當全世界越來越習慣于采用數(shù)字化的遠程手段來滿足工作和生活需求的時候，我們需要不斷升級IT和網(wǎng)絡容量，也就是建設更多的數(shù)據(jù)中心。作為未來數(shù)字世界的核心，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模一直在快速增長。國家和地方政府也在密集地出臺相關政策來規(guī)范其建設和運營，以期實現(xiàn)高效的和可持續(xù)發(fā)展的目標。
作為數(shù)據(jù)中心、行業(yè)關鍵應用領域基礎設施建設和數(shù)字化服務的全球領導者，施耐德電氣每年年初都會基于深刻的行業(yè)洞察和實踐發(fā)布《看得見的未來—數(shù)據(jù)中心市場的新趨勢與新突破》以揭示新一年數(shù)據(jù)中心行業(yè)會發(fā)生哪些變化，有哪些趨勢會影響數(shù)據(jù)中心行業(yè)未來的發(fā)展方向以及這些變化和趨勢對數(shù)據(jù)中心運營商的價值和意義。以下是施耐德電氣數(shù)據(jù)中心全球科研中心對2022年的新興趨勢的預測，我們會看到很多趨勢都是由低碳可持續(xù)發(fā)展的要求和數(shù)字化應用的興起所帶來的。
趨勢一：數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的路徑將更加清晰
隨著我們的世界變得更加數(shù)字化和自動化，對數(shù)據(jù)中心的需求不斷增長，更多和更大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心正在如火如荼的建設中，同時也消耗著越來越多的自然資源，對環(huán)境的影響正在加劇。因此，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是至關重要的。我們需要從過去只專注于可用性和PUE向更加全面地考慮對環(huán)境的影響進行轉變，比如：溫室氣體的排放，水資源的使用，廢棄物的處理以及對生物多樣性的影響。我們需要設定遠大的可持續(xù)發(fā)展的目標，量化對環(huán)境的整體影響，采取切實可行的行動來優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。施耐德電氣通過發(fā)布《中國數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展之旅》白皮書，幫助數(shù)據(jù)中心行業(yè)定義可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)中心的關鍵要素，衡量指標，提出了通過設計高效的運行系統(tǒng)并實現(xiàn)高效地運行維護，提高可再生能源使用比例和進行供應鏈脫碳等作為實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。
趨勢二：大數(shù)據(jù)量和超低時延的應用將推動網(wǎng)絡邊緣的革新
大數(shù)據(jù)量和超低時延的應用，諸如：高清流媒體、AR/VR、自動駕駛汽車、工業(yè)4.0中的M2M （Machine to Machine）和視頻分析等需要我們提高帶寬，降低時延，提高數(shù)據(jù)的安全性，同時降低通信的成本和復雜性。這就要求傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡以開放性的架構與互聯(lián)網(wǎng)的IT架構進行融合，通過標準的IT設備來實現(xiàn)過去由專業(yè)的電信設備才能實現(xiàn)的網(wǎng)絡分配，聚合等功能，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的能力。數(shù)以百萬計的微型邊緣計算數(shù)據(jù)中心將被部署在網(wǎng)絡邊緣的“最后一公里”，并利用新的技術諸如：5G，Wi-Fi6, 光纖接入（FTTX）來支持更多的IoT設備，互聯(lián)網(wǎng)4.0和新的應用。這些邊緣計算的部署將面臨獨特的挑戰(zhàn)，因為它們的數(shù)量和應用場景眾多，很多位于室外或惡劣的環(huán)境，以及多樣的IT和電信設備對物理基礎設施諸如供配電、制冷和運維管理帶來挑戰(zhàn)。施耐德電氣將發(fā)布新的白皮書來定義下一代電信與IT融合的網(wǎng)絡邊緣，分析大規(guī)模部署所面臨的獨特挑戰(zhàn)，并提供一系列的最佳實踐來實現(xiàn)網(wǎng)絡邊緣部署的可持續(xù)發(fā)展和韌性。
趨勢三：節(jié)能改造在老舊存量數(shù)據(jù)中心將取得進展
在“能耗雙控”和“雙碳”背景下，政府不斷出臺政策來優(yōu)化“老舊小散”的存量數(shù)據(jù)中心，尤其是對PUE和機柜功率密度等關鍵指標的優(yōu)化。如果不立即采取行動，很多這種類型的數(shù)據(jù)中心將面臨“關停騰挪”等風險。因此，存量老舊數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造將在新的一年里拉開序幕，我們需要利用最新的節(jié)能技術、設備和數(shù)字化管理軟件對“老舊小散”數(shù)據(jù)中心進行節(jié)能改造甚至是整合。比如，過去常用的低效的工頻機UPS將被高效的模塊化UPS所取代并運行在高能效模式下；低效的定速精密空調將被高效的變頻空調所取代，并更多地運行在自然冷卻模式下；將低負載率的機柜整合成高功率密度的現(xiàn)代化智能微模塊；部署新的數(shù)字化管理軟件系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)和AI來實現(xiàn)運營階段的系統(tǒng)調優(yōu)，預測性維護和能源管理。施耐德電氣認為這些新的技術和軟硬件設備將幫助“老舊小散”的存量數(shù)據(jù)中心提高負載率、降低能耗、優(yōu)化能源管理，為它們帶來新的生命和活力。
趨勢四：分布式能源的應用將推動數(shù)據(jù)中心供配電架構的超融合發(fā)展
為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心更多清潔能源的使用、優(yōu)化用能成本、提高用能效率和減少碳足跡，數(shù)據(jù)中心將越來越多地采用分布式清潔能源，比如：風能、太陽能(000591)等。傳統(tǒng)電網(wǎng)對這些間歇性能源的消納能力是有限的，因此，為了保障供電的可靠性、連續(xù)性和穩(wěn)定性，我們需要利用微網(wǎng)技術來實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”一體化的能源系統(tǒng)管理。這時就需要我們設計超融合的微網(wǎng)供配電架構，可以根據(jù)不同的地域、風險、成熟度水平等要求來選擇不同的備用電源和儲能方案，為IT負載和其它關鍵負載同時提供高質量的和韌性的交直流供電方案。施耐德電氣認為超融合的供配電架構系統(tǒng)將同時實現(xiàn)配電、控制、保護、功率轉換和監(jiān)控等功能，也被稱為軟件定義的能源管理系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)儲能集成和軟件管理的靈活性和標準化。
趨勢五：數(shù)字化管理軟件的變革將賦能數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展
數(shù)據(jù)中心基礎設施管理軟件（DCIM）是在以往企業(yè)級數(shù)據(jù)中心占主導的時候孕育出來的，主要專注于數(shù)據(jù)中心IT機房的容量管理、安全管理、溫濕度環(huán)境的監(jiān)控以及機電設備的監(jiān)控。隨著數(shù)據(jù)中心對可持續(xù)發(fā)展的要求，99%的大型企業(yè)管理層認為可持續(xù)發(fā)展是他們未來業(yè)務成功的關鍵，75%的投資決策者也認為，一個企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是決定他們是否投資的一項非常重要的因素。因此，傳統(tǒng)的DCIM軟件將進行變革，不在局限于實現(xiàn)基礎設施的韌性和安全性，將實時監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)性。這將有助于最小化能源和其它自然資源的消耗，追蹤和報告環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標，分析數(shù)據(jù)并提供戰(zhàn)略性的行動指導。施耐德電氣認為新一代數(shù)據(jù)中心的數(shù)字化管理軟件系統(tǒng)需要具備五大關鍵屬性，包括：基于公有云或私有云的、與供應商的發(fā)票管理服務相連接、包含能源采購和市場功能及服務、支持流行的可持續(xù)發(fā)展報告框架協(xié)議以及友好的用戶自定義功能。
趨勢六：AR/VR數(shù)字孿生技術將賦能數(shù)據(jù)中心的智能化運維
數(shù)據(jù)中心的運維管理是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作，尤其是應急操作流程（EOP），因為EOP事件的場景是多樣的、不可預見的、非標準的以及突發(fā)的。EOP場景實操時間短、風險高、對技術人員技能熟練度要求高；但是只有少量運維人員在項目落地的試運行階段才有培訓和演練的機會。一旦系統(tǒng)上線，真實場景的模擬演練非常困難，多數(shù)都是以劇本的方式進行。數(shù)據(jù)中心可以通過AR/VR等數(shù)字孿生元宇宙技術建立一套模擬演練系統(tǒng)，模擬多種EOP事件場景，進行模擬演練操作，確定應急和搶險預案，同時可以訓練運維團隊，對運維人員能力水平進行考核，還可以實現(xiàn)故障的快速定位，同時提供可視化的操作指引。施耐德電氣認為將現(xiàn)實世界復刻到虛擬世界，在虛擬世界完成所有的價值鏈，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心未來智能化運維的有效手段。
趨勢七：IT與OT的融合將對邊緣計算的網(wǎng)絡安全帶來新的挑戰(zhàn)
在數(shù)字化轉型的競賽中，很多企業(yè)都在其業(yè)務流程中添加大量的IoT傳感器、儀表和高清視頻來提高效率和提升服務質量。比如公共交通中的近距離感知和面部識別，農業(yè)中的IoT土壤傳感器，或者工業(yè)機器人所使用的IoT傳感器。更多的傳感器意味著更多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將被位于本地的邊緣計算所處理。但是，對于黑客來說，在網(wǎng)絡上增加指數(shù)級的設備，相當于增加指數(shù)級的“窗口”，這使得IT和OT管理人員徹夜難眠。IT與OT的融合需要我們在邊緣計算部署過程中采用最佳實踐來確保網(wǎng)絡安全。施耐德電氣認為實現(xiàn)網(wǎng)絡安全的最佳實踐包括四個方面，涉及設備的選擇標準、網(wǎng)絡安全設計、設備的設置和配置以及包括補丁管理、漏洞管理和滲透測試相關的操作和維護。
趨勢八：數(shù)據(jù)中心正在考慮采用更加環(huán)保的備用電源系統(tǒng)
柴油發(fā)電機長期以來一直為數(shù)據(jù)中心等關鍵應用提供長時間的備用電源，尤其是在“能耗雙控”和“拉閘限電”的背景下，發(fā)電機更是長時間運行來為數(shù)據(jù)中心提供電力。然而，隨著環(huán)境問題的出現(xiàn)，越來越多的人希望可以用更加可持續(xù)的方案來取代它們。比如：能否用天然氣來取代柴油作為發(fā)電機的燃料？鋰電池或燃料電池是否比柴油發(fā)電機更經濟環(huán)保？這需要從投資成本、燃料成本、碳排放、占地和啟動時間等維度進行利弊的綜合權衡。施耐德電氣認為目前還沒有一個完美的替代方案，天然氣發(fā)電機取代柴油發(fā)電機是目前來看比較實際的替代方案。未來，燃料電池將是主要的競爭者，但還需要進一步降低投資成本和燃料成本，來實現(xiàn)備用電源的經濟性。
趨勢九：數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)將變得更加環(huán)保、安全與可靠
過去幾年，行業(yè)一直認為鋰電池將取代鉛酸蓄電池作為數(shù)據(jù)中心UPS后備電源的主要儲能方式，但對鋰電池安全性的擔憂阻礙了這一發(fā)展趨勢。因此，電池和UPS的供應商一直通過工程控制的手段致力于提高鋰電池儲能系統(tǒng)的安全性與可靠性。通過電芯級、機架級和系統(tǒng)級三級BMS控制系統(tǒng)來實現(xiàn)主動式監(jiān)控。隨著符合世界上最為嚴苛的火災蔓延測試標準——UL9540A鋰電池柜在行業(yè)的推出，火災可以被控制在電池柜體內部的局部并在短時間內實現(xiàn)火災的自我熄滅，而不會對周邊柜體帶來安全隱患，同時柜內也不需要加裝任何的消防裝置。鋰電池UPS儲能系統(tǒng)安全性的提高，為鋰電池取代鉛酸蓄電池鋪平了道路。施耐德電氣認為鋰電池不僅在使用壽命、占地空間和環(huán)境耐受等方面具有鉛酸蓄電池無法比擬的優(yōu)勢，在全生命周期可持續(xù)性方面也具有比鉛酸蓄電池更小的環(huán)境影響。鋰電池儲能系統(tǒng)也將為數(shù)據(jù)中心采用更多清潔能源奠定基礎，還可以通過削峰填谷和參與電網(wǎng)需求側響應來實現(xiàn)儲能收益。
趨勢十：邊緣計算將推動云-邊混合架構數(shù)據(jù)中心應用的自動化
云計算在過去這些年一直作為幾乎所有企業(yè)的首要部署戰(zhàn)略。但是，位于偏遠地區(qū)的大型云計算數(shù)據(jù)中心將無法滿足新的應用對時延的要求，而且我們認為今天的云計算數(shù)據(jù)中心架構過于復雜。未來，我們將在本地和區(qū)域部署大量的分布式邊緣計算來實現(xiàn)彈性的IT擴展，降低時延，提高冗余，解決數(shù)據(jù)安全問題以及簡化設計。更多的數(shù)據(jù)處理也將發(fā)生在本地，并利用云網(wǎng)絡技術進行優(yōu)先級的任務分配。對于云網(wǎng)絡的需求在過去兩年激增，Gartner的數(shù)據(jù)顯示，需求在過去兩年增加了五倍之多。但僅將邊緣計算部署在本地是遠遠不夠的，負載平衡器（load balancers）和允許用戶自定義來提供所需性能的最佳參數(shù)軟件將是關鍵。隨著邊緣計算的大規(guī)模部署和不斷滲透，邊緣計算可以運行來自多個云服務提供商的應用程序，負載平衡器將具備多云服務的能力，并驅動更多的性能和最優(yōu)的用戶體驗。
隨著我們進入2022年，數(shù)據(jù)中心行業(yè)的重點是可持續(xù)發(fā)展和網(wǎng)絡的創(chuàng)新，通過提高能效、采用更多清潔能源、供應鏈脫碳和循環(huán)經濟等手段來驅動可持續(xù)發(fā)展。不斷的創(chuàng)新將為可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動力，因此我們對2022年寄予更多的希望。
以上對新興趨勢的預測來自施耐德電氣數(shù)據(jù)中心全球科研中心，該部門設立于上個世紀九十年代。科研中心始終以“探索數(shù)據(jù)中心行業(yè)的技術和發(fā)展趨勢，倡導最佳實踐”為團隊使命，通過發(fā)表通俗易懂的白皮書和權衡工具來幫助數(shù)據(jù)中心用戶提高可用性和優(yōu)化能效，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展，最大化數(shù)據(jù)中心的商業(yè)價值。截至2021年，施耐德電氣科研中心團隊已經發(fā)表白皮書210余篇，每年有超過40萬的下載量；權衡工具25個，每年有2萬用戶在線使用。所有白皮書和權衡工具都免費提供給整個行業(yè)學習和使用，在推動了數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展的同時也樹立了施耐德電氣在數(shù)據(jù)中心行業(yè)思想領袖的地位。
