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2022看得见的未来:数据中心行业十大发展趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-01-25  来源:中华工控网  浏览次数:79
     当全世界越来越习惯于采用数字化的远程手段来满足工作和生活需求的时候,我们需要不断升级IT和网络容量,也就是建设更多的数据中心。作为未来数字世界的核心,数据中心的数量和规模一直在快速增长。国家和地方政府也在密集地出台相关政策来规范其建设和运营,以期实现高效的和可持续发展的目标。
    作为数据中心、行业关键应用领域基础设施建设和数字化服务的全球领导者,施耐德电气每年年初都会基于深刻的行业洞察和实践发布《看得见的未来—数据中心市场的新趋势与新突破》以揭示新一年数据中心行业会发生哪些变化,有哪些趋势会影响数据中心行业未来的发展方向以及这些变化和趋势对数据中心运营商的价值和意义。以下是施耐德电气数据中心全球科研中心对2022年的新兴趋势的预测,我们会看到很多趋势都是由低碳可持续发展的要求和数字化应用的兴起所带来的。
    趋势一:数据中心实现低碳可持续发展的路径将更加清晰
    随着我们的世界变得更加数字化和自动化,对数据中心的需求不断增长,更多和更大规模的数据中心正在如火如荼的建设中,同时也消耗着越来越多的自然资源,对环境的影响正在加剧。因此,实现数据中心行业的可持续发展是至关重要的。我们需要从过去只专注于可用性和PUE向更加全面地考虑对环境的影响进行转变,比如:温室气体的排放,水资源的使用,废弃物的处理以及对生物多样性的影响。我们需要设定远大的可持续发展的目标,量化对环境的整体影响,采取切实可行的行动来优化数据中心的可持续发展。施耐德电气通过发布《中国数据中心可持续发展之旅》白皮书,帮助数据中心行业定义可持续发展数据中心的关键要素,衡量指标,提出了通过设计高效的运行系统并实现高效地运行维护,提高可再生能源使用比例和进行供应链脱碳等作为实现数据中心可持续发展的有效路径。
    趋势二:大数据量和超低时延的应用将推动网络边缘的革新
    大数据量和超低时延的应用,诸如:高清流媒体、AR/VR、自动驾驶汽车、工业4.0中的M2M(MachinetoMachine)和视频分析等需要我们提高带宽,降低时延,提高数据的安全性,同时降低通信的成本和复杂性。这就要求传统的电信网络以开放性的架构与互联网的IT架构进行融合,通过标准的IT设备来实现过去由专业的电信设备才能实现的网络分配,聚合等功能,同时实现数据处理的能力。数以百万计的微型边缘计算数据中心将被部署在网络边缘的“最后一公里”,并利用新的技术诸如:5G,Wi-Fi6,光纤接入(FTTX)来支持更多的IoT设备,互联网4.0和新的应用。这些边缘计算的部署将面临独特的挑战,因为它们的数量和应用场景众多,很多位于室外或恶劣的环境,以及多样的IT和电信设备对物理基础设施诸如供配电、制冷和运维管理带来挑战。施耐德电气将发布新的白皮书来定义下一代电信与IT融合的网络边缘,分析大规模部署所面临的独特挑战,并提供一系列的最佳实践来实现网络边缘部署的可持续发展和韧性。
    趋势三:节能改造在老旧存量数据中心将取得进展
    在“能耗双控”和“双碳”背景下,政府不断出台政策来优化“老旧小散”的存量数据中心,尤其是对PUE和机柜功率密度等关键指标的优化。如果不立即采取行动,很多这种类型的数据中心将面临“关停腾挪”等风险。因此,存量老旧数据中心的节能改造将在新的一年里拉开序幕,我们需要利用最新的节能技术、设备和数字化管理软件对“老旧小散”数据中心进行节能改造甚至是整合。比如,过去常用的低效的工频机UPS将被高效的模块化UPS所取代并运行在高能效模式下;低效的定速精密空调将被高效的变频空调所取代,并更多地运行在自然冷却模式下;将低负载率的机柜整合成高功率密度的现代化智能微模块;部署新的数字化管理软件系统进行实时的监控,通过大数据和AI来实现运营阶段的系统调优,预测性维护和能源管理。施耐德电气认为这些新的技术和软硬件设备将帮助“老旧小散”的存量数据中心提高负载率、降低能耗、优化能源管理,为它们带来新的生命和活力。
    趋势四:分布式能源的应用将推动数据中心供配电架构的超融合发展
    为了实现数据中心更多清洁能源的使用、优化用能成本、提高用能效率和减少碳足迹,数据中心将越来越多地采用分布式清洁能源,比如:风能、太阳能等。传统电网对这些间歇性能源的消纳能力是有限的,因此,为了保障供电的可靠性、连续性和稳定性,我们需要利用微网技术来实现“源网荷储”一体化的能源系统管理。这时就需要我们设计超融合的微网供配电架构,可以根据不同的地域、风险、成熟度水平等要求来选择不同的备用电源和储能方案,为IT负载和其它关键负载同时提供高质量的和韧性的交直流供电方案。施耐德电气认为超融合的供配电架构系统将同时实现配电、控制、保护、功率转换和监控等功能,也被称为软件定义的能源管理系统,它可以实现储能集成和软件管理的灵活性和标准化。
    趋势五:数字化管理软件的变革将赋能数据中心的可持续发展
    数据中心基础设施管理软件(DCIM)是在以往企业级数据中心占主导的时候孕育出来的,主要专注于数据中心IT机房的容量管理、安全管理、温湿度环境的监控以及机电设备的监控。随着数据中心对可持续发展的要求,99%的大型企业管理层认为可持续发展是他们未来业务成功的关键,75%的投资决策者也认为,一个企业的可持续发展是决定他们是否投资的一项非常重要的因素。因此,传统的DCIM软件将进行变革,不在局限于实现基础设施的韧性和安全性,将实时监控数据中心的可持续性。这将有助于最小化能源和其它自然资源的消耗,追踪和报告环境可持续发展指标,分析数据并提供战略性的行动指导。施耐德电气认为新一代数据中心的数字化管理软件系统需要具备五大关键属性,包括:基于公有云或私有云的、与供应商的发票管理服务相连接、包含能源采购和市场功能及服务、支持流行的可持续发展报告框架协议以及友好的用户自定义功能。
    趋势六:AR/VR数字孪生技术将赋能数据中心的智能化运维
    数据中心的运维管理是一项非常具有挑战性的工作,尤其是应急操作流程(EOP),因为EOP事件的场景是多样的、不可预见的、非标准的以及突发的。EOP场景实操时间短、风险高、对技术人员技能熟练度要求高;但是只有少量运维人员在项目落地的试运行阶段才有培训和演练的机会。一旦系统上线,真实场景的模拟演练非常困难,多数都是以剧本的方式进行。数据中心可以通过AR/VR等数字孪生元宇宙技术建立一套模拟演练系统,模拟多种EOP事件场景,进行模拟演练操作,确定应急和抢险预案,同时可以训练运维团队,对运维人员能力水平进行考核,还可以实现故障的快速定位,同时提供可视化的操作指引。施耐德电气认为将现实世界复刻到虚拟世界,在虚拟世界完成所有的价值链,是实现数据中心未来智能化运维的有效手段。
    趋势七:IT与OT的融合将对边缘计算的网络安全带来新的挑战
    在数字化转型的竞赛中,很多企业都在其业务流程中添加大量的IoT传感器、仪表和高清视频来提高效率和提升服务质量。比如公共交通中的近距离感知和面部识别,农业中的IoT土壤传感器,或者工业机器人所使用的IoT传感器。更多的传感器意味着更多的数据,这些数据将被位于本地的边缘计算所处理。但是,对于黑客来说,在网络上增加指数级的设备,相当于增加指数级的“窗口”,这使得IT和OT管理人员彻夜难眠。IT与OT的融合需要我们在边缘计算部署过程中采用最佳实践来确保网络安全。施耐德电气认为实现网络安全的最佳实践包括四个方面,涉及设备的选择标准、网络安全设计、设备的设置和配置以及包括补丁管理、漏洞管理和渗透测试相关的操作和维护。
    趋势八:数据中心正在考虑采用更加环保的备用电源系统
    柴油发电机长期以来一直为数据中心等关键应用提供长时间的备用电源,尤其是在“能耗双控”和“拉闸限电”的背景下,发电机更是长时间运行来为数据中心提供电力。然而,随着环境问题的出现,越来越多的人希望可以用更加可持续的方案来取代它们。比如:能否用天然气来取代柴油作为发电机的燃料?锂电池或燃料电池是否比柴油发电机更经济环保?这需要从投资成本、燃料成本、碳排放、占地和启动时间等维度进行利弊的综合权衡。施耐德电气认为目前还没有一个完美的替代方案,天然气发电机取代柴油发电机是目前来看比较实际的替代方案。未来,燃料电池将是主要的竞争者,但还需要进一步降低投资成本和燃料成本,来实现备用电源的经济性。
    趋势九:数据中心储能系统将变得更加环保、安全与可靠
    过去几年,行业一直认为锂电池将取代铅酸蓄电池作为数据中心UPS后备电源的主要储能方式,但对锂电池安全性的担忧阻碍了这一发展趋势。因此,电池和UPS的供应商一直通过工程控制的手段致力于提高锂电池储能系统的安全性与可靠性。通过电芯级、机架级和系统级三级BMS控制系统来实现主动式监控。随着符合世界上最为严苛的火灾蔓延测试标准——UL9540A锂电池柜在行业的推出,火灾可以被控制在电池柜体内部的局部并在短时间内实现火灾的自我熄灭,而不会对周边柜体带来安全隐患,同时柜内也不需要加装任何的消防装置。锂电池UPS储能系统安全性的提高,为锂电池取代铅酸蓄电池铺平了道路。施耐德电气认为锂电池不仅在使用寿命、占地空间和环境耐受等方面具有铅酸蓄电池无法比拟的优势,在全生命周期可持续性方面也具有比铅酸蓄电池更小的环境影响。锂电池储能系统也将为数据中心采用更多清洁能源奠定基础,还可以通过削峰填谷和参与电网需求侧响应来实现储能收益。
    趋势十:边缘计算将推动云-边混合架构数据中心应用的自动化
    云计算在过去这些年一直作为几乎所有企业的首要部署战略。但是,位于偏远地区的大型云计算数据中心将无法满足新的应用对时延的要求,而且我们认为今天的云计算数据中心架构过于复杂。未来,我们将在本地和区域部署大量的分布式边缘计算来实现弹性的IT扩展,降低时延,提高冗余,解决数据安全问题以及简化设计。更多的数据处理也将发生在本地,并利用云网络技术进行优先级的任务分配。对于云网络的需求在过去两年激增,Gartner的数据显示,需求在过去两年增加了五倍之多。但仅将边缘计算部署在本地是远远不够的,负载平衡器(loadbalancers)和允许用户自定义来提供所需性能的最佳参数软件将是关键。随着边缘计算的大规模部署和不断渗透,边缘计算可以运行来自多个云服务提供商的应用程序,负载平衡器将具备多云服务的能力,并驱动更多的性能和最优的用户体验。
    随着我们进入2022年,数据中心行业的重点是可持续发展和网络的创新,通过提高能效、采用更多清洁能源、供应链脱碳和循环经济等手段来驱动可持续发展。不断的创新将为可持续发展提供源源不断的动力,因此我们对2022年寄予更多的希望。
    以上对新兴趋势的预测来自施耐德电气数据中心全球科研中心,该部门设立于上个世纪九十年代。科研中心始终以“探索数据中心行业的技术和发展趋势,倡导最佳实践”为团队使命,通过发表通俗易懂的白皮书和权衡工具来帮助数据中心用户提高可用性和优化能效,实现数据中心的可持续发展,最大化数据中心的商业价值。截至2021年,施耐德电气科研中心团队已经发表白皮书210余篇,每年有超过40万的下载量;权衡工具25个,每年有2万用户在线使用。所有白皮书和权衡工具都免费提供给整个行业学习和使用,在推动了数据中心行业的发展的同时也树立了施耐德电气在数据中心行业思想领袖的地位。
 
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