浪潮下的大數(shù)據(jù)中心,“新基建”背景下的挑戰(zhàn)

資本偵探
洪雨晗
在中國大數(shù)據(jù)中心迅猛發(fā)展的這幾年,也是全球信息技術創(chuàng)新進入新一輪加速的時期,5G、物聯(lián)網、人工智能等信息技術的快速演進,必然對“新基建”背景下的大數(shù)據(jù)中心提出新的要求,同時也是新的機遇。

互聯(lián)網時代,大數(shù)據(jù)中心已成為社會各行各業(yè)發(fā)展的重要基礎設施,全國不少地區(qū)也紛紛引入大數(shù)據(jù)中心,打造城市數(shù)字經濟產業(yè)區(qū)。

近日,萬國數(shù)據(jù)上海浦江大數(shù)據(jù)中心基地一期項目全面啟動,建筑面積預計達108000平方米;百度在保定自建的超大型大數(shù)據(jù)中心宣布開放,能夠承載36萬臺AI服務器;世紀互聯(lián)計劃發(fā)行1700萬股ADS以擴大大數(shù)據(jù)中心基礎設施。

地方和企業(yè)在大數(shù)據(jù)中心上的頻頻互動與國家對新基建的指導政策緊密相關。今年3月4日,政治局常務會議再次強調“要加快5G網絡、大數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。”大數(shù)據(jù)中心首次被國家列入加快建設的條目。

大數(shù)據(jù)中心受到國家層面重視的背后,是數(shù)字經濟的崛起。隨著技術與網絡的發(fā)展,信息以數(shù)字的形式出現(xiàn),即數(shù)字經濟在某種意義上等于新經濟或者知識經濟。根據(jù)中國信通院發(fā)布的《中國數(shù)字經濟發(fā)展白皮書(2020年)》顯示,2019年我國數(shù)字經濟增加值規(guī)模達到35.8萬億元,占GDP比重達到36.2%。數(shù)據(jù)經濟對國家經濟發(fā)展的重要性可見一斑。

大數(shù)據(jù)中心則是想要發(fā)展好數(shù)據(jù)經濟必不可缺的基礎設施——5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、云計算等新一代信息技術發(fā)展的發(fā)展都離不開大數(shù)據(jù)中心,大數(shù)據(jù)中心是這些技術實現(xiàn)的數(shù)據(jù)中樞和算力載體,是支撐“新基建”發(fā)展的重要底座。

在“新基建”的新背景下,大數(shù)據(jù)中心的內涵發(fā)生了新變化,在市場中也似乎有了新的玩法。

大數(shù)據(jù)中心的由來

大數(shù)據(jù)中心的前身,可追溯至計算機的古早時期。

早期的計算機系統(tǒng)操作和維護都非常復雜,需要專門的空間和人員來操作。世界第一臺通用計算機ENIAC便包含了17468個電子管、7200個晶體二極管、1500個繼電器、10000個電容器,和五百萬個手工焊接頭。它的重量達27噸,占地167平方米,耗電150千瓦。

連接這些所有組件需要的電纜線更多,這就進而產生供應和組織的方法,同樣,不同的計算機模塊還需要大量電力,這對環(huán)境的散熱能力提出了要求。除此之外,設備的安全也格外重要。

首先是早期的計算機非常容易損壞,ENIAC每兩天就有一個管件壞掉,因此需要減少外界環(huán)境對計算機的干擾;其次,早期計算機造價高昂,ENIAC還為美國陸軍的彈道研究實驗室所使用,用于計算火炮的火力表。

由此種種,控制計算機房間訪問權限的基本設計方針開始出現(xiàn),而真正意義上的大數(shù)據(jù)中心,是隨著微型計算機的逐漸普及而產生的。

隨著信息技術的發(fā)展,客戶端-服務器計算開始出現(xiàn),20世紀90年代的微型機開始要求專門的空間。便宜的網絡設備加上網絡電纜的新標準,使得公司在房間中使用分層設計來放置服務器成為可能,這種使用方式也由此被廣泛推廣開來。

但是,這一模式對當時的一些小公司來說仍不是件容易的事情。因此,許多公司專門在一定空間內搭建此類大型設備,為一些需要節(jié)約成本或體量較小的公司提供商業(yè)上的系統(tǒng)部署和操作的解決方案,這種一定空間內的大型設備被稱為網絡大數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center),也常常被簡稱為IDC。

從2005年開始,大數(shù)據(jù)中心的概念開始擴大,服務范圍也更廣,不僅有主機托管、網絡托管的傳統(tǒng)型服務,還新增云計算、新網絡應用、虛擬服務等。此時的大數(shù)據(jù)中心更注重高性能架構,通過規(guī)?;⒓苫瘉斫档瓦\營成本,這促使大數(shù)據(jù)中心的設計、構建和運作形成一定的行業(yè)標準,并逐漸成為一門應用廣泛的學科。

如今,大數(shù)據(jù)中心的應用范圍從基礎業(yè)務(主機托管、寬帶出租、虛擬主機、IP地址出租、服務器出租)向增值業(yè)務擴展(異地容災、代理維護、安全系統(tǒng)、負載均衡、數(shù)據(jù)備份、遠程維護、逆向DNS、設備檢測、系統(tǒng)集成)進化,目前,大數(shù)據(jù)中心增值業(yè)務的營收已超過基礎業(yè)務。

大數(shù)據(jù)中心專業(yè)服務及解決方案的迅猛發(fā)展也少不了上下游的聯(lián)動。由IT設備、電源設備、基礎運營商、地方土地資源等組成的上游基礎設施是IDC發(fā)展的地基;由互聯(lián)網、金融、制造及軟件行業(yè)、政府機關及央企、傳統(tǒng)行業(yè)構成的下游市場是IDC服務的最終客戶應用廠商。

因此,大數(shù)據(jù)中心如今涉及的大數(shù)據(jù)中心產業(yè)鏈和帶來的經濟效益相比以前要深遠許多。

大數(shù)據(jù)中心的海內外格局

數(shù)字經濟的強勢崛起,成為經濟增長新引擎,但全球的大數(shù)據(jù)中心數(shù)量卻是在逐漸減少的。

根據(jù)中國信息通信研究院發(fā)布的《大數(shù)據(jù)中心白皮書(2018年)》顯示,2010年以來全球大數(shù)據(jù)中心一直在平穩(wěn)增長,但自2017年開始,隨著大數(shù)據(jù)中心往大型化、集約化的方向發(fā)展,全球大數(shù)據(jù)中心數(shù)量開始縮減。2015年全球大數(shù)據(jù)中心45萬個,預計2020年大數(shù)據(jù)中心將減少至42.2萬個。

全球大數(shù)據(jù)中心的數(shù)量雖然在減少,但是全球大數(shù)據(jù)中心內部署的機架數(shù)量卻在穩(wěn)定小幅增長,2015年全球部署機架數(shù)為479萬,預計2020年這個數(shù)字將達到493萬。機架是大數(shù)據(jù)中心用于綜合布線,安裝配線架和理線架,實現(xiàn)對電纜和光纜布線系統(tǒng)的管理的物品。機架的數(shù)量決定大數(shù)據(jù)中心的空間需求,一般一個機架用來放置一臺服務器。

同時,隨著單機架功率的快速提升,全球大數(shù)據(jù)中心的整體服務能力和運行效率在穩(wěn)步提高。這背后,是近年來全球大數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模保持10%增速的現(xiàn)實。

從國內看,我國大數(shù)據(jù)中心規(guī)模和數(shù)量快速增長,IDC市場規(guī)模高速增長,遠高于全球平均增速。根據(jù)科智咨詢發(fā)布的《中國IDC產業(yè)發(fā)展研究報告》,2019年中國市場IDC業(yè)務市場總規(guī)模達1562.5億元,同比增長27.2%,較2018年增長超過334.5億元。截止2017年底,我國大型以上大數(shù)據(jù)中心機架數(shù)超過82萬,比2016年增長68%。

除了中國互聯(lián)網行業(yè)的迅速發(fā)展,國家近年來密集出臺的政策也是我國大數(shù)據(jù)中心行業(yè)快速發(fā)展的重要推手。

這其中有幾個關鍵節(jié)點。首先是,2011年11月,工信部發(fā)布《關于進一步規(guī)范因特網大數(shù)據(jù)中心業(yè)務和因特網接入服務業(yè)務市場準入工作的通告》,放寬了IDC牌照審核的門檻,使得當時許多企業(yè)進入IDC業(yè)務領域并開始快速拓寬市場,帶來IDC業(yè)務市場的一輪增長高峰。

第二,國家標準《大數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》自2018年1月起開始實施,使大數(shù)據(jù)中心的建設熱潮開始規(guī)則有序,在技術能力、節(jié)能環(huán)保能力和安全能力等方面給大數(shù)據(jù)中心做出了規(guī)范。

最后,則是大數(shù)據(jù)中心作為我國“新基建”項目之一,被列入2019年政府工作報告,并在今年3月4日的中央高層會議上,明確強調要加快5G網絡、大數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。

在政策支持、技術升級和數(shù)據(jù)流量爆發(fā)式增長的背景下,我國IDC市場增長潛力巨大,大數(shù)據(jù)中心產業(yè)鏈細中的各細分市場也逐漸完善。中國工程院院士鄔賀銓曾表示:“大數(shù)據(jù)中心的建設是個很長的產業(yè)鏈,包括服務器、路由器、交換機、光模塊,還有電源、軟件、網絡、機房。對于產業(yè)鏈來說,更重要的是集成運維,以及‘云服務商’和解決方案。”

除去上游基礎設施提供方和下游服務的企業(yè)客戶,還有負責集成運維,以及‘云服務商’和解決方案的中游IDC服務商。

IDC的收入主要來源于出租機柜的租金,電力成本為大數(shù)據(jù)中心的主要成本支出,資本擴張、技術實力、資源能力和地理位置是IDC的核心競爭要素。

資本擴張主要決定機柜功率密度和機柜數(shù),從而決定機房規(guī)模和最大收入規(guī)模;技術實力影響機房規(guī)模、出租率和ARPU值(每用戶平均收入),也影響大數(shù)據(jù)中心供電和制冷成本;資源能力主要指拿地、拿電、拿帶寬的能力,影響客戶結構和成本控制;地理位置影響著出租率,也決定著電力的價格。

前瞻研究院將中游IDC服務商則可以分為四類,分別是:

●以電信、聯(lián)通、移動代表的運營商派;

●以世紀互聯(lián)、網宿科技、鵬博士等企業(yè)為代表的IDC基礎架構提供商;

●以阿里云、華為云、騰訊云為代表的云計算服務商,云計算通過租用或自建(以租用為主)大數(shù)據(jù)中心的方式來提供IaaS/SaaS等云服務,云計算需求的快速增長成為IDC行業(yè)增長的主要驅動力;

●以及其它民營IDC為主的第四陣營的局面。

目前來看,三大基礎電信運營商在IDC行業(yè)中所占市場份額比例占比達73%,第三方運營商則在定制化服務的能力上更強。

“新基建”背景下的挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和市場在國內增長迅猛,遠高于全球同期增長水平,這也同時說明我國的大數(shù)據(jù)中心仍處于快速增量的初級階段,在產業(yè)布局、技術水平和運維管理上仍有不少需要加強的地方。

從產業(yè)布局上來說,北京、上海、廣州、深圳四個一線城市大數(shù)據(jù)中心布局過于密集,同時,這些地區(qū)的大數(shù)據(jù)中心運營成本較高。北京市大數(shù)據(jù)中心曾多次出現(xiàn)“一柜難求”的現(xiàn)象,大數(shù)據(jù)中心的租賃價格也是水漲船高。

自2018年工信部印發(fā)《全國大數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引》以來,不少新建大型、超大型大數(shù)據(jù)中心逐漸向西部地區(qū)轉移,但因用戶需求、網絡條件等因素影響,不少大數(shù)據(jù)中心布局于北上廣深周邊地區(qū)城市??傮w來說,我國大數(shù)據(jù)中心總體布局仍需不斷優(yōu)化。

從技術角度來說,首先,大數(shù)據(jù)中心的建設是重資產投入,是一個長期項目,但互聯(lián)網技術迭代較快,因此,新建的大型大數(shù)據(jù)中心布局設計之初,就必須預判未來20年的技術趨勢,預留未來技術升級的空間。其次,大數(shù)據(jù)中心作為高能耗產業(yè),服務器機柜不斷增加,機房空間不斷擴大,UPS電源、機房空調等相關設施不斷增加投入,隨之而來是能源利用效率低、耗電量大,電費支出超過基礎設施建設成本。

在我國,按照《“十三五”國家信息化規(guī)劃》的指導,到2018年,新建大型云計算大數(shù)據(jù)中心PUE(總體能耗/IT設備能耗)值不高于1.5;到2020年,形成具有國際競爭力的云計算和物聯(lián)網產業(yè)體系,新建大型云計算大數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4。

2018年,阿里巴巴/張北云聯(lián)大數(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,實現(xiàn)年均PUE1.23。但2017年全國在用超大型大數(shù)據(jù)中心平均運行PUE1.63,大數(shù)據(jù)中心的總體能效水平仍需提高。

在運維管理上,大數(shù)據(jù)中心的機房中有上百種設備,除了供電系統(tǒng)外還有空調系統(tǒng)、動環(huán)系統(tǒng)、IT管理系統(tǒng)等。受大數(shù)據(jù)中心管理平臺、人員經驗和運維水平的影響,國內運維人員人均管理100個機柜,國外運營較好的大數(shù)據(jù)中心人均管理設備量過千,我國大數(shù)據(jù)中心人員的總體運維水平仍需提高。

除了人員培訓上的加強外,大數(shù)據(jù)中心的安全運營也需要數(shù)字化、智能化手段實現(xiàn)提質增效。國內外不少大型大數(shù)據(jù)中心頻頻因為火災而導致宕機而登上新聞。大數(shù)據(jù)中心因散熱困難、煙氣量大、用電量大、撲救難度大、節(jié)點易燃燒等原因,似乎成為了火災的高發(fā)行業(yè)。除了人員的定期巡查,這也要求大數(shù)據(jù)中心保持升級整體的防火系統(tǒng)。

在中國大數(shù)據(jù)中心迅猛發(fā)展的這幾年,也是全球信息技術創(chuàng)新進入新一輪加速的時期,5G、物聯(lián)網、人工智能等信息技術的快速演進,必然對“新基建”背景下的大數(shù)據(jù)中心提出新的要求,同時也是新的機遇。

國際數(shù)據(jù)公司預測,到2020年,全球將有超過500億的終端和設備聯(lián)網,其中超過50%的數(shù)據(jù)需要在網絡邊緣側進行存儲、處理和分析。這將促使“云計算+邊緣計算”的新型數(shù)據(jù)處理模型產生,大數(shù)據(jù)中心將呈現(xiàn)兩極化發(fā)展。一方面資源逐步整合,云大數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大;另一方面,將涌現(xiàn)大量邊緣大數(shù)據(jù)中心,以保障邊緣側的實時性業(yè)務。

此時,擁有專業(yè)化的綜合技術服務的IDC服務商將迎來發(fā)展機遇,豐富的運營服務經驗和細分領域的運維技術優(yōu)勢,將給專業(yè)的IDC技術服務商帶來更多的大數(shù)據(jù)中心運營維護服務訂單。

中國互聯(lián)網滲透率很高,這意味著中國傳統(tǒng)行業(yè)的信息化改造、數(shù)字化及智能化升級,都將成為未來大數(shù)據(jù)中心發(fā)展的新動力。未來企業(yè)上云、設備上云步伐將加快,工業(yè)計算需求將爆炸式增長,我國工業(yè)信息化、數(shù)字化市場巨大。

除了國內市場的進一步挖掘,我國IDC企業(yè)也在積極出海,中國電信是國內最早“走出去”的運營商。據(jù)451Research統(tǒng)計,2017年中國電信在全球大數(shù)據(jù)中心托管市場占據(jù)3.3%,僅次于美國公司Equinix的9.5%和Digital Reality Trust的5.7%。我國互聯(lián)網企業(yè)阿里云早在2014年就開始全球化布局,根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司2020年發(fā)布的全球公有云市場報告顯示:阿里云憑借4.6%市場份額排全球第四。

整體來看,隨著全球IDC市場的穩(wěn)步增長,全球IDC市場將吸引更多國內企業(yè)布局,在新基建的東風下,大數(shù)據(jù)中心的發(fā)展還將行駛在快車道上。

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