国内数据中心白皮书揭秘六个产业趋势
在数字经济时代,算力正在成为一种新的生产力,广泛融合到社会生产生活的各个方面,为千行百业的数字化转型提供基础动力。数据中心是算力的物理承载,是数字化发展的关键基础设施。
近年来,国家高度重视数据中心产业的发展,“十四五”规划和年远景目标纲要中明确提出要“加快构建全国一体化大数据中心体系,强化算力统筹智能调度,建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群,建设E级和10E级超级计算中心”。
当前,我国数据中心产业正由高速发展向高质量发展全面演进。布局方面,全国一体化大数据中心、新型数据中心等政策文件的出台及“东数西算”工程的实施,为数据中心协同、一体化发展指明了方向,推动全国数据中心产业布局不断优化。
本期的智能内参,我们推荐中国信通院的报告《数据中心白皮书》,梳理数据中心产业总体及热点情况,重点分析技术、政策等维度对我国数据中心产业发展。
来源中国信通院
原标题:
《数据中心白皮书》
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一、六大产业维度持续稳定发展
以数字技术为核心驱动的第四次工业革命正在给人类生产生活带来深刻变革,数据中心作为承载各类数字技术应用的物理底座,其产业赋能价值正在逐步凸显。国际方面,世界主要国家均在积极引导数据中心产业发展,数据中心市场规模不断扩大,投资并购活跃,竞争日益激烈。国内方面,“新基建”的发展及“十四五”规划中数字中国建设目标的提出,为我国数字基础设施建设提供了重要指导,我国数据中心产业发展步入新阶段,数据中心规模稳步提升,低碳高质、协同发展的格局正在逐步形成。
1、规模:全球稳定,我国加速
全球数据中心新增相对稳定。按照全球服务器年增加量统计,年-年全球年新增投入使用服务器规模相对稳定,净增加值也相对稳定,预计未来几年数据中心规模仍将保持平稳增长。
▲全球服务器年增加量(兆瓦)
我国数据中心机架规模持续稳步增长,大型以上数据中心规模增长迅速。近年来,我国数据中心机架规模稳步增长,按照标准机架2.5kW统计,截止到年年底,我国在用数据中心机架规模达到万架,近五年年均复合增速超过30%。其中,大型以上数据中心机架规模增长更为迅速,按照标准机架2.5kW统计,机架规模万架,占比达到80%。
▲我国数据中心机架规模
2、收入:全球平稳,我国高增速
数据中心市场收入方面,年全球数据中心市场规模超过亿美元,较年增长9.8%。预计年市场收入将达到亿美元,增速总体保持平稳。
▲全球数据中心市场规模
受新基建、数字化转型及数字中国远景目标等国家政策促进及企业降本增效需求的驱动,我国数据中心业务收入持续高速增长。年,我国数据中心行业市场收入达到亿元左右,近三年年均复合增长率达到30.69%,随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场收入将保持持续增长态势。
▲我国数据中心市场规模
3、需求:新兴市场强劲,我国场景多样
从全球范围来看,受全球数字经济加速发展促进,印度、南非等新兴市场逐步加强对数据中心的政策支持和产业投入,成为拉动全球数据中心需求增长的重要增长极。年启动的“数字印度”计划为印度的数字化发展提供持续助力,大数据中心建设是该计划的重要内容之一。
年南非通讯和数字科技部发布了《国家数据和云政策草案》,该草案对国家高性能计算和数据处理中心的建设作出了指引,高性能计算和数据处理中心主要由现有的Sentech和BroadbandInfraco两个数据中心合并而成,上述数据中心将为各级政府、企业及高校提供云服务。以政府力量为主导的数据中心建设,将为南非数字经济发展打下坚实基础。
在市场方面,印度智能终端设备及数字化消费场景日渐丰富,数据算存需求激增,同时新冠疫情的加剧,使得更多线下业务活动转向线上,旺盛的数字技术应用及消费需求为印度数据中心产业发展提供了有利的外部环境。跨国企业对印度数字经济发展保持乐观态度,并通过数据中心建设强化数字服务能力,年亚马逊向印度特伦甘纳邦投入28亿美元用于在该邦建立新的服务区,这将是亚马逊在印度的第二个云计算区域,亚马逊对印度数据中心市场投入的持续增加,将使其更好地满足印度数据本地化政策。
同时,年字节跳动宣布未来三年对印度市场投资10亿美元,其中数据中心的投资占比较大。与投资活跃的印度市场相比,跨国公司对南非市场的投入则尚处于起步阶段,年微软率先宣布启用位于南非的数据中心,成为全球主要云服务商中率先入驻非洲的企业之一;年亚马逊在南非的首个云数据中心正式启用,该数据中心为数百万客户提供便捷的云计算服务,随着南非数字经济发展进程的不断加快,预期将会有更多的数据中心及云服务商进军南非市场。
从我国范围看,高新技术、数字化转型及终端消费等多样化算力需求场景不断涌现,算力赋能效应凸显。在高新技术方面,高度复杂的计算场景需要更多高性能算力支持,而超算可通过高性能算力为医疗、航天及勘探领域提供支撑。当前,E级超算已经成为世界各国在超算领域开展竞赛的重要方向,我国超算在算力、算效等方面仍有较大的提升空间。在产业数字化转型方面,互联网、通信及金融等现代服务业需面向大量终端客户提供服务,企业数字技术应用较为成熟,数字化程度高。
随着十四五规划等政策的出台,以及技术研发和业务应用的持续演进,我国传统工业企业,如国家电网、南方电网、中石油、中石化等也开始积极推动算力基础设施建设,为企业数字化转型提供支撑。在移动消费及智能终端方面,近年来我国移动终端用户及智能终端设备数量快速增长,终端设备应用场景不断丰富,对实时算力的需求不断提升。
▲不同场景下的异构算力需求
在算力形态方面,我国数据中心形态多样化发展趋势逐渐显现,智算中心、边缘数据中心将保持高速增长。长期以来,我国数据中心主要以通用算力为主,超算、智算及边缘数据中心应用和数量还待增长。随着我国高性能计算、AI计算及边缘计算需求的提升,超算、智算及边缘数据中心将得到进一步发展,算力呈现多样化的发展趋势。
当前,通用算力的数据中心仍是市场主力,按机架规模统计,占比超过90%;超算中心主要应用于国家重大科研领域,商业应用场景较少;智算中心从早期实验探索逐步走向商业试点,尽管现有规模占比不高,但随着我国各类人工智能应用场景的丰富,智算需求将快速增长,预期规模增速将达到70%;边缘数据中心能够为智能终端、物联设备提供实时算力,随着我国数字化转型的加快,包括工业互联网的发展,边缘计算需求将进一步提升,边缘数据中心的规模增速有望达到30%。
应用场景的多元化对数据中心功能定位提出了新要求,数据中心已经不仅是承载云计算、大数据及人工智能等数字技术应用的物理底座,也正在成为一种提供泛在普惠算力服务的基础设施,广泛参与到社会生产生活的各个领域并实现全面赋能。
4、竞争:竞技舞台越来越大
为丰富业务来源,头部数据中心运营商积极拓展本土外市场,扩张产业版图。中国电信、中国移动、CenturyLink和NTTCommunications等为代表的基础电信运营商,及Equinix、DigitalRealityTrust、万国数据等为代表的第三方数据中心运营商,依靠建设起步早的先发优势已在本土持有大规模数据中心资源。
在不断发展历程中,基础电信运营商和第三方数据中心运营商依靠资源、资金及技术研发优势,通过培育自主品牌、拓宽国际营销渠道和提供全方位配套的数据中心服务在全球范围内加速数据中心布局。如全球领先的数据中心运营商Equinix在新加坡、香港、东京、悉尼、雅加达等地均有数据中心布局;万国数据年初步形成东南亚市场布局,将在马来西亚、印度尼西亚投建超大规模数据中心园区;中国移动国际有限公司(CMI)在年投入使用位于德国法兰克福的数据中心。随着越来越多的巨头企业不局限于本土市场,积极扩张数据中心产业版图,全球数据中心竞技舞台将进一步扩大,“出海”企业需加强技术研发和资源获取,以保障更大的竞争突围优势。
数据中心行业迎来并购潮,大额交易频现,市场格局或将呈现强者愈强态势。在全球推行低碳节能战略背景下,发达城市及周边区域的资源越来越难获取,同时由于新建数据中心项目往往需要1-2年建设周期,融资便捷、资金充足、组织灵活的数据中心市场主体多采取并购方式“购买”数据中心资源或项目,以此扩大业务规模。以我国情况为例,目前行业内以两类并购方式为主。
第一类是资源类收购,该类收购对象多为获批的能耗额度、土地使用权、厂房建筑等,目的是填补企业自身在某些区域的数据中心供给不足,以及储备优质地段的稀缺资源。第二类是直接收购成熟的数据中心项目,该类收购通常是瞄准被收购数据中心的盈利能力,或是跨界新进入数据中心行业的企业意图加快布局、减少建设周期、降低转型难度。
年,Equinix花费3.2亿美元收购尼日利亚数据中心和连接服务提供商MainOne填补非洲市场空白;宝能创展以16.5亿元收购鹏博士旗下5个数据中心共计9个机楼,加速进军数据中心市场。并购方式下,企业可迅速获得稀缺资源、提高市场占有率和行业地位,甚至加快进军原本未涉及的空白市场,基础资源的扩展将有效促进企业营收增长,在积累资金后继续加快并购获取更多资源,以实现强者愈强。
5、低碳环保:技术机制不断完善
数据中心创新技术加速涌现,管理与金融体系持续完善,为数据中心绿色低碳发展提供了有效助力。在技术创新方面,液冷、蓄冷、高压直流、余热利用、蓄能电站等技术的应用,以及太阳能、风能等可再生能源利用,能够进一步降低数据中心能耗及碳排放。在管理与金融方面,业界领先的数据中心通过建立绿色数据中心管理制度及内部碳定价制度促进数据中心绿色转型;绿电证书及绿电交易市场机制的建立和完善,可以有效激发数据中心使用绿色能源,降低碳排放的积极性。
▲技术、管理及金融创新助力数据中心绿色低碳发展
国际互联网巨头积极推动绿色能源使用,促进数据中心节能减排。谷歌、苹果和脸书积极公布可再生能源使用进展,并分别于年、年及年实现运营体系%可再生能源使用。微软和亚马逊计划于年实现%可再生能源使用目标。为了更好地推进数据中心节能减排,谷歌在年9月提出,到年在全球范围内所有数据中心实现以小时为单位的实时可再生能源供电,也即24/7零碳运营管理计划。微软通过优化数据中心备用电力系统,包括储能电池及低碳燃料(氢燃料)等形式促进数据中心降碳,年微软已经成功完成了对氢燃料电池的测试,这将为消除对柴油发电机备用电源的依赖及实现碳减排奠定坚实基础。
我国头部互联网企业及第三方服务商也在积极开展节能减排技术实践,建设运营数据中心的绿色低碳水平达到全球领先。百度云计算(阳泉)中心应用市电直供+HVDC、自研“零功耗”臵顶冷却单元及AI调优技术,年均PUE达到1.08;秦淮数据环首都数据中心利用模块化、绿电交易及资源回收等技术,年均PUE达到1.15,可再生能源利用率达到了%;中金数据昆山一号数据中心采用节能技术、清洁能源采购等方式,实现碳中和目标,数据中心碳使用率(CUE)为0.49。
6、政策:央地协同联动
新型数据中心是产业发展方向,“四高三协同”内涵不断丰富。年7月,工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(-年)》,明确提出了新型数据中心发展方向及路径。行动计划聚焦高技术、高算力、高能效和高安全的四高特征,以及数云协同、云边协同、数网协同的协同要求,引导我国数据中心高质量发展。同时,行动计划也在布局、网络、算力、产业链、绿色低碳及安全等方面,对新型数据中心建设作出全面指引。
在布局方面,形成国家枢纽节点、省数据中心及边缘数据中心的梯次布局;在网络方面,聚焦国家、区域、边缘各级网络关键节点,推动网络质量提升,促进数网协同发展;在算力方面,引入算力指标FLOPS对数据中心算力进行评价,引导数据中心从粗放的机架规模增长向高质量的算力算效提升方向演进;在产业链方面,鼓励核心技术研发及标准研制,强化产业链体系建设;在绿色低碳方面,加快绿色技术产业应用,提升新能源利用水平,优化绿色管理能力建设;在安全方面,提升网络安全保障能力、数据资源管理能力建设,提升新型数据中心的可靠性。
为了更好地落实《新型数据中心发展三年行动计划(-年)》对新型数据中心建设及发展要求,年11月工信部办公厅发布关于国家新型数据中心(年)案例推荐工作的通知,明确了国家新型数据中心推荐方向。
该通知对大型数据中心及边缘数据中心分别提出针对性的要求,大型数据中心重点
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