2020年3月4日中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議,研究當(dāng)前新冠肺炎疫情防控和穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)社會運行重點工作時,明確指出要加大公共衛(wèi)生服務(wù)、應(yīng)急物資保障領(lǐng)域投入,加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。這其實也不是今年國家第一次強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)新基建的建設(shè)。2月14日,中央全面深化改革委員會第十二次會議,提出基礎(chǔ)設(shè)施是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要支撐。2月21日,中央政治局會議提出推動生物醫(yī)藥、5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等的加快發(fā)展。2月23日,中央召開工作部署會議指出智能制造、醫(yī)療健康等新興產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出強(qiáng)大成長潛力。如此密集的強(qiáng)調(diào)“新基建”可以看出國家對其的重視。本文基于這些影響,就其給數(shù)據(jù)中心帶來的機(jī)會、建設(shè)方式和技術(shù)發(fā)展進(jìn)行闡述和分析。
新基建為數(shù)據(jù)中心帶來的機(jī)會

1、什么是新基建
    事實上,“新基建”并不是一個新概念,目前還沒有統(tǒng)一的定義,但其所指是明確的。2018年底召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議以不完全列舉的形式,將5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)列為新型基礎(chǔ)設(shè)施,提出加快5G商用步伐,加強(qiáng)人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等建設(shè)。由此可見，與傳統(tǒng)基建(主要指鐵路、公路、橋梁、水利工程等)不同，新基建具有鮮明的科技特征和科技導(dǎo)向，以現(xiàn)代科技特別是信息科技為支撐，旨在構(gòu)建數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，推動實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型。　　
　　根據(jù)中央一系列重要會議和文獻(xiàn)的相關(guān)表述,結(jié)合當(dāng)前中國科技和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展?fàn)顩r,業(yè)內(nèi)人士和媒體機(jī)構(gòu)將新基建涉及的主要領(lǐng)域歸納為7個方面,即:5G基站、特高壓、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、城際高速鐵路、城際軌道交通、新能源車充電樁、人工智能以及大數(shù)據(jù)中心。

2、新基建的相互關(guān)聯(lián)
    基于前面分析,筆者認(rèn)為新基建定義的七大領(lǐng)域中,有三個與數(shù)據(jù)中心有著非常密切的關(guān)系,分別是5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能。也不是說其它新基建的領(lǐng)域與數(shù)據(jù)中心沒有關(guān)系,而是這三個方向關(guān)系更為密切。下面分別進(jìn)行分析。　　
　　百度百科定義的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”(Industrial Internet)——開放、全球化的網(wǎng)絡(luò),將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來,屬于泛互聯(lián)網(wǎng)的目錄分類。它是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析、傳感技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的高度融合。　　
　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和核心是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接融合起來。可以幫助制造業(yè)拉長產(chǎn)業(yè)鏈,形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通,從而提高效率,推動整個制造服務(wù)體系智能化,還有利于推動制造業(yè)融通發(fā)展,實現(xiàn)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的跨越發(fā)展,使工業(yè)經(jīng)濟(jì)各種要素資源能夠高效共享。
　　
　　首先通過物聯(lián)網(wǎng)將收集設(shè)備和用戶的數(shù)據(jù),通過海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行智能的決策,最終通過傳感器、嵌入式軟件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行最終的執(zhí)行。其實基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工廠,核心是數(shù)據(jù)的計算和傳輸。可見數(shù)據(jù)中心是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。　　
　　人工智能(Artificial Intelligence)縮寫為AI。它是研究、開發(fā)并用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。圖3為典型的人工智能的技術(shù)架構(gòu)圖,可以看出其最底層的基礎(chǔ)也為數(shù)據(jù)。可見數(shù)據(jù)中心也是人工智能的基礎(chǔ)設(shè)施。　　
　　第五代移動通信技術(shù)(5th generationmo bilenet works或5th generation wireless systems、5th-Generation,簡稱5G或5G技術(shù))是最新一代蜂窩移動通信技術(shù),即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統(tǒng)之后的延伸。　　
　　5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。　　
　　可以看出5G是當(dāng)之無愧的數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施,其高可靠性、超低時延性、廣泛覆蓋性和大連接性的特性與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合,為智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展提供新機(jī)遇。可以概括為,5G是數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高速傳輸通道。四者相互依存,相互促進(jìn)。其邏輯關(guān)系如圖5所示。

　　
數(shù)據(jù)中心建設(shè)方式的探討
    基于上面的分析,筆者認(rèn)為隨著5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,會有一大批基于這些新技術(shù)的新應(yīng)用,諸如自動駕駛、智能家居、智能語音交互、無人機(jī)、智能醫(yī)療影像、智能工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用。這些應(yīng)用具有一個共同的特點:對系統(tǒng)的時延要求較高。比如無人駕駛對時延的要求為毫秒級,這就會催生大批量的靠近應(yīng)用側(cè)的數(shù)據(jù)中心,即邊緣數(shù)據(jù)中心。而與此同時,需要處理大量數(shù)據(jù)的云計算中心依然會存在,所以未來數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)展會向兩個方向發(fā)展:一個是以云計算平臺界定的超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心,一個則是邊緣數(shù)據(jù)中心。　　
　　具體到邊緣計算數(shù)據(jù)中心,其需求是小型化。筆者認(rèn)為今后的發(fā)展方向是產(chǎn)品化,一個集裝箱、一個機(jī)柜或一個微模塊就可以成為邊緣數(shù)據(jù)中心,這里不做過多的對于邊緣數(shù)據(jù)中心的討論。本文主要討論大中型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)方式。從行業(yè)發(fā)展來看,越來越多的業(yè)主所建設(shè)的大中型數(shù)據(jù)中心,越來越傾向于EPC總承包的模式。圖6為某研究機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)中心EPC總承包項目做的統(tǒng)計。從圖中可以看出1000個機(jī)柜以上大中型數(shù)據(jù)中心項目在EPC總包項目占比較高,超過55%,中項目100～500個機(jī)柜占比也較高,而小于100個機(jī)柜的項目調(diào)查占比不超過10%。可以看出大中型數(shù)據(jù)中心,業(yè)主比較傾向于EPC模式。而且隨著市場的發(fā)展,EPC模式也越來越受到歡迎。
　　
1EPC建設(shè)模式的優(yōu)勢
EPC(Engineering Procurement Construction)是指公司受業(yè)主委托,按照合同約定對工程建設(shè)項目的設(shè)計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包。通常公司在總價合同條件下,對其所承包工程的質(zhì)量、安全、費用和進(jìn)度進(jìn)行負(fù)責(zé)。　　
　　在EPC模式中,Engineering不僅包括具體的設(shè)計工作,而且可能包括整個建設(shè)工程內(nèi)容的總體策劃以及整個建設(shè)工程實施組織管理的策劃和具體工作。相對于傳統(tǒng)的設(shè)計與施工分離的建設(shè)模式,EPC有較多的優(yōu)點,是在國外比較流行的建設(shè)模式。其優(yōu)點概括起來可以分為以下幾個方面:　　
　　①EPC總承包商實現(xiàn)設(shè)計、施工一體化,有利于整個項目的統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)同運作,可以有效解決設(shè)計與施工的銜接問題、減少采購與施工的中間環(huán)節(jié),順利解決施工方案中的實用性、技術(shù)性、安全性之間的矛盾;　　
　　②工作范圍和責(zé)任界限清晰,建設(shè)期間的責(zé)任和風(fēng)險可以最大程度地轉(zhuǎn)移到總承包商;　　
　　③合同總價和工期固定,業(yè)主的投資和工程建設(shè)期相對明確,利于費用和進(jìn)度控制;　　
　　④能夠最大限度地發(fā)揮工程項目管理各方的優(yōu)勢,實現(xiàn)工程項目管理的各項目標(biāo);　　
　　⑤可以將業(yè)主從具體事務(wù)中解放出來,關(guān)注影響項目的重大因素上,確保項目管理的大方向。
2國家相關(guān)政策導(dǎo)向
    基于上面的分析,EPC的眾多優(yōu)點,將會是今后數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要方式,從國家政策上也給予了明確的方向。　　
　　2017年2月24日,國務(wù)院辦公廳發(fā)布國辦發(fā)〔2017〕19號文《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》,要求完善工程建設(shè)組織模式,加快推行工程總承包;培育全過程工程咨詢。該文可以看出國家對推進(jìn)工程總承包的決心,隨后各省市自治區(qū)針對發(fā)布相應(yīng)的通知政策。　　
　　2019年12月23日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施項目工程總承包管理辦法的通知:鼓勵設(shè)計單位申請取得施工資質(zhì),已取得工程設(shè)計綜合資質(zhì)、行業(yè)甲級資質(zhì)、建筑工程專業(yè)甲級資質(zhì)的單位可以直接申請相應(yīng)類別施工總承包一級資質(zhì)。鼓勵施工單位申請取得工程設(shè)計資質(zhì),具有一級及以上施工總承包資質(zhì)的單位可以直接申請相應(yīng)類別的工程設(shè)計甲級資質(zhì)。完成的相應(yīng)規(guī)模工程總承包業(yè)績可以作為設(shè)計、施工業(yè)績申報。進(jìn)入2020年后,各省市發(fā)布通知:建設(shè)單位可聘本科學(xué)歷技術(shù)人員任內(nèi)部工程師,替代監(jiān)理,北京、上海、廣州、成都、天津、廈門已相繼發(fā)文,部分工程項目不再強(qiáng)制要求進(jìn)行工程監(jiān)理。　　
　　從以上可以看出不管是從國務(wù)院辦公廳發(fā)布的指導(dǎo)性政策,還是去年住建部發(fā)布的對建設(shè)資質(zhì)發(fā)布的具體的鼓勵設(shè)計單位取得施工資質(zhì),并鼓勵施工單位取得設(shè)計資質(zhì),并且今年各地市紛紛嘗試取消強(qiáng)制進(jìn)行工程監(jiān)理,可以看出從國家層面也是大力支持總承包工作。　　
　　從以上分析可以預(yù)見,以后大中型數(shù)據(jù)中心項目將會越來越多的采用EPC總承包建設(shè)模式。　　
數(shù)據(jù)中心新技術(shù)發(fā)展的思考

1標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化是指在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)和管理等社會實踐中,對重復(fù)性的事物和概念,通過制訂、發(fā)布和實施標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到統(tǒng)一,以獲得最佳秩序和社會效益。對數(shù)據(jù)中心的設(shè)計建設(shè)也是如此,數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和建設(shè),能夠降低建設(shè)成本,提高建設(shè)效率,并且通過相互獨立的模塊化設(shè)計,進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的可靠性。從數(shù)據(jù)中心的發(fā)展進(jìn)程來看,也是不斷向標(biāo)準(zhǔn)化,模塊化發(fā)展。我們知道,數(shù)據(jù)中心的核心是機(jī)柜,一般標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜的尺寸為600×1200×2000mm(寬×深×高),故數(shù)據(jù)中心的各種設(shè)備和材料都是以此為基礎(chǔ),從目前的數(shù)據(jù)中心來看,從裝修的墻面、地板、吊頂、燈具到主要的設(shè)備,UPS、精密空調(diào)、配電柜等包括現(xiàn)在業(yè)界比較流行的微模塊機(jī)房,都是朝著為600mm的模數(shù)的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)中心的發(fā)展歷程也是不斷標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的歷程。　　
　　從微觀到宏觀,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計建設(shè)的趨勢貫穿數(shù)據(jù)中心的整個過程。包括機(jī)柜、機(jī)房、樓層、建筑和園區(qū)級別。　　
2智能化
筆者認(rèn)為數(shù)據(jù)中心的智能化分兩個層次的內(nèi)容,一方面為數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面的智能化,另一方面為數(shù)據(jù)中心在運維方面的智能化。
BIM技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用也越來越廣。數(shù)據(jù)中心作為一種特殊的建筑,BIM技術(shù)也將得到越來越多的應(yīng)用。BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling),是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。該技術(shù)是Autodesk公司在2002年率先提出,已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可,它可以幫助實現(xiàn)建筑信息的集成,從建筑的設(shè)計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結(jié),各種信息始終整合于一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中,設(shè)計團(tuán)隊、施工單位、設(shè)施運營部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作,有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。　　
智能化運維是數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的關(guān)鍵點之一,可以有效地提高運維效率降低運營成本。其將人員從數(shù)據(jù)中心繁瑣的各類維護(hù)工作中解脫出來,使得他們能夠有更多的時間去思考,如何把數(shù)據(jù)中心技術(shù)和企業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用更好結(jié)合起來。智能化還可大大降低數(shù)據(jù)中心的人力成本,同時減少人為故障,提升數(shù)據(jù)中心的運行可靠性,要知道數(shù)據(jù)中心發(fā)生的故障中大多數(shù)是人為故障,減少人的參與反而會提升數(shù)據(jù)中心運行的可靠性。　
3綠色節(jié)能
數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備為最大的能源消耗,但該部分能源的消耗取決于各種IT設(shè)備,如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等本身的功耗,IT設(shè)備運行起來,其功率就恒定,我們無法改變,節(jié)能潛力不大。數(shù)據(jù)中心內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占數(shù)據(jù)中心總能耗的37%以上,該部分為數(shù)據(jù)中心節(jié)能的最大潛力部分。
供電系統(tǒng)的能耗約占數(shù)據(jù)中心總能耗的10%,供電系統(tǒng)的能耗的最大一部分為變壓器、UPS等供配電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換上。其次的能源消耗主要是機(jī)房的照明上。我們要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計,應(yīng)當(dāng)在此兩部分做出努力。　　
　　數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)究其原理,其散熱可以分解為兩部分。一部分為室內(nèi)部分,通過風(fēng)、水或者制冷劑負(fù)責(zé)室內(nèi)的熱量吸收。另一部分為室外部分,即冷源部分負(fù)責(zé)將室內(nèi)吸收的熱量傳至室外。室內(nèi)部分發(fā)熱的根源為芯片,傳統(tǒng)的散熱方式為,芯片的熱量通過熱管傳遞至服務(wù)器,服務(wù)器通過風(fēng)扇將熱量傳遞至機(jī)柜內(nèi)或房間內(nèi),最后再由房間級空調(diào)、背板空調(diào)或行級空調(diào)帶出室外。可以看出從發(fā)熱根源到排至室外,要經(jīng)過多次的熱交換,每一次熱量交換都會造成能量的損失。所以要提高室內(nèi)部分的換熱效率,究其根本是要消除中間環(huán)節(jié)。　　
　　對于室外部分,主要是冷源。目前的冷源主要有兩種形式,機(jī)械冷源和自然冷源。機(jī)械冷源為消耗一定的能量為基礎(chǔ)。而由于數(shù)據(jù)中心需要常年制冷的特性,就給其提供了利用自然冷源的可能性。要提高室外部分的節(jié)能效率,應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實際情況，最大限度的利用自然冷源，目前也出現(xiàn)了多種采用自然冷源的形式，如采用冷卻塔供冷、氟泵空調(diào)、蒸發(fā)冷卻和江水、湖水制冷等方式。
　　
　　供配電系統(tǒng)的節(jié)能。關(guān)鍵是減少變壓器、UPS等電力轉(zhuǎn)換部件的損耗,提高其轉(zhuǎn)換效率。在供電架構(gòu)上,積極探索新型的供電模式,如高壓直流技術(shù)、市電直供技術(shù)等。另一個比較大的耗能用戶為照明,在數(shù)據(jù)中心中,照明能耗約占整體能耗的1%左右,也有不小的節(jié)能潛力。由于機(jī)房中,幾乎沒有外來人員,平時只有工作人員在機(jī)房內(nèi)巡視工作,而且人員相對較少,沒有人員的時候機(jī)房內(nèi)的照明燈具可以完全關(guān)閉。我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心的場景對照明進(jìn)行智能控制設(shè)計。比如可以按照30%(節(jié)能)、50%(巡檢)、100%(正常)三種模式開啟。根據(jù)情境需要開啟不同的模式,具體設(shè)計可根據(jù)業(yè)主的工作流程和項目的投資規(guī)模進(jìn)行修正。

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