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ODCC大会|预见未来,未来十年数据中心物理基础设施的展望

2018年10月16-17日,开放数据中心(ODCC)峰会在京召开,作为一年一度的行业盛会, ODCC发布和展示了数据中心行业最新的技术成果;吸引了来自全国的数千名数据中心专家前来参会,他们相互碰撞理念、交流心得,探讨整个行业的未来发展趋势,包括在数字化浪潮的背景下,以物联网、大数据、云计算、人工智能为代表的新技术,对超大规模数据中心、高性能计算和存储、高速无损网络、边缘计算数据中心等技术的研发,提出了更高更快的要求。

会议中,全球能效管理专家施耐德电气作为重要参展方如期参展,来自施耐德电气的全球数据中心科研中心的技术总监林密以《预见未来——未来十年数据中心物理基础设施的展望》为主题,同与会者共同探讨了过去十年施耐德电气在数据中心行业取得的进步,以及未来十年数据中心物理基础设施创新的发展方向。

过去十年是数据中心行业飞速发展的十年,在2006-2007年的时候,“云计算”作为人类语言中并不存在的行业新词被创造出来,而如今已经被完全实现并成为行业热词,不仅如此,数据中心领域已经开始探讨智能数据中心时代,云计算向边缘计算的迁移,由此可以看出IT行业在过去十年取得的令人难以置信的进步。
而数据中心基础设施作为支持云计算的关键基础设施,也取得了非常大的进步,通过对数据中心基础设施的发展回顾,在过去十年间,数据中心基础设施能效得到了巨大的提升——也就是说数据中心的PUE降低了80%,一切都源于施耐德电气对产品不断的创新与优化——UPS的技术创新实现了高达98.9%的峰值效率;数据中心供配电架构的优化大幅降低了供配电系统链路的损耗;通过部署冷热通道系统的气流管理大大提高了空调系统的效率;施耐德电气还实现了制冷系统每年长达90%以上的时间运行在自然冷却模式下,从而大幅降低了数据中心的能耗。
未来十年数据中心基础设施创新的机遇与挑战
未来十年,整个社会是不会允许IT行业以他们消耗数据的速度来消耗能源的,而施耐德电气将在物理基础设施创新方面做出更大的贡献。施耐德电气的物理基础设施将与上游的电网和下游的IT具有更多的交互和融合,同时,数据中心物理基础设施还会进一步优化,主要体现在通过简化数据中心物理基础设施的设计,实现快速部署;以及进一步提高数据中心供配电系统和制冷系统的效率。更有施耐德电气专家预言独立于机柜的通道封闭系统将是未来白区继续优化的一个方向,可实现先于机柜部署或同时部署。另外,实现快速部署的另一个方向——间接风侧自然冷却系统,它解决了传统冻水系统部署周期长,后期运行维护困难等问题,同时也解决了直接新风系统所面临的空气污染的问题。同时,还可以增加15%-20% IT容量的部署。
随着IT技术及电网在未来的发展,数据中心物理基础设施将面临更多的机遇与挑战。一方面,未来不断提高的芯片功率密度使我们对液冷的讨论越来越多。在过去的15年里,我们致力于一直通过控制芯片的频率来控制芯片的功耗在150瓦以内,通过增加晶体管的数量来提高芯片的计算能力,也就是所谓的摩尔定律。随着行业对计算能力的大量需求,施耐德电气通过提高芯片的频率来提高计算能力,这时芯片的功耗会快速上升,因此,未来需要更多的制冷和配电容量,当机柜功率密度超过20千瓦时,传统的风冷技术将面临占地、成本、噪音等挑战。这时液冷将是唯一的解决方案,对于液冷施耐德电气主要有两种解决方案,一种是芯片级液冷,一种是浸没式液冷。
另一方面,微电网和智能电网的快速发展以及储能成本的降低,还有可替代能源,比如太阳能、风能的成本降低,使得未来在数据中心物理基础设施的储能将有更多的讨论,同时关于逆变器有了新的需求,而在将来有可能会采用双向逆变器,既可以满足充电的需求,又可以满足放电的需求,最后,关于软件定义电源在系统级的讨论会越来越多。
随着电动汽车和新能源的快速发展,必将推动锂电池技术的快速进步和价格的降低,这将使锂电池为UPS供应商提供基于成本、功率密度、能量密度、安全性、可靠性等方面的平衡,这也为未来数据中心基础设施的发展带来新的机遇——锂电池储能将有更多的应用。在数据中心领域,锂电池将凭借其非常出色的特性,比如较高的能量密度、较长的生命周期、快速的充放电功能,必将取代传统铅酸蓄电池,成为数据中心首选的电池技术。同时由于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,并且为数据中心用户带来了诸如噪音、污染、储油罐安全等方面的挑战。随着锂电池价格的不断降低,在未来利用锂电池储能来取代柴油发电机也是有可能的。
在物理基础设施与上游的电网和下游的IT有这么多交互和融合上,施耐德电气也将通过提供智能化的产品,基于云的架构平台,利用大数据、人工智能分析等手段,为数据中心用户提供系统调优、可预防性维护等方面的服务。
施耐德电气全球数据中心科研中心自上个世纪九十年在美国创立以来,20多年始终坚持如一,不断探索数据中心的技术和发展趋势,坚持厂商中立的原则,来倡导最佳实践。截至目前,施耐德电气已发表190篇白皮书,开发了22个权衡工具,推出了超过100个参考设计。这些资源在全球范围内供整个行业免费使用,推动了整个数据中心行业的不断发展和进步,未来十年,数据中心科研中心还会继续坚守这一承诺,继续探索数据中心的技术和发展趋势,倡导最佳实践。
在演讲结束时,林总总结到“未来数据中心的创新将来自于基础设施、电网和IT的交互,软件将使这些交互成为可能,因此,我们需要一个开放的、信息共享的基于云的分析平台,聚合整个行业的力量,实现合作共赢。同时,我们也相信IT行业在未来将取得更多的创新,将实现更大的进步。施耐德电气也将在未来十年在实现数据中心物理基础设施创新方面为整个行业做出做出更大的贡献!”
作为全球能效管理专家,施耐德电气一直致力于通过技术创新、模式创新、协作创新为用户提供领先的行业解决