关注绿色技术产品演进和应用,高效IT设备,包括液冷服务器、高密度集成IT设备、高转换率电源模块、模块化机房等;高效制冷系统,包括热管背板、间接式蒸发冷却、行级空调、自动喷淋等;高效供配电系统,包括分布式供能、市电直供、高压直流供电、不间断供电系统ECO模式、模块化UPS等;高效辅助系统,包括分布式光伏、高效照明、储能电池管理、能效环境集成监控等。

见智研究:数据中心的上架率要求提高到65%,对此您怎么看?

康楠:“以销定产、按需扩容”,合理控制上架节奏和资源投产进度。先进行局房土建或仓储式结构搭建,需求确定后,用户服务器和网络设备到货和周转仓储、加电上架计划敲定后,安排机电工程投建,提前进行工厂预制化生产,衔接好上下游时间,完全可以实现上架率的考核要求,并且和供电能评指标的使用可以有效衔接。

见智研究:政策要求数据中心对电能利用效率(PUE)不高于1.2或1.25,作为高能耗的数据中心将会采用怎样的方式进行节能管控?

康楠:从节能降耗的长期监测与绿色降碳技术革新角度出发,分为三个方面:

1、暖通空调节能优化(减掉制冷的能耗开销是最大的降低PUE手段)

最大限度地利用自然新风冷却技术、调节冷机冷冻水供回水温度、冷却塔水流路径延伸技术、室内外湿度跟随控制技术、液冷技术、精确控制蒸发和冷凝温度、空调最优控制逻辑选择、削峰填谷水蓄冷、冷却水净化再利用、BA全自动控制系统等技术应用;

2、电气系统节能优化

采用HVDC高压直流供电系统、ECO模块休眠与自动唤醒技术、电机变频应用、高频UPS应用、提高服务器进风温度、EC风机、租电分离(按负载率与装机率分段考核)、能效精细管理、能源合同管理、建立能效评价指标体系、PUE&WUE控制水与电资源同效控制(省电不能浪费水)、DCOS\DCIM\BMS等实时监测能效大数据;

3、投资收购风电或光伏发电、碳交易、购买绿证、购买绿电等方式获取更多能源。

通过绿电交易,数据中心服务商与新能源发电厂双边协商的方式签订购电中长期协议,锁定交易光伏和风电项目的电量,通过购买绿电完成消纳,同时在碳排放量核算中将绿电碳排放量扣减,并分享政府补贴。

下半场

见智研究:“东数西算”规划出台的战略背景是什么?

孙会峰:我国数据中心计算资源分布总体呈现明显的“东部不足、西部过剩”的不平衡局面。当前东部发达地区,如广东、北京、浙江、山东、福建等省呈现较为明显的算力资源供给相对不足局面,而中西部的内蒙、贵州、新疆、宁夏、甘肃等省份则呈现算力资源供给过剩局面。从各省数据中心利用率看,北上广深等一线城市数据中心已经处于饱和状态,但西部地区很多省份数据中心上架率还在15%-30%之间,提升空间巨大。

推动数据要素跨域流通是推动中西部数字经济向产业链高端迈进的重要路径。用于满足容灾、数据备份、数据离线分析、数据存储等方面的企业诉求。通过推动数据要素在东中西部之间跨域流通,可以带动一大批东部沿海地区的互联网、大数据、人工智能企业将自身产业链环节延伸到西部地区,帮助中西部地区就地发展偏劳动密集型的数据加工、数据清洗、数据内容等产业,将“瓦特”产业转化为“比特”产业,实现产业跨越升级,有效拉动就业。

见智研究:信息数据化需要进入企业云端,对于云数据的安全性是如何管理的?

孙会峰:如果说我们把全国的数据集中在一个数据中心,当然是不安全的。比如说我们对数据可以做一些加密或者数据的专属权等,那么这是对数据本身内容的安全性处理。就像我们过去建电厂的时候,大家都自建电厂或者发电机,大家现在都用公网,为什么?因为我们认为电网的安全性可靠性都有了非常出色的保证。同样的道理可以用在运营商身上。

见智研究:东部的大量数据是否会对未来西部数据的吞吐量、带宽、时延提出新的要求和标准?

孙会峰:如果进行大规模的东数西算的话,刚才提到的比如说基于VR技术的元宇宙,或者基于无人驾驶的这种数据需要快速反馈,我觉得这些数据都不适合东部系统,因为它的实时性要求非常高,所以我认为说我们叫大吞吐量,对时间要求一定是没有那么高的。当时间要求高的时候,一定是小吞吐量的数据。

所以刚才康总讲了一个问题,计算中心和边缘计算之间的区别,对于时实行在业务要求比较高的时候,大概率不会使用西部调度。所以这里有一个认识性的问题,就是大规模的数据冲突。比如大规模存储或者离线性的业务,或者需要数据长时间深度加工处理的那么可以转移到西部去。

见智研究:从相关研究报告的量化数据显示,计算力指数平均每提高1个百分点,数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。 算力提高的关键看什么?

孙会峰:第一个就是单一的数据中心要提高密集度,集约化应用。机柜的计价的数量受制于散热或者供电各方面的影响。提高密集度后这就是单位规模质量提高。
第二个我觉得就是优化区域的布局,来做一些算力综合效率的评价。第三个方面就是要面对新的场景,新业务来统筹算力布局。比如说在无人驾驶这个环节,边缘侧是不是需要回传,在闭环系统内已经做到了最优,不一定把所有的数据都采集,所以它在边缘侧可以处理小量和实时数据。

见智研究:算力的管理平台是如何进行度量和分配资源的?

孙会峰:就是数据中心的调度,我觉得现在大家都看到东数西算里边部署了8个案例节点,部署了10个集群,作为最主要的承接方,比如说西部的贵州、甘肃、内蒙、宁夏这4个节点,其实分别承接了东南、西南、西部这些算例的要求。

当然分布深圳、上海、杭州、北京,那么这些业务密集的区域规划里其实有一些联动。这些第一个是通过业务类型的场景,第二个是通过的区域以及现在的通信节点的网络的优化来实现这样的一个平衡。

当然也有一些新的数据中心,比如在目前的大规模的建设一些数据中心,它的业务并不是那么的饱和,国家数网就节点跟子节点来进行一些统筹和调度,来实现这种专利的优化布局。

见智研究:东数西算会给哪些产业链环节带来市场投资机会?

孙会峰:以物联网、云计算、边缘计算、人工智能、移动化、数字孪生等为代表的智能技术群落,在不断融合、叠加和迭代升级中,为未来经济发展提供高经济性、高可用性、高可靠性的新一代基础设施能力底座,未来10年将是新型数字基础设施的设计、建设、安装、应用快速推进期。这样新能力底座将推动人类社会进入一个全面感知、可靠传输、智能处理、精准决策的万物智联时代,必将提高社会治理能力、经济运行效率。

在此背景下,东数细算会给一下产业链环节带来投资机会。东数西算,给数据中心软硬件设备和建设运维企业催生一个庞大需求市场;

机会一:数字基建、芯片和终端类赛道

机会二:计算平台和数据管理类赛道

机会三:自主可控、信息安全类国产化替代赛道

风险提示及免责条款
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