以数据中心构筑经济社会数字血脉核心枢纽

张金颖、王丽丽、温晓君

“新基建”是与传统的“铁公基”相对应，结合新一轮科技革命和产业变革特征，面向国家战略需求，为经济社会的创新、协调、绿色、开放、共享发展提供底层支撑的具有乘数效应的战略性、网络型基础设施。“新基建”包括5G基建、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域。

数据中心是海量数据承载的物理基础，是信息集中处理、计算、存储、传输、交换、管理的核心资源基地。在近期召开的中共中央政治局常务委员会会议上，中央明确提出要加快数据中心等新型基础设施建设进度。数据中心是新基建各大领域的底层基础，是推动5G、人工智能、工业互联网等技术发展的数据中枢和算力载体。新形势下数据中心亟待突破传统意义的计算、存储及网络机房属性，加速向节能环保、集约高效、架构科学的高阶形态演进，通过基础设施改造、再造、优化布局，肩负起经济社会数字血脉枢纽的重担。

一、新基建为数据中心发展赋予了新的内涵和意义

新技术加速演进带来海量数据承载存储需求，高计算密度、高賦能密度部署将成为数据中心建设新特征。随着云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能等技术的蓬勃发展，数据量和存储需求呈指数级增长，海量的数据处理需求和诸多城市PUE（数据中心能源效率）的限制，要求数据中心部署密度进一步提升。在此背景下，高密度部署的内涵边界不断延展，从服务器、存储设备等硬件部署的空间密度，向服务器性能跃升、电力配置合理、高效散热等综合指标提升的算力密度延伸;从能源高效利用的耗能密度，向高效处理高并发、按需分配资源的赋能密度拓宽，数据中心的运营效率、集约水平将持续跃升，“撒胡椒面”式建设方式将成为过去。

新应用蓬勃发展激发数据快速流转交互要求，异构计算、无损网络等高性能模式将成为数据中心架构新亮点。自动驾驶、超高清视频、远程医疗、机器人看护等领域发展提速，对数据中心的数据实时转化能力、交互服务能力、网络负载能力提出更高要求。在此背景下，数据中心架构将向异构计算、无损网络等新兴技术方向演进，以实现海量数据实时转化、高效计算、网络时延下降和吞吐量的提升。例如，金融领域引入无损网络技术，通过智能拥塞调度手段加速网络通信，能够大大提升数据中心的用户访问速度;智能交通领域通过构建异构计算方案，为数据中心像素处理、图片转码、智能分析处理等业务负载提供高性能解决路径，在降低时延、节省成本的基础上大幅提升能效比和吞吐性能。

数据形态和存储方式重大变革引致数据边缘端部署要求，“云-边-端”协同将成为数据中心发展新格局。5G、先进计算等领域的快速发展，将推动未来数据存储和数据处理方式发生巨大变革，海量异构、多样性的数据接入，将为集中式的计算处理模式带来巨大的挑战和压力。

据《欧洲数据发展战略》数据，当前80%数据分析处理发生于数据中心和集中式计算设施，20%数据分析处理发生于智能连接物（汽车、家用电器、生产机器人等），以及靠近用户的计算设施（边缘计算设施），并预计到2025年，该比例将发生逆转。在此背景下，边缘数据中心将迎来快速发展，推动未来用户端与数据中心、边缘数据中心形成紧密的架构，达到云网协同、云边协同和边边协同，“云-边-端”新型数据中心布局将有效推动云端数据处理能力下沉，确保资源的弹性和最大化利用。

二、当前数据中心建设存在三大现实难题

难题一：“能耗重负”。随着数据中心功率加大、规模提升、计算密度激增，所需的电力、水利和空间资源大幅增长。据中国数据中心节能技术委员会数据，我国数据中心电费占运维总成本高达60%-70%。据美国环境保护局数据，美国数据中心的PUE平均值约为1.9，我国数据中心PUE平均值约为2.2-3.0，与美国相比仍有较大差距。数据中心高能耗问题不仅为企业带来沉重负担，也造成全社会能源的巨大消耗。

诸多区域出于能耗考虑纷纷出台PUE限制政策，北京、上海新建数据中心PUE值严控红线分别为1.4、1.3，深圳PUE值1.4以上的数据中心不享受能源消费支持政策。在“新基建”发展理念下，建设高效节能的绿色数据中心成为必然选项，并将通过液冷服务器技术、模块化制冷技术、机房冷热气流优化技术、热源快速冷却等技术有效解决能耗问题。

难题二：“重复投资”。当前，地方政府在政务数据中心建设方面热情颇高，但部分地方对于政务数据中心建设缺乏实际深入的调研工作，对数据应用的特点、规律了解不足，盲目确定服务器数量规模，重建设轻运维致使建设成效难以发挥，企业介入过多导致规划设计欠科学，造成数据中心资源的极大浪费。

在“新基建”发展理念下，数据中心将更加注重顶层审批监管，将通过完善数据中心建设项目的立项、审批、评估、考核、审计机制，严格审查项目建设需求和规模，避免同类数据中心项目重复投资建设，推进基础设施类和基础资源类项目统筹建设、共建共享。

难题三：“布局失衡”。当前数据中心建设面临区域供需不均衡、数据调度不合理的结构性问题。

一是区域资源总体分布呈现“东部不足、西部过剩”的局面。据工信部信息通信发展司《全国数据中心发展指引2018》公布的各省份可用机架数（2019年预测值），大量西部省份上架率在15%-30%，广东、北京、浙江、山东、福建等省份呈现算力资源供给过剩局面，资源价值难以充分发挥。二是数据调度尚不合理，数据跨域流通存在阻碍，地方出于抢抓本地数字经济主动权、本地核心数据不愿外流的考虑，导致大量低延时要求的业务难以向外部区域的算力资源部署。

在“新基建”发展理念下，数据中心将在考虑区域负载和需求的基础上，开展全国性算力资源布局，并将通过构建内蒙古、河北、新疆等中西部地区数据中心聚集地5G网络直联点有效降低时延、弱化空间距离限制，达到地方资源承载与应用市场之间的平衡。

三、加快数据中心新基建的未来三大着力点

集约建设绿色高效数据中心。推进先进节能环保技术和虚拟化、弹性计算、海量数据存储等技术应用，提高资源利用效率、节能减排水平和IT设备利用率。加强数据中心前期规划与设计，立足应用需求，兼顾能源、气候、自然冷源、网络设施、能耗指标等要素和条件，合理布局建设数据中心。强化数据中心中期考核与评估，综合考虑数据中心能耗、投入产出比、产业带动能力等要素，构建数据中心发展评估指标评价体系，定期开展数据中心等级认证和分级评价工作，逐步提高数据中心可持续发展水平。

发力构建数据生态体系。延伸数据中心产业链条，支持西部地区围绕数据中心建设和运营，培育和发展大数据、云计算、电子信息制造等相关产业。推动数据资源向西部地区汇聚，鼓励政府部门、中央企业、互联网企业的北方数据中心、分中心和灾备中心部署到西部地区，支持国家信息资源库、互联网交换中心、行业信息服务平台等重大工程项目向西部地区倾斜。构建相应体制机制，探索建立政务、企业数据资源跨区域存储与流通的管理机制。

完善数据中心环境配套。加强西部网络设施建设。优化运营商骨干网布局，加大对西部地区互联网交换中心、国家级互联网骨干直联点、面向主要省市的互联网直连通道等的支持力度。加强西部地区交通设施建设。

提升西部数据中心集聚地区往返北京、上海、广州、深圳等主要地区的便捷度。强化西部地区数据中心发展人才保障。加强西部地区数据中心建设及运维、云计算应用、大数据应用等方面的高水平复合型人才培养，制定具有针对性的人才培养机制。鼓励西部地区院校与企业合作，探索校企联合和订单式人才培养模式。

责任编辑：郭翼姣

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