近日，中国信通院发布《云计算白皮书（2016年）》，其中对云数据中心和相关设备技术发展及分析如下：

（一）云计算发展对数据中心和设备提出新要求

作为信息社会的重要基础设施，随着云计算、大数据等相关业务需求的持续增加，数据中心产业发展迅速，2009至2015年，中国IDC市场规模增长了5倍以上，年均增长率超过30%，2015年中国IDC市场规模已达500亿元人民币。数据中心产业也进入了大规模的规划建设阶段，2013年至2015年，全国规划在建数据中心250个左右，其中超大型、大型数据中心100个左右。云计算相关业务的快速发展也对数据中心和设备提出了新的要求，同时也带来了新的挑战。

大规模。为了支撑大规模的云客户访问和使用，与传统的数据中心相比，云计算数据中心需拥有较大的服务器规模，将数个甚至数十个传统规模数据中心集中整合，进行集中化数据备份、计算和管理，才能实现云业务所需的计算能力。

高密度。云计算是一种集中化的部署方式，数据量和计算量的爆发式增长决定了单机柜中服务器的功率密度大大增加，单个服务器机柜的功率高达十几至几十千瓦。

高可靠性。云服务商向大量的客户提供云服务，云计算数据中心承载的云计算服务量巨大，涉及到的云客户的业务也多种多样，如果云数据中心出现故障，其影响广度和深度将非常大，因此云计算数据中心需要具有高可靠性。

高能效。云服务对软硬件资源的虚拟化使单台服务器的功率增加，大规模云计算数据中心能耗巨大，其用电量是传统数据中心的几倍甚至几十倍，云计算数据中心需要通过设计绿色节能数据中心，使其具有较高的能效，才能获得长期持续的发展。

高效交付。为了支撑业务系统的快速变化和发展，提升竞争力，云计算数据中心需要具备高效扩展和快速交付能力，无论机房建设阶段的机电部分交付，还是IT设备的运行交付都需要能够高效部署和快速完成。

智能运维。云计算数据中心规模庞大，可靠性要求高，需要推动监控技术的发展和完善，实现自动化的监控和管理。

（二）整机柜服务器实现从“中国制造”到“中国设计”的转变

长期以来，我国服务器产业缺乏技术积累以及创新能力，在国际上扮演着“追随者”的角色。天蝎整机柜服务器的问世及规模应用正在打破这一局面。作为我国自主设计的服务器，天蝎整机柜服务器实现了从“中国制造”到“中国设计”的转变。

天蝎整机柜服务器是一种将服务器节点与机柜系统融为一体的服务器解决方案，按照集中供电、集中散热、集中管理、高密度设计的思路，在标准化的机柜和服务器节点下进行节点配置，能够实现按需定制的目标。天蝎整机柜服务器由机柜子系统、网络子系统、供电子系统、服务器节点子系统、散热子系统、管理子系统六大部分组成，具备部署周期短、能耗低、成本低等显著优势。

图12 天蝎整机柜服务器示意图

整机柜服务器改变了传统服务器系统的部署和使用方式，将电源、散热、交换等非计算机IT体系结构模块集成在一个机柜中，并可根据用户的特定应用需求，配置不同特色的节点，灵活满足不同的应用对硬件平台的要求，并减低成本。具有以下优势：

一是提高机柜空间利用率，以机柜为整体单元将供电单元、散热单元池化，辅助模块减少的空间占用，可支持布置更多节点，目前可实现单机柜最大80节点，与传统服务器相比可实现部署密度提高1-2倍，大幅提高空间利用率；

二是提高电源效率，集中供电和散热的设计使电源负载率可提高到40%～50%，电源效率可以达到90%～94%（传统机架式服务器的电源效率仅为80%～85%），天蝎2.5规范中新增机柜级BBS，整机柜服务器可支持双路或单路市电直供，电源效率可以达到97%～98%；

三是降低服务器能耗水平，集中散热风扇能带来每台服务器5%左右的功耗节约，综合集中供电和集中散热技术，对于存储密集型配置的天蝎整机柜服务器可以实现节能5%～10%，对于计算密集型配置的天蝎整机柜服务器可以实现节能10%～15%；

四是实现服务器高效交付，整机柜服务器具备工厂预制、整机交付的部署能力，特别是在远离大城市的地区，把大部分组装工作转移到工厂预先完成，再通过整机柜进行现场快速部署，与传统的机架式服务器相比，交付效率提升10倍以上，日交付量可以从原来的几百台，提高到3000台，乃至5000台，在一些自建数据中心中甚至可以达到一万台。

作为由市场需求方推进的创新技术，天蝎整机柜服务器在很短的时间内得到了市场认可和发展壮大。尤其是“开放数据中心委员会成立后，天蝎整机柜服务器在技术和政策层面得到了广泛支持。

当前，天蝎整机柜服务器已经在互联网企业（百度、腾讯、阿里等）、电信运营商（中国电信、中国移动、中国联通）、第三方数据中心（云硕等）、金融机构（工商银行、光大银行、人民银行等）、电力部门（国家电网）、政务部门（12306铁路订票系统等）等重要领域的企业开始了规模化应用，浪潮、华为、中兴、曙光、联想等服务器制造商也已推出天蝎整机柜服务器产品。

据开放数据中心委员会统计，2015年天蝎整机柜服务器实现3000多个机柜（10万台以上服务器）的部署，部署数量已超过前三年的总和，X86服务器市场占比5%左右。预计2016年，将实现上万个机柜的部署。

（三）微模块数据中心开创云数据中心的新模式

微模块数据中心是由国内互联网公司的创新设计，借鉴集装箱的内部设计以及“乐高积木”式的模块化拼装理念来建设数据中心，是一种集IT机柜、制冷、不间断电源、消防、照明、监控、布线、安防等功能模块于一体的模块化数据中心产品，其构成单元均是符合业内通用规范的标准化产品。微模块数据中心的设计和技术特点使得其具备建设周期短、能耗低、运营可靠等显著优势。

图13 微模块数据中心架构示意图 服务器示意图

微模块数据中心将数据中心“风、火、水、电”等基础设施都变成标准化、模块化的设备，实现整个数据中心物理基础设施的快速部署。具备以下优势：

一是降低数据中心建设复杂性，若采用微模块数据中心的建设方式，数据中心机房仅需要完成市电接入、冷机系统及主管道施工、主体消防施工、主要桥架建设，无需建设地板，并且可以根据实际需求，分期采购、分期部署，大幅降低数据中心建设难度。

二是缩短数据中心建设周期，微模块数据中心从技术特性上实现了数据中心的工业产品化和标准化，可以在工厂预制，与传统数据中心相比，将原本长达数月乃至数年的建设周期缩短为6周左右，同时降低数据中心整体拥有成本。

图14 微模块数据中心部署方式

三是提高数据中心能效水平，微模块数据中心采用一系列先进技术实现节能降耗：科学合理的规划气流组织，与传统的不完全封闭的冷热通道模式的机房相比节能7%；空调末端使用行间制冷技术，尽可能缩短内部送风距离，相比传统地板下送风技术，可实现节能约7%；末端供电使用高压直流与市电直供结合技术，相比传统UPS供电方式，可节能约8%；优化系统配电架构，相比传统UPS系统，减少了配电系统层级数量，可为实现节能约4%。通过以上节能技术，可实现综合节能约26%，年均PUE可以降低至1.48左右。

四是实现数据中心高效运维，微模块数据中心的基础设施运营与IT运营分离，专业分工明确，且以模块为运营基本单位，运维管理界面简单，模块管控平台可独立运行，又向上与其他自动化系统融合，结构清晰，接口简单，实现智能管控和可靠运营。

图15 微模块数据中心智能运维系统

目前微模块数据中心已经在国内腾讯、百度、阿里巴巴等互联网的数据中心稳定运行了两年以上，在中国电信、中国联通等企业得到了不同程度的部署，同时微模块也适合于党政机关信息中心的部署，现已在法院、教育等行业得到实际应用。据开放数据中心委员会统计，2014年国内微模块行业分布中互联网用户（55%）略高于非互联网用户（45%），2015年非互联网用户数量增长较快，比例达到52%，超过互联网用户48%的比例，预计2016年将基本维持此分布比例。

同时，微模块数据中心还开创性地走出国门，在其他国家的电信运营商、互联网企业的数据中心实现部署，真正实现了中国创新的对外输出。

当前，我国微模块数据中心的部署步伐正在加快。据开放数据中心委员会统计，2015年国内已经“落地”的微模块数据中心的总量达到近1100套，实现了超过40万台服务器的建设规模，相比2014年增长一倍多，预计2016年保有量会达到1900套以上，可支持服务器数量将达到70万台以上。

（四）核心设备技术创新有力提升

我国话语权天蝎整机柜服务器、微模块数据中心诞生于互联网企业基于自身需求的创新实践，其出现标志着中国互联网巨头在IT设备产业的创新能力大幅提升，而整机柜服务器的大规模应用和部署则预示着IT产业由厂商主导逐渐转变为客户主导，用户可以根据需求自主设计定制服务器产品。数据中心的相关核心设备的技术创新将带动我国IT产业全产业链的创新，提升我国在IT产业中的话语权，对带动国产化技术发展具有重要意义。

一是推进服务器和数据中心产业技术创新向外延伸。整机柜和微模块技术从传统数据中心的技术封闭模式走向了开放，“开源硬件”改变了产业链的创新模式，为我国服务器和数据中心产业链上相关技术和产品的创新奠定了基础，将带动国内供空调、电源、供电、散热等领域的技术突破。

二是带动IT产业创新向内延伸。整机柜和微模块目前主要是集成式创新，随着产业的规模化发展，包括主板、芯片、硬盘、软件、操作系统等各个方面未来都会有自主创新的可能和机遇，带动我国IT产业核心技术和部件的技术创新和发展。

三是为国内IT厂商技术创新带来新的机遇。整机柜和微模块技术正在改变服务器和数据中心设计、建设、部署、运维的全生命周期过程，影响IT产业的竞争格局，国内大规模的用户将主导设备的设计甚至是制造，可以带动国内供电、制冷、散热等其他厂商进入市场竞争，拉动国内IT产业链上一系列企业的技术和产品创新，加速信息产业国产化进程。