全栈数据中心,引领运营商数字化转型新标配

今天,运营商正借助5G、AI与云等创新技术赋能各行各业数字化转型。在这波数字化转型大潮中,不管是云网融合的5G架构,还是其与AI、云、大数据等技术融合催生出的丰富多样的数字化应用,都离不开数据中心这个底座。显然,数据中心能否匹配时代需求,是关系运营商能否成功实现自身数字化转型并赋能千行百业数字化的关键。


但问题是,随着5G、云计算、AI、大数据等技术不断成熟,海量新兴应用的不断繁荣,对数据中心的存储和计算能力需求将呈现爆发式增长,传统数据中心存在的建设周期长、能耗高、运维难、平滑扩容难等问题越来越突出。


如何突破这些瓶颈,助力运营商实现数字化转型?答案是——全栈数据中心,即以全局性的视角掀起一场深刻的变革,包括从节能去空调化、建设预制模块化、算力高密化、运维智能化四个维度全方位重构数据中心。


去空调化打造极致PUE


数据中心10年TCO中电费占比超过60%。2019年2月,工信部发布《三部门关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,明确提出到2020年,新建大型、超大型数据中心的PUE值要达到1.4以下。降低数据中心的能耗,一直是业界关注的焦点。随着5G万物智联时代的数据流量和计算需求爆发式增长,数据中心的能耗压力必将更大。据预测,到2025年,数据中心能耗将占全球能源消耗的5%。因此,打造绿色节能的新型数据中心已迫在眉睫。


在数据中心总能耗中,传统空调制冷系统能耗占比高达28%以上,是数据中心的能耗大户。为此,新一代数据中心制冷方案正向去空调化发展,通过更加高效精准的板级液冷和柜级背冷门散热来提升冷却效率。同时,具备更长自然冷却时长、更短制冷链路等优势的间接蒸发冷却解决方案也有着巨大的节能潜力,可大幅减少全年压缩机开启时长,实现比冷冻水系统更省电费。以深圳某数据中心为例,采用间接蒸发冷却方案后,可实现年均PUE不超过1.2,年省电费约709万元。


预制模块化让建设如搭积木一样快速


传统数据中心建设工序杂,项目管理难,工程质量难确保,施工整改多,从工勘、设计、土建到设备安装、测试验收、试运行、整改,往往要花费1.5至2年时间,难以及时响应市场变化和满足业务需求。传统数据中心都是“一建定终生”, 一次性规划,一次性投资,无法按需部署、分期投资,存在资金占用大、前期空置率高、回报周期长等问题。同时,面对业务升级,当前数据中心并不支持平滑扩容,升级功率密度时不得不断电、断冷。


为解决以上问题,新一代数据中心应具备全模块化的架构,从供配备电、制冷到IT等设备都采用预制模块化设计,从而可以让数据中心建设像搭积木一样,不但能大幅节省现场调试和安装时间,还能根据业务需求实现按需部署和在线升级。以东莞某数据中心为例,基于预制造、预安装、预调测的全模块化方案,5层楼、1000个机柜,仅用了6个月就完成建设和上线运营,实现TTM节省50%以上,创下了业界建设速度的纪录。


高密化从容应对巨大算力挑战


据统计,2020年,80%的数据增长都是非结构化数据。由于非结构化数据的处理难度较大,受限于处理能力,目前对于非结构化数据的利用有限,导致海量数据未被应用和存储,巨大的数据价值无法发挥出来。接下来,要充分挖掘海量非结构化数据的价值,真正让数据变成新石油,意味着对数据中心的计算和存储能力提出了新的挑战,同时对连接服务器和存储设备的数据中心网络也提出了零丢包、低时延、大带宽等能力保障诉求,总之要求数据中心的整体性能需全面提升。


因此,数据中心向高密化发展是必然趋势,需通过超前算力密度的AI计算服务器,高性能大容量的存储,以及0丢包的数据中心网络,来提升数据中心的整体算力性能。


智能化助力运维管理更简单高效


众所周知,数据中心是一个非常复杂的系统,由供配电系统、制冷系统、加湿系统、新风系统、消防系统、监控系统等多个复杂子系统组成,涉及的设备类型繁多,这给运维工作带来了效率低,难度大,故障定位时间长等问题。随着数据中心的负荷越来越大,运维成本也不断上升,同时,还导致行业面临的专业人员紧缺问题越来越严重。目前,数据中心运维都依赖人工和经验,这些年来运维人员需求持续上升。


没有悬念,通过数字化、智能化技术全面提升数据中心运维和管理质量与效率,节省运维成本,是发展趋势。新一代数据中心需基于统一和智能化的数字底座,具备配电/制冷链路可视、告警根因智能定位、设备故障预测分析等功能,以减少故障发生,缩短故障修复时间;可通过数字孪生、3D可视化、温度云图等技术实现机房级3D可视化监控,以简化运维;可随时随地通过数字大屏展示、监控数字地图、移动APP等全局掌控多个数据中心运行情况。


简而言之,新一代全栈数据中心就是以全栈视角,以成本最优、客户体验最优为出发点,从单点到全局,从建设、能耗到运维、性能等多个维度,全方位、系统化重构智能化的数据中心。


过去10多年来,随着移动互联网、云计算蓬勃发展,云服务已渗入到社会生活的方方面面,数据中心作为云计算的载体已成为现代信息生活不可或缺的ICT基础设施。面向下一个10年,数据中心作为数字社会的重要“底座”,将与5G、AI等技术一起共同推动千行百业数字化转型,承担起更多的重任。对于运营商而言,能否充分利用数据中心和5G网络等基础设施成为数字化服务平台的提供者,为行业用户提供差异化服务,是关系企业未来生存与发展的战略性问题。毫无疑问,引入新一代全栈数据中心,打造高效智能的数字世界“底座”,是运营商致胜数字化转型时代的新标配。


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