隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略。數(shù)據(jù)中心作為科技創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的實體，已成為各行各業(yè)信息化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供了有力支撐。本文從數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與技術(shù)發(fā)展熱點、加快數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展等方面闡述了數(shù)據(jù)中心作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要性，以及在數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中的關(guān)鍵作用；總結(jié)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，并提出相應(yīng)的策略建議。
一、引言
當前，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為各國GDP增長的核心動力，充分釋放數(shù)字經(jīng)濟驅(qū)動經(jīng)濟增長的潛能成為各國經(jīng)濟發(fā)展的首要任務(wù)。數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展聚焦于強化技術(shù)創(chuàng)新能力，深化融合創(chuàng)新應(yīng)用，彌合數(shù)字鴻溝，將有力推動消費需求加速釋放，促進新興業(yè)態(tài)培育壯大，引領(lǐng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。當前，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略，政府明確提出大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟。2017年，習近平總書記在中共中央政治局第二次集體學習時的講話中指出，要加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，推動實體經(jīng)濟和數(shù)字經(jīng)濟融合發(fā)展，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同實體經(jīng)濟深度融合，繼續(xù)做好信息化和工業(yè)化的深度融合。2018年，習近平總書記出席全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會議，提出要發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，加快推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，依靠信息技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動，不斷催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，用新動能推動新發(fā)展。
數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)成為我國落實國家重大戰(zhàn)略的關(guān)鍵力量，對實施供給側(cè)改革、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。據(jù)中國信息通信研究院統(tǒng)計，2017年我國數(shù)字經(jīng)濟總量達到27.2萬億元，同比名義增長超過20.3%，顯著高于當年GDP增速，占GDP比重達到32.9%，同比提升2.6個百分點。在人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，數(shù)據(jù)中心作為科技創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的實體，已成為各行各業(yè)信息化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供了有力支撐，為我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮了重大作用。
二、我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
從全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，2017年全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模近465.5億美元（僅包括數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施租賃收入，不包括云服務(wù)等收入），比2016年增長10.7%，預計2018年將達到514億美元（數(shù)據(jù)來源：中國信息通信研究院）。美國和歐洲地區(qū)占據(jù)一半以上的市場份額，但增速較緩；而以中國、印度、新加坡為代表的亞洲國家市場份額不大，但增長較快。
從我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，近年來，數(shù)據(jù)中心作為其重要基礎(chǔ)設(shè)施，從規(guī)模到數(shù)量快速增長，到2017年年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機架總體規(guī)模達到166萬架，總體數(shù)量達到1844個，規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心規(guī)模107萬架，數(shù)量463個。2017年IDC市場收入達到650.4億元左右，2012—2017年復合增長率為32%，持續(xù)保持快速增長勢頭，其中傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)收入為512.8億元，占IDC全行業(yè)總收入的比重為78.8%，云服務(wù)收入137.6億元，占比21.2%。
（1）從區(qū)域來看，全國數(shù)據(jù)中心布局漸趨合理
國內(nèi)27個省、自治區(qū)、直轄市均建有大型或超大型數(shù)據(jù)中心，內(nèi)蒙古、河北、貴州等能源充足、氣候條件適宜地區(qū)的大型、超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量占比逐年上升，東部一線城市在用數(shù)據(jù)中心全國占比逐年降低。伴隨周邊地區(qū)數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，一線城市數(shù)據(jù)中心緊張問題逐步緩解，如隨著張北、廊坊、烏蘭察布等周邊地區(qū)大量新建數(shù)據(jù)中心的落地投產(chǎn)，承接部分大型互聯(lián)網(wǎng)公司的應(yīng)用需求，北京市數(shù)據(jù)中心應(yīng)用不再“一柜難求”，數(shù)據(jù)中心租賃價格也有所降低，上海、廣州、深圳也隨著周邊省市數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，承接轉(zhuǎn)移了部分應(yīng)用需求。
（2）從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，IDC服務(wù)商呈現(xiàn)多元化
除了電信運營商外，基于大量的產(chǎn)業(yè)需求，民營IDC企業(yè)運用各自優(yōu)勢快速發(fā)展，如萬國數(shù)據(jù)、世紀互聯(lián)、鵬博士、數(shù)據(jù)港等公司均已上市；另一方面，眾多上市公司如科華恒盛、美利云、沙鋼股份、高升控股等，通過兼并收購進入該行業(yè)。舊廠房改造成為一線城市數(shù)據(jù)中心建設(shè)新模式。數(shù)據(jù)中心作為高能耗產(chǎn)業(yè)，需要大量電力、水力及空間資源。一線城市電力、水力資源緊張，碳排放、標煤等考核指標嚴格，新建數(shù)據(jù)中心數(shù)量逐步減少。隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、新型城市規(guī)劃建設(shè)，傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)逐漸遷移出一線大城市，大量老舊工業(yè)廠房空置，不少企業(yè)將原有建筑改造建設(shè)數(shù)據(jù)中心，充分利用原有電力水力資源，如北京順義的人民教育出版社印刷廠、上海市的寶鋼集團鋼廠等。
（3）從能效來看，總體能效水平逐步提升
截至2017年年底，受上架率影響，全國在用超大型數(shù)據(jù)中心平均運行PUE 1.63；大型數(shù)據(jù)中心平均1.54，最優(yōu)水平達到1.2左右。2017年，在建超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE分別為1.41、1.48，預計未來幾年仍將進一步降低。從綠色技術(shù)來看，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心不斷創(chuàng)新綠色節(jié)能新應(yīng)用，多個數(shù)據(jù)中心獲得TGG（綠色網(wǎng)格）與開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）聯(lián)合認證的5A級綠色數(shù)據(jù)中心。2015年，百度云計算（陽泉）中心采用整機柜服務(wù)器、高壓直流+市電直供、機器學習控制系統(tǒng)、高溫服務(wù)器等技術(shù)，實現(xiàn)年均PUE 1.23；2016年，阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心采用湖水自然冷卻系統(tǒng)、太陽能電池板、高壓直流等技術(shù)，達到年均設(shè)計PUE 1.28；2017年，騰訊青浦三聯(lián)供數(shù)據(jù)中心采用天然氣三聯(lián)供、離心變頻冷機、磁懸浮冷機等技術(shù)，實現(xiàn)年均PUE 1.31；2018年，阿里巴巴/張北云聯(lián)數(shù)據(jù)中心采用無架空地板彌散送風、全自動化BA系統(tǒng)實現(xiàn)自然冷源最大化等技術(shù)，實現(xiàn)年均PUE 1.23。
三、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展
伴隨云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展，新一代的信息化技術(shù)應(yīng)用對底層基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更快速、更高效、更節(jié)能的要求，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和探索，正朝著大型化、模塊化、綠色化的方向發(fā)展，推動技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字經(jīng)濟的應(yīng)用與落地。
（1）整機柜服務(wù)器、模塊化數(shù)據(jù)中心帶動技術(shù)應(yīng)用快速高效部署
天蝎整機柜服務(wù)器通過模塊化設(shè)計、一體化交付、智能化管理，實現(xiàn)整體機柜、集中供電、集中散熱、統(tǒng)一管理，可實現(xiàn)TCO（總投入成本）降低10%~20%，部署效率提升20倍，日交付能力提升至1萬臺，整體能效提升15%，故障率降低40%，支撐大量互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)用。天蝎整機柜服務(wù)器目前完成三代技術(shù)演進，1.0和2.0版本實現(xiàn)了服務(wù)器供電、散熱和系統(tǒng)管理層面標準化、資源池化，在實際應(yīng)用中大幅提高效率并降低能耗。例如，整機柜大容量存儲服務(wù)器面向存儲業(yè)務(wù)，單機柜可部署硬盤720塊，密度提升50%，單TB功耗1.1W；整機柜ARM64服務(wù)器，對比同配置x86服務(wù)器，計算性能提升1~2倍，單節(jié)點功耗省40W；整機柜GPU服務(wù)器，通信帶寬提升2~4倍，延時縮小1倍，比傳統(tǒng)GPU服務(wù)器性能提升30%，功耗降低7%以上。3.0版本將實現(xiàn)對服務(wù)器計算、存儲和傳輸資源的解耦和池化，解決云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等多種應(yīng)用場景下，服務(wù)器部件資源利用不均衡等問題。整機柜服務(wù)器的創(chuàng)新應(yīng)用推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計截至2017年年底，天蝎整機柜服務(wù)器累計部署規(guī)模約1.5萬架，近50萬臺服務(wù)器解決方案，產(chǎn)值達150億元，節(jié)約用戶投資10~15億元，節(jié)約用電超2億度。
模塊化數(shù)據(jù)中心將數(shù)據(jù)中心的建設(shè)由“工地”遷移到“工廠”，通過工廠預制，現(xiàn)場安裝可實現(xiàn)40天完成部署，大幅降低建設(shè)周期，實現(xiàn)快速靈活響應(yīng)。通過冷熱通道封閉、行間制冷、高壓直流、配電架構(gòu)簡化等實現(xiàn)綜合節(jié)能約26%，理論PUE可達到1.4左右，實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低成本。據(jù)ODCC統(tǒng)計，截至2017年年底，微模塊數(shù)據(jù)中心的部署量已從2013年的300套增長到4500套，相當于5萬多個20A機架規(guī)模，預模塊數(shù)據(jù)中心完成9100個40A整機柜的部署，相當于1.8萬個20A標準機柜，模塊化數(shù)據(jù)中心累計完成約7萬個標準機架的部署，容納服務(wù)器能力超過100萬臺。運行6年來安全穩(wěn)定，平均PUE下降0.2~0.4，運行成本降低20%~40%，節(jié)能降支效果非常明顯，對數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)模塊化、綠色化具有很強的帶動和引領(lǐng)作用。
（2）GPU服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心液冷等新技術(shù)支撐高性能計算應(yīng)用落地
隨著技術(shù)的發(fā)展，新應(yīng)用對計算和存儲的需求越來越高，需要更高的計算能力，GPU服務(wù)器通過數(shù)量眾多的計算單元、超長的流水線和簡單的控制邏輯，具備高效的圖形處理能力和計算能力，有力支撐視頻編解碼、深度學習、科學計算等多種應(yīng)用。近年來，各行各業(yè)落地的人工智能應(yīng)用層出不窮，GPU服務(wù)器因其高并行計算性能和成熟的軟件生態(tài)優(yōu)勢，成為現(xiàn)階段人工智能領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的加速計算解決方案，市場呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢。
在計算能力不斷提升的同時，IT設(shè)備的功率密度也在不斷增加，亟需新型制冷技術(shù)提供更高效的數(shù)據(jù)中心散熱能力。液冷技術(shù)運用水或礦物油，通過浸沒式、冷板式、噴淋式等方式使IT設(shè)備快速冷卻，大大提高了換熱效率。國外IBM、Google等公司已開始大量探索，隨著技術(shù)的不斷成熟，液冷技術(shù)在國內(nèi)逐步落地。除了應(yīng)用于國家超算中心外，也逐漸出現(xiàn)了商用案例，如位于中科院大氣物理研究所的地球數(shù)值模擬裝置原型系統(tǒng)和位于國家電網(wǎng)電力科學研究院仿真中心的超級計算系統(tǒng)，都采用了曙光集團的液冷服務(wù)器。液冷的市場化程度正逐步加強，應(yīng)用方案也逐漸滲透到互聯(lián)網(wǎng)、金融、教育、影視等領(lǐng)域，應(yīng)用場景和環(huán)境越來越豐富，如目前已有互聯(lián)網(wǎng)公司小規(guī)模的部署應(yīng)用浸沒式液冷方案。此外，采用液冷技術(shù)將大幅減少數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)耗電，降低PUE，提高數(shù)據(jù)中心能源效率。
（3）智能化監(jiān)控、管理平臺簡化基礎(chǔ)設(shè)施管理，加速企業(yè)創(chuàng)新
隨著數(shù)據(jù)量的高速增長，新建數(shù)據(jù)中心大多以大規(guī)模、超大規(guī)模為主，大量的設(shè)備和復雜的系統(tǒng)為高效管理帶來了挑戰(zhàn)。智能化的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理通過對IT設(shè)備和數(shù)據(jù)中心風火水電基礎(chǔ)設(shè)施的在線監(jiān)控、管理，節(jié)省了大量維護時間和費用，讓企業(yè)更加專注于上層業(yè)務(wù)。在人工智能、云計算的快速發(fā)展下，部分管理平臺如DMaaS，將基礎(chǔ)設(shè)施管理與IT設(shè)備管理進行集成，運用大數(shù)據(jù)分析和機器學習等算法可實現(xiàn)有效預測和防止數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生的事件和故障，緩解數(shù)據(jù)中心效率低下和容量不足的問題，提高了數(shù)據(jù)中心運營效率。
智能運維機器人或?qū)⑻娲罅總鹘y(tǒng)人工巡檢。隨著數(shù)據(jù)中心單體規(guī)模不斷攀升，越來越多的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備需要日常維護和管理，傳統(tǒng)做法是人工定期巡視，對于關(guān)鍵設(shè)備需有專人24h值班巡檢。人工投入大、成本高、效率低、可靠性差是眾多數(shù)據(jù)中心面臨的共同問題。智能運維機器人能24h不間斷地在數(shù)據(jù)中心巡邏，收集環(huán)境數(shù)據(jù)的同時，還能實時讀取主要設(shè)備的異常情況并自動報警，大大提升巡邏的可靠性和規(guī)范性，降低勞動強度、提高運營效率、降低運行維護成本。未來通過優(yōu)化智能運維機器人智能巡檢、深度學習的能力，將逐步實現(xiàn)以智能機器人輔助人工巡檢甚至替代人工巡檢，形成“智能化管理平臺+智能機器人+專業(yè)工程師”的三道運維安全防線。
四、加快數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的策略建議
隨著技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我國已初步形成完整的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈條，但多個環(huán)節(jié)仍存在規(guī)模小、服務(wù)質(zhì)量差等問題，不少數(shù)據(jù)中心仍以粗獷模式發(fā)展，如數(shù)據(jù)中心建設(shè)前期缺乏科學合理的規(guī)劃選址、專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計等；暖通、電氣等基礎(chǔ)設(shè)施采購中，多數(shù)關(guān)鍵設(shè)備來自進口，隨著智能化在線管理的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的安全隱患成為一大問題；建設(shè)過程中，由于管理和技術(shù)水平低造成施工質(zhì)量差、周期長等問題；運營管理中，缺乏精準的監(jiān)控管理系統(tǒng)，造成電力、空間等資源的浪費等，亟需采取措施完善數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，更好地支撐數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。
（1）加強政策標準引導和產(chǎn)業(yè)信息公開
依托工業(yè)和信息化部發(fā)布的《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引》，每年持續(xù)更新，將全國數(shù)據(jù)中心的總體情況進行公布，為用戶選擇數(shù)據(jù)中心作參考。加強數(shù)據(jù)中心選址模型、運維管理等技術(shù)規(guī)范標準的宣傳推廣，引導用戶科學合理規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)中心。
（2）加大國產(chǎn)設(shè)備品牌的培育和支持
設(shè)立數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)研究專項，加大數(shù)據(jù)中心供配電、制冷設(shè)備的研發(fā)投入，借助液冷等新技術(shù)更迭，持續(xù)開展技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新實現(xiàn)彎道超車，提升國產(chǎn)品牌服務(wù)能力。
（3）支持國內(nèi)數(shù)據(jù)中心服務(wù)商走出去
加快推進國內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)效率。借助一帶一路、絲綢之路等國家戰(zhàn)略，支持國內(nèi)數(shù)據(jù)中心服務(wù)商推進沿線國家的數(shù)據(jù)中心建設(shè)和服務(wù)。依托國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)全球化發(fā)展布局，支持數(shù)據(jù)中心服務(wù)商開展全球化業(yè)務(wù)服務(wù)，增強國際競爭力。
（4）持續(xù)加強數(shù)據(jù)中心人才培養(yǎng)
開展數(shù)據(jù)中心產(chǎn)學研項目研究與合作，設(shè)立數(shù)據(jù)中心相關(guān)專業(yè)，加大高校定向人才培養(yǎng)。跟蹤調(diào)研產(chǎn)業(yè)人才需求，借助第三方行業(yè)組織和機構(gòu)，開展數(shù)據(jù)中心人才培訓，切實滿足產(chǎn)業(yè)實際發(fā)展需要。
