华为洞见数据中心发展十大趋势

2010~2019，数据中心行业经历了波澜壮阔的十年，经历了从数据机房到数据中心到云数据中心3个阶段。当前，随着云计算、大数据、人工智能、5G的迅猛发展，对数据中心的需求激增，数据中心又将迎来下一个黄金十年，但是随之而来的矛盾也日益突出。

如果把云计算比作生产力，数据中心比作生产关系，生产力的发展决定了生产关系，落后的生产关系会制约生产力的发展。在云计算时代，数据中心面临日益增长的需求与资源获取难、建设周期长、能源消耗高之间的矛盾，同时在架构弹性及运营运维方面面临诸多挑战。只有解决好这些矛盾和挑战，才能匹配云计算的发展要求。

为此，本期#Σco时间#的话题重点聚焦于数据中心的未来发展，并特别邀请到了华为数据中心能源领域总裁何波从IT未来发展的角度推演对数据中心的要求，同时系统性阐述未来5年数据中心十大趋势，希望与线上的上万名嘉宾一起，共同探讨和定义下一代数据中心建设。

如今，数据中心正在从自用型/支撑型为主逐步转向经营型为主，云DC和边缘DC逐渐超越企业DC，成为行业建设主流。云DC呈现大型园区化，可用于大数据训练，边缘DC呈现海量小型化，可更好的完成低时延推理，从而实现云边协同。

华为把数据中心十大趋势分为五大行业趋势和五大技术趋势：

趋势一：高密成为新常态，未来3~5年，15-20kW/柜成为主流

据何波介绍，数据中心基础设施设备需要同步向高密演进（高供电密度&高散热密度），维持合理的白空间占比。

随着IT算力持续演进，CPU和服务器功率持续提升。以华为典型2路服务器功率演进为例，2014年还是180W，等到2019年已经达到500-800W，同时AI也在不断加速落地，AI算力比重也将进一步提升。因此，华为要把高密达成规模和建设成本做到最优匹配。

趋势二：弹性架构，1代基础设施匹配2到3代IT功率演进

数据中心基础设施产品需具备全模块化的架构，才能够支撑IT的演进。从供配备电都需要模块化，如模块化UPS、模块化锂电、模块化配电等等。要知道，IT 3代更替，功率密度5年翻番，而且IT演进速度存在差异，不同密度将共存。因此，在数据中心1代建设时，一定要未雨绸缪匹配未来功率升级并满足高密度混合部署需求。

趋势三：低碳、绿色、环保，降低TCO，践行社会责任

低碳：碳足迹贯穿数据中心生命周期，2018年中国数据中心CO2排量约为49万公顷森林1年转化量；

绿色：当前全球数据中心的电力消耗约占总电力使用量的3%。预计未来5年，复合增长率为6%；

环保：在数据中心的全生命周期内应最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材等），保护环境和减少污染；

针对上述三点，数据中心需要从规划、设计、建设、运维全生命周期考虑如何做到最优的环境友好性，实现PUE进入1.2区间。

趋势四：业务需求短时爆发，快速部署成为刚需

伴随着业务端驱动，数据中心基础设施的建设周期是否可以像“火神山”“雷神山”一样快？华为认为：标准化和模块化是基础。

数据中心由支撑转向生产系统，要求更快建设速度。全模块化设计是关键：供电链路上，从SST到低压配电、密集母线、UPS、锂电、母线槽，实现E2E全模块化；供冷链路上，冷机、水泵和干管阀门组成水力模块，末端和支管组成MEP模块，得益于全模块化设计。

据介绍，通过模块化设计，典型数据中心的建设交付时间可以从18个月缩减到9个月（2020年可进一步降至6个月），同时还降低了对运维人员素质和数量的要求。

趋势五：全数字化+AI智能，数据中心向无人驾驶演进

如今，海量运维数据喷发，依靠人工无法达成可靠性保障和最优效率，同时运维人才持续紧张，每年新增需求超15%，数据、算力、算法已得到长足进步，AI进入落地期，再像以前一样依赖人的运维和优化成为不可能。

因此，数据中心应从设计阶段开始考虑“数字化”并贯穿生命周期始终，基于数字化的AI使能，将最大化数据中心价值。

趋势六：全模块化，并行部署，降TTM，支持IT弹性演进

快速部署和弹性扩容正驱动DC走向模块化，模块化冷电架构，支持IT功率弹性演进。预制模块化结构采用堆叠减振互锁技术，缓冲箱体堆叠冲击；供配电采用母线热插拔快联技术；温控采用立管，管路免焊接快联技术。

因此，全模块化架构对冷电产品的连接设计产生影响（如母排设计、管路设计），应从TCO最优的角度进行设计。

趋势七：供电极简，锂进铅退，设备高密化、模块化

极简供电的实现方式，不同行业可能有差异，锂电的规模应用不可逆转。华为采用SST技术省去工频变压器并降低功率变换环节，可以实现极简的供电架构，并带来系统端到端CDE（成本、占地、效率）的优势。

针对锂进铅退，铅酸电池占地大，承重要求高，火灾频发，维护困难，寿命短。而锂电池体积小，重量轻，充电速度快，BMS保障安全可靠，寿命长，生命周期内TCO更低。

在成本和管理方面，锂电大规模商业应用促使成本大幅降低，随着算法和管理技术的成熟，AI预测保证可靠性越来越高（如容量跳水，需要提前一周预测），实现与UPS的协同。

趋势八：风进水退，风液融合，匹配高密，灵活适配

制冷系统的设计应充分利用自然冷、考虑架构极简及灵活性，匹配不同业务中风冷液冷比例。未来，风冷与液冷场景将持续并存，风液融合才能快速适应未来不确定的业务需求。

趋势九：比特瓦特联动，单位VM能耗最优

数据中心应整体进行评估和优化能耗。提升服务器进风温度，制冷能耗减少，服务器能耗增加，总体能耗存在拐点，因此降低PUE不意味着数据中心总体能耗最优。我们应该让数据中心基础设施+IT联动实现最佳调优。

趋势十：安全可信成为数据中心基础设施的重要因素

安全可信不仅是网络侧的事情，它需要解决方案端到端去构筑安全可信的能力。华为认为，数据中心解决方案在其业务意图之外同时需要具备韧性、Security安全性、隐私性、Safety安全性、可靠性、可用性六个安全可信特征。

• Resilience韧性：系统受攻击时能够保持最小核心系统运行的能力；
• Security安全性：系统对恶意网络威胁的防护能力；
• Privacy隐私性：系统保障客户的数据和信息的能力；
• Safety安全性：系统失效不损坏环境或人员或财产的损失；
• Reliability可靠性：给定条件、给定时间区间内无失效的运行的能力；
• Availability可用性：系统处于可服务的状态；

从数据中心解决方案角度来看，需要管理系统层、控制器层、设备单板层、核心功能器件（如功率模块）层，均构筑入侵监测、安全启动、安全秘钥等设计，并实现组件化功能隔离，当任一层次遭受网络攻击时，系统可以保留最小系统运行，保障供电和制冷的连续性。

因此，数据中心解决方案需要从管理系统、控制器、设备单板、核心器件等不同层次做好安全可信设计。

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