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看得见的未来:2019数据中心五大新趋势

发布时间:2019-01-24

  为理解决用户在一直变革的市场环境下所面临的各种挑战,以施耐德电气为领导者的数据中心基础设施解决方案供给商通过始终的技能翻新,将为用户供赐与下五大技术解决方案:

  同时,也可以认为数据中心的计算能力将变得更加模块化,可倏地实现按需部署。施耐德电气已经开发出了与机柜实现同时部署的支持系统模块部署模式,已经被全世界各地的许多托管数据中心所使用。在这种解决方案中,独破于基础设施的框架结构,可实现将预装IT设备的机柜快速推入通道封闭系统,大大减少了部署的时间和庞杂性。

  中新网1月23日电 5G、物联网、中国制造2025以及人工智能技术正在成为驱动创新与实现数字化转型的主要力量,一个新的数字化经济时代正在来临。同时,智能电网、微电网的疾速发展,以及可调换能源成本和储能成本的不断降低,促使数据中心物理基础设施与上游的电网和下游的IT将会有更多的交互和融合。

  尤其目前在一线城市(如北京、上海),政府管理局部对数据中心单位产值能耗和排放水平要求越来越严格。2018年9月26日《北京市新增产业的限度和禁止目录2018年版》要求在中心城区和北京市副中心制止新建和扩建互联网数据服务/信息处置和存储支持服务的数据中心,非中心城区允许新建PUE在1.4以下的云计算数据中心。2018年10月29日上海市经信委发布《上海市推动新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动盘算(2018-2020年)》, 提出新建数据中心PUE必须低于1.3,存量改造数据中心PUE不高于1.4,且新增至少50%面向AI。这时,传统的风冷方法很难实现这些PUE的要求, 这也将成为推动液冷崛起的重要驱动因素。

  作为DMaaS市场的早期加入者,施耐德电气可以利用其数据中心多年的实际教训挖掘出大量数据,其中包括设计和建造数据中心、楼宇管理、配电,以及供电和散热服务等。施耐德电气面向数据中心的EcoStruxure架构,是开放的、可互操作的、基于物联网的系统架构与平台,可为数据中心客户在安全性、牢靠性、效率、可持续性和互联互通方面提供更高价值。并通过利用了提高的物联网、移动、传感、云、分析和网络保险等技术的发展,实当初互联互通的产品、边缘控制,以及应用、分析与服务三个层面的全面立异。

  风冷IT在数据中心占据非常主要的地位,时至今日,数据中心依然以风冷IT为主。但是,人工智能的应用对数据中心的处理能力提出了巨大的要求。人工智能开始超越式发展,已经从实验室研究发展到真正的商业和破费利用领域。这些应用程序的计算量伟大,甚至于许多IT硬件架构师开始应用GPU作为中心处理器或赞助处理器。许多基于GPU的服务器,也就是我们所说的总设计功率(TDP – Total Design Power)发热量通常为300瓦特左右,而传统的服务器为130瓦特到150瓦特。基于GPU的服务器发烧量是传统服务器的两倍,这是液冷突起的重要驱动因素之一。

  新趋势之三:锂电池将在数据中心存在更多的应用

  新趋势之四:数据中心管理即服务(DMaaS)在数据中心规划,建设及运营中的价值更加凸显

  作为数据中心基础设施建设和服务领域的全球引导者,施耐德电气基于深刻的行业洞察和实际教训,敏锐把握市场变革趋势和客户需求,以不断创新的物理基础设施、软件和数字化解决方案以及全生命周期服务为高可用数字基石的构建和运维提供保障。展望2019年,施耐德电气认为数据中心将迎来以下五大新趋势以及五大技术解决方案:

  施耐德电气认为未来IT架构将是一种混淆的IT架构,将由三种类型的数据中心所组成,辨别由位于偏远地区用于超大规模计算与存储的中心云数据中心,位于市区或市中心的凑近用户用于大规模计算和存储的区域边缘数据中心,以及位于本地凑近数据产生和使用地点的边缘数据中心。边缘数据中心将在本地解信心算的快速响应问题,云计算将为边缘计算提供富强的后盾计算支撑和数据存储才能。同时,我们还认为边缘计算数据中心会首先在零售行业和网络运营商两大领域倏地发展,以满足人们对低延时和高带宽的需求。

  技术解决方案之五: 超大范围数据中心解决方案

  据考察,我们发现数据中心当前机柜的功率密度在7个千瓦左右,但是,未来每个机柜的功率密度可能高达多少十个千瓦。我们认为如果机柜功率密度在20千瓦以内时,传统的制冷系统十分存在性价比。但当机柜功率密度超过20千瓦时,传统的风冷技术将面临风量、功耗、噪音等方面的挑衅,这时就需要采用液冷技术。

  为了量化这两种液冷与传统冷冻水系统之间的对比,施耐德电气从数据中心、楼宇的角度进行了投资本钱和运行成本的分析。发明浸没式液冷绝对冷板式液冷在TCO方面是占优的,如果单独从制冷系统的节能角度来看,冷板式液冷可以节省15%以上,浸没式可以节省57%以上。如果从全体数据中心能耗的角度来看,冷板式可以节俭5%年度能耗,浸没式可以节省15%。

  技术解决方案之二:液冷解决方案

  在二十多年前我们就开始在数码DV中使用锂电池,但为什么不在数据中心领域遍布呢?重要起因在于锂电池无奈为UPS供应商提供价格、能量密度、平安性和可靠性方面的平衡。但是,近年来,电动汽车和新能源的快捷发展推进了锂电池技术的进步和价钱的降低,今天的锂电池成本已经比5年前下降了70%,同时,锂电池化学成本和技术的改进也为供应商提供了事实方案。

  从本质上来讲,数据中心是无比复杂的系统,因为需要管理电力和制冷基础设施与IT设备的交互,同时最小化总运行成本。对数据中心持续运行并最小化停机时间的需求持续增加。当浮现问题时,我们冀望管理系统供给必要的关键信息以解决此问题,并分析根本起因以防止再次发生。可以发现,这个行业已经演变成两种数据中心管理方法。一种方法是应用“特定范畴”系统进行电源、冷却和白区的管理。第二种方法更为“本土”,其中基于SCADA类型的系统被定制化编程以履行管理职责。每种方式都有其优点和弊病,然而,我们信赖这两种措施在将来都将面临局限性,并将需要新办法对其加以解决,以充分发挥基于云的工具和大数据分析的潜力。

  在云计算模式下,服务器的功耗将更加的动态,十年以前,服务器满载与空闲时的功耗大略为1:2,而当初它们两者间的比值可以高达1:9,如果按照峰值进行供配电系统的设计,投资成本是巨大的,所以,很多数据中心设计人员都在探讨是否采取软件和储能的手段来实现削峰/去毛刺,从而实现供配电系统的降容设计。同时,也可以通过储能和峰谷电价差来降落经营成本。

  技术解决方案之三:锂电池技术解决方案

  锂电池的能量密度是铅酸电池的3倍以上,假如缺乏公平的电气保护设计跟BMS治理,锂电池失控所带来的结果将远大于铅酸电池。然而,咱们能够通过以下四个方面来解决这个问题,第一,通过高品德的出产工艺管控来保障电芯的高品格和高度一致性;第二,通过完善的BMS设计来实现电芯充放电的保险;第三,决定合适的锂电池化学材料,比如磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元里技巧。第四,进行锂电池与UPS的兼容性测试。

  采用预制化、模块化的撬块将是实现超大范畴数据中央对建设周期高恳求的关键保障。供配电撬块将兆瓦级的UPS,开关柜以及管理软件在工厂提前进行预制。这些预制的模块都会经过预先的测试,在到达数据核心建设现场之后,即可实现坚固的,“即插即用”的部署。因为在某些地区,这些供配电设备的供货周期可长达12个月,采用预制模块化打算可能实现按时交付,消除了设计跟施工阶段的任何可能的时间耽误。

  由于微电网、智能电网、新能源以及储能成本的下降,同时,良多国家和地域对数据中心的可连续性发展有了更高的请求,所以,越来越多的数据中心所有者开端考虑通过锂电池储能来降低成本和实现数据中心的可持续性发展的目标。中国作为寰球最大的锂电池生产国,过剩的锂电池产能也须要开拓新的利用增添点,诸如风景储能、电网调频调峰、通信电源等。因此,我们以为锂电池在数据中心的运用将越来越多。

  跟着边缘计算的发展,施耐德电气认为从前对单个数据中心可用性的懂得是不够的,我们需要转变观点,应该站在用户闭会的角度去看待可用性这个问题,只有是用户的应用或网络的中断,比方:无奈连接APP的应用,都应当被称为故障。因而,我们需要一个应该包含空调、UPS、监控、IT设备、网络、存储等设备在内高可用性的边缘数据中心。

  实现锂电池储能的要害在于电池系统的管理和软件方面的操纵,锂电池可以通过其自带的三级BMS(电池管理系统)来实现对每一只电芯、模组、机架和系统进行在线智能管理,数据中心运维职员可以通过BMS实时懂得电池的电气状态和健康趋势。软件管理将是实现景色储能,电网调峰,UPS后备电源在数据中心应用的症结。

  技术解决方案之一:边缘计算解决方案

  互联互通的产品是物联网智能运行的基础,施耐德电气的第一信念是以翻新为中心,生产宏大的互联互通的产品。在互联互通的产品层,从数据中心和四处建筑的各种衔接传感器和众多供应商设备(UPS、PDU、配电和制冷系统等)收集数据。在边缘控制层,无论是在建造物级别,还是在IT系统或配电系统,EcoStruxure 边缘把持均可使客户实现本地节制和监测,并自主地对任何警报进行监测并采用举措。在应用、分析与服务层,则可通过远程数字化平台分析数据,应用人工智能提取信息,为防范性维护、能源效力和其余工作,提供可实行的情报信息。

  同时,我们认为要实现边缘数据中心的大规模部署需要解决三个问题,第一,我们需要建立一个包括用户、系统集成商、物理基础设施供应商、IT设备制作商以及管理服务供应商在内的彼此配合的生态系统;第二,我们需要部署基于云的管理工具来实现数百甚至上千的边缘数据中心的智能化管理;第三,我们需要通过大数据分析和人工智能来向科技要人力来解决人力资源不足等挑战,以实现无人值守的运维管理。

  目前主要有两种液冷解决方案,一是芯片级液冷,二是浸没式的液冷。芯片级液冷有时也被称作冷板式液冷。这两种液冷各有优毛病,冷板式可以对绝大多数的传统服务器进行翻新,缺点是其余的部件仍然需要传统的房间空调进行冷却。浸没式的长处是消除了对传统服务器风扇的需求,但需要对服务器主板进行从新的设计。

  即使数据中心所有者采用各种设备和软件平台,EcoStruxure依然可能读取所有健康和状况的数据。而后,数据中心所有者可以与客户共享这些数据。通过EcoStruxure架构和平台,施耐德电气将为客户整体业务提供高可用性、高效的产品和服务,通过猜测分析和可操作的智能驱动更多价值,优化业务,并带来更多回报。

  新趋势之二:液冷时期即将降临

  柴油发电机的投资成本占到数据中心物理基础设施投资成本的10%以上,同时用户还面临噪音,沾染,较长的部署周期等挑战。考核研讨发现,柴发的平均运行时间为173分钟,也就是说我们有超过50%以上的柴发运行时间小于3个小时。施耐德推演了随着锂电池价格的不断降低,到2020年的时候,2.5个小时的锂电池后备系统将与柴发具备等同的投资成本,因此,我们认为,通过锂电池储能集装箱来部分取代柴油发电机也是可行的。

  从前的一年,我们看到了很多对于边缘计算的炒作,比喻:“云中心已去世,边缘计算上位?”,“边缘计算将改变互联网和物联网的未来”,“边沿计算将引领下一次IT变更”等等。但我们认为云计算不会消亡,边缘计算也不会代替云计算,而是边缘计算与云计算将协同发展。物联网、AI、5G的快捷发展,人们对延迟和宽带的要求也越来越高。边缘盘算就是专门为这种“速度及带宽的需要”而设计的。

  技术解决方案之四: DMaaS解决方案

  新趋势之五:超大规模数据中心的建设对部署周期要求越来越高

  数据中央物理基础设施管理(Data center infrastructure management - DCIM)系统最初是为了从某单个数据中心的物理基础设施装备中收集信息而设计的,而且是作为一个本地的软件解决方案进行安排的。新的基于云的管懂得决方案将位于云端,它可以辅助用户从范围更广的基于物联网的设备中收集海量的数据,而且,该软件管理平台可以实现单个,数百个,或者上千个大型或小型数据中心的物理基本设施管理。

  与传统的铅酸蓄电池相比较,锂电池凭借其出色的特点,包括较高的能量密度 (70-260 kWh/kg vs. 15-50 kWh/kg)、较长的生命周期 (10-15 年 vs. 4-6 年) ,快速充电(1/2–1 小时 vs. 6-12 小时),占地节省50-80%,分量减轻 60-80%,充放电次数 >1000 循环 vs. <400 轮回等,会逐渐取代传统的铅酸蓄电池成为数据中心UPS首选的备用电池。根据Uptime在2017年所做的寰球数据中心调研显示,有10%的数据中心已经采用锂电池作为后备能源。

  基于云的管理软件还简化了对新设备部署的要求,以及升级现有安装的各项任务,而且可以在多个不同的地点进行软件的更新。因为,对站点逐一进行管理进级,特别是对于边缘数据中心,采用本地的管理软件是异样领有挑战性的。

  这些新的体系通常被称作数据中央管理即服务(Data center management as a service - DMaaS),它们可以通过大数据分析来帮助用户实现猜想性的决定,从而减少意外事件或宕机时光,同时,也比传统的DCIM解决计划要快的多。作为基于云的管理软件,该软件可应用“数据资源池”进行数据的收集和存储,进行趋势的剖析,从而可以援助数据核心用户从策略的层面来进行业务的计划。

  新趋势之一:边缘计算将与云计算协同发展

  冷却液对于实现液冷的应用无比的关键,我们认为对于冷却液的探讨主要集中在冷却液的价格、与IT设备的兼容性,还有传热特征,对环境的影响,以及需要要从全部性命周期的角度去斟酌问题。如果想要在数据中心进行大规模液冷的部署,必需要克服的多少个问题包括需要对服务器主板进行从新的设计,另外一个就是需要对数据中心从系统的角度进行重新的设计,尤其是数据中心的供配电系统,当机柜功率密度高达几十个千瓦时怎么来进行供配电的设计,这是一个异常具备挑战性的思考。

  咱们认为数据中心市场对云打算的需要既不会减弱也不会放缓。2019年它将加速发展,这象征着网络巨头或者托管服务供应商会通过建造超大规模数据中心来增加更多的计算才干。然而,数据中心市场将驱使他们越来越快的来建造这些设施,也就是说,10到100兆瓦的数据中心名目需要在不到一年的时间里实现从设计,建造到经营。


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