|
1需求分析
數據中心的精細化建設需要對政策與趨勢、用戶需求和建設與運維要求進行綜合分析。
1.1政策與趨勢分析
目前，數據中心在規模化發展的基礎上，其布局和發展進入了政策和行業驅動的新階段。首先，一體化大數據中心政策推動數據中心布局優化，促進數據中心協同發展。全國一體化大數據中心、新型數據中心等政策文件的出臺及東數西算工程的實施，為數據中心協同、一體化發展指明方向。數據中心的布局應結合國家的政策進行統籌和適度集約，并根據建設的需求對布局不斷優化。其次，新型數據中心是數據中心高質量發展的重要方向。高技術、高算力、高能效和高安全成為信息數據中心的新特征，同時也提出了數云協同、數網協同和云邊協同等協同新要求。通過對以上重要政策和發展趨勢的分析掌握，能在數據中心的布局優化、網絡建設、算力配置、產業協同、綠色低碳和安全可信等方面更好地把控重點和關鍵點。
1.2用戶需求分析
首先，我國數據中心的用戶需求迎來了行業增長、技術驅動和區域轉移新機遇。
①數據中心機架規模持續穩步增長。大型以上數據中心規模增長迅速，2021年底我國在用數據中心機架規模近五年年均復合增速超過30%。
②儲能、蓄冷、高密度、算力網絡、智能運維、超融合架構等技術的創新，加速推動數據中心向大型化、智能化、綠色化方向發展。
③東數西算工程的實施，推動了市場熱點的新布局和區域轉移。
其次，用戶需求也面臨著增速放緩、需求轉變和競爭白熱化的挑戰。
①互聯網行業用戶仍占據主導地位，IDC行業與互聯網行業發展呈現共振效應；但市場飽和度變大，增速已放緩。
②用戶需求由傳統IDC業務的服務器租用為主，逐步轉變為企業上云對算、存力和運力的不同需求。
③運營商、第三方及互聯網企業數據中心業務得到規模發展，行業的競爭加劇。
再次，用戶需求需要直面多樣化新趨勢。用戶的需求呈現出了以下新特點：
①安全可靠要求。黨政軍、金融等用戶對安全性、可靠性提出了更高的要求，不僅要求基礎設施安全、信息安全、網絡安全，對安全專享也提出更高的要求。
②定制化需求。根據用戶對算力、網絡、存儲的不同需求，要求數據中心具備一定的定制化能力。滿足不同功率、機架數、基礎設施、網絡、彈性和安全的要求。
③快速上架。標準化與定制化共存。標準化推動快速上架對用戶和建設方均有益，不僅能滿足用戶業務快速啟動的需求，也有利于建設方對上架率的控制，滿足各級部門的考核。
④智能化提升。金融、政企等部分用戶要求快速、實時掌握自有設備及相關基礎設施信息。
⑤云需求變大。中小型用戶逐漸向云遷移，算力需求迅速發展，對云需求越來越大。其中，AI等高算力需求增加顯著，對配套設施也提出更高要求。
⑥高性價比。功能相近的情況下，大規模用戶對成本會越來越重視，低PUE的綠色數據中心不僅節約能源，還擁有更低的成本，對大規模用戶具備很好的吸引力。
1.3建設與運維要求
數據中心的方案應重點分析滿足建設的需求和運營維護的需要。包括以下方面：
①滿足綠色低碳。實現PUE、WUE（水資源利用率）等綠色節能指標，系統安全可靠，便于后期運維。
②降低TCO（總擁有成本）。綜合考慮前期投資和后期運維費用，在滿足綠色低碳、用戶需求的前提下，實現整體TCO*低。
③規劃與定制結合。機房統一規劃不能滿足部分用戶定制化需求，對于需要物理安全專享需求的用戶，后期改造難度大、浪費機柜位置、不美觀，要求分期建設、規劃與定制結合，減少后期改造，滿足各類用戶需求。
④提高機架利用率。可以通過機架利用率=可用機架數/總機架數進行測算。高機架利用率有利于提高投資效益，用戶機架需求變化、規劃分配不合理都會導致零散機架增多，難以后續使用的情況，可通過合理規劃機房布局、分配用戶區域方法提升機架利用率。
⑤提高上架率。合理分期配置和建設，配合高機架利用率，有利于上架率的提升。提高上架率是企業和社會資源的節約。國家也在“東數西算”中，要求樞紐節點的上架率大于等于65%。
⑥提升負載率。設計時進行合理的計算，根據用戶對功率需求特點進行合理的分配，并預留低壓端子，剩余容量通過分布式不間斷電源方式，實現適度的彈性，即滿足負載率要求，又滿足用戶彈性需求。
2數據中心精細化建設策略研究
2.1滿足統籌要求
數據中心將形成國家樞紐節點、省數據中心、邊緣數據中心的梯次布局。首先，建設策略應滿足國家統籌布局的要求，對擬選址所在區域的網絡、能源、算力、數據、應用進行調研，確保符合國家，當地政策要求和數字經濟發展趨勢。其次，根據目標用戶及其業務特點，選擇與其適配的機房標準和機房等級進行建設，如有必要，可將不同等級的機房分區建設。
2.2用戶需求驅動
根據用戶合同、協議、意向及目標用戶群分析，合理預測數據中心總體規模，確保總體規模與用戶需求相匹配。考慮到用戶需求的不確定性，數據中心的建設和配置可采用分期建設。前期建設確定性需求和少量不確定需求，并預留機房空間進行定制化建設，后期循環前期過程，遇到重大變化時及時糾偏。
2.3精細化方案選擇
2.3.1關鍵因素多角度分析法
關鍵因素多角度分析法結合技術分析和工程實踐，針對數據中心的精細化建設提出關鍵因素多角度分析法。該分析方法是主要聚焦用戶需求和建設方案兩大方面；根據滿足需求和對建設方案影響的不同，重點考慮部分數據中心精細化建設的關鍵因素；通過分析和優化調整，實現建設方案的精細化。該分析法示意如圖1所示。
圖1關鍵因素多角度分析法示意圖
其中，用戶需求方面重點聚焦在彈性配置、快速交付、運維信息共享和安全專享等關鍵因素。目前，用戶需求主要分為傳統IDC業務和上云服務業務，但兩種業務對數據中心建設實現的要求和成本影響差異較大。上云服務業務能很好地實現彈性配置、運維信息共享和快速交付，但其安全專享比例低；傳統IDC業務安全專享比例高，但彈性配置、運維信息共享和快速交付較差。因此，同時考慮上云服務需求增加迅速，數據中心機房在建設和配置時，應結合傳統IDC業務和上云服務業務的不同比重，綜合整體的建設成本和周期，設置目標值和實現的*佳值。例如，客戶對快速交付期望值肯定是越快越好，但可能帶來的是建設成本的增加和資源配置的不合理。可以針對上云業務實現天或周交付為目標，傳統IDC以月或季度為目標，再按上云業務和IDC業務的比例確定建設方案，實現快速交付的*佳值。
建設方案方面需重點關注綠色低碳PUE、智慧運營、可定制程度和TCO控制等因素。根據國家標準、企業的要求，確定關鍵因素的范圍和目標值。例如，數據中心能效PUE應 滿 足 即 將 實 施 的 國 家 標 準 中 要 求：1級 * 高PUE1.20，2級PUE1.30，3級 限 定 值1.50。可 將1.20-1.50設為關鍵因素的數值范圍，建設方案的設計值作為目標值。
該分析方法應用時，*外圍設置為客戶或行業的理想值，第二圈設置為企業的目標值。建設方案的關鍵因素的數值測算出來后在圖上顯示，隨后可針對性地進行判斷和優化調整。
如 圖1中 模 型 數 值 所 示，其 快 速 交 付 優 于 目 標 值；PUE、可定制率和TCO偏差符合目標值；智慧運營、運維信息共享、彈性比例和安全專享比例明顯低于目標值。那么，下一步結合用戶需求的具體業務類型和比重，結合建設方案的實施難度，加上對建設成本投資和TCO的整體控制，可以針對性地優化建設方案，或者調整安全專享比例的目標值。通過多次優化后，得到相對優化和合理的建設方案。
2.3.2建設方案的精細化
首先，建設方案應堅持綠色發展，滿足PUE的要求。
①通過節能新產品、新技術、新工藝的應用，充分利用風、光等可再生能源，輔以儲能技術、余熱回收等手段，實現數據中心綠色低碳的目標。數據中心合理的PUE實現TCO*低才更佳，水資源缺乏的地區應嚴控WUE。數據中心的綠色發展應結合發展趨勢，高效利用資源。綠色評價會從PUE逐步走向xUE，即包含1CUE1（碳使用效率）、PUE、WUE、GUE（出電率）等多維的評價體系。
②根據用戶需求降低能耗提高電源利用率。合理預估總用電和各區域用電容量，取定合理的綜合系數，匹配配電系統設備容量；通過電源和暖通技術實現機房間、模塊間、模塊內的功率調整；通過預留低壓端子方式便于后期使用剩余容量。運營過程中應合理分配用戶區域；并對用電情況進行監控，提高各區域負載率。
其次，建設方案要提高數據中心智能運營水平。對運維數據輔以AI算法，實時分析和處理運維問題。通過對數據中心智能化系統升級，向用戶推送其相關的告警信息、能耗信息、動環信息；實時呈現和查詢，便于用戶快速了解機房和設備情況。
再次，建設方案要平衡和控制可定制率。合理地實現可定制化和標準化并存，同時滿足可定制、彈性化和快速交付。
①采用數據中心模塊化設計并提高數據中心預制化水平和彈性能力，滿足用戶業務快速上架的要求。
參考文獻:
【1】工業和信息化部.新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）［EB/OL］.（2021-07-04）［2022-07-20］.
【2】中國信息通信研究院.數據中心白皮書（2022）［EB/OL］.（2022-04）［2022-07-25］.
【3】王晉,伍金明.數據中心精細化建設策略分析[J].通信與信息技術,2023(1):125-128
【4】安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
|
