专题丨 数据中心产业发展趋势及布局策略

数据中心产业发展趋势及布局策略

陈晟　陈松晨

（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510627）

摘要：数据中心作为数字经济建设最底层的基础设施，是赋能5G、人工智能、边缘计算等技术普遍应用，促进产业转型升级，夯实数字经济发展的重要载体。对我国数据中心产业发展内在驱动因素进行了梳理，分析了“新基建”政策对数据中心发展外在的影响，在此基础上探讨了未来数据中心建设布局方向。

关键词：数据中心；新基建；云计算

1　引言

受消费互联网需求升级及产业互联网蓬勃兴起双重驱动，数据中心正步入快速发展的黄金时期，成为各行各业信息化建设最核心的基础设施。政策层面，“数字中国”“互联网+”等为IDC产业发展提供支撑，2020年以来国家更是多次提及要加快5G、人工智能、数据中心等“新基建”的建设进度；技术层面，数据中心是5G、人工智能、边缘计算、云计算等新兴技术发展的算力基础[1]；产业层面，移动互联网、网络游戏、智慧金融、车联网等垂直行业用户需求爆发对数据中心提出更多需求及更高要求。预计未来数据中心产业将呈现高速增长趋势，企业需要把握政策及技术机遇，做好布局。

2　数据中心产业发展内在驱动因素

2.1　数据规模呈指数增长

数据量及计算量呈指数爆发，带动数据中心规模不断扩张。党的十九届四中全会明确将数据作为关键生产要素，各行各业利用人工智能、物联网、传感器等数字化技术采集、存储、分析显性及非显性数据，通过广泛攫取数据及深度挖掘数据价值为企业数字化转型提供支撑，海量数据不断生产并积累。据赛迪智库数据[2]，预计2030年中国数据原生产业规模将占整个经济总量的15%，数据的总体规模超过4YB，占全球数据总量的30%（见图1）。依靠企业传统数据存储及处理设备已完全不足以支撑日益庞大的数据生产、价值挖掘需求，构建数据中心成为数据爆发的必然要求。

图1　我国数据规模发展趋势

2.2　网络流量持续激增

移动互联网流量持续高速增长及产业互联网应用逐渐深入落地，推动数据中心流量保持高速增长。消费互联网方面，随着短视频、直播、游戏等应用的爆发，移动互联网流量呈现指数级增长，据工业和信息化部数据，2019年移动互联网流量接入达1220亿GB，同比增长71.6%，移动互联网DOU达7.8 GB/月/户，为2018年的1.69倍（见图2）。产业互联网方面，越来越多企业将数据存储由本地设备迁至云服务器，海量数据在边缘复制、存储、传输及分析应用，企业上云及大数据推动企业数据流量呈爆发式增长。据IDC数据统计，企业级数据圈占中国数据圈比将由2015年的49%上升至2025年的69%。与此同时，随着5G全面商用，数据流量将持续爆发，加快驱动数据中心的发展。

图2　我国移动互联网流量接入及增速

2.3　云计算市场高速增长

云计算市场规模高速增长，推动作为云服务物理基础设施的IDC需求持续增加。据中国信息通信研究院数据，2018年我国公有云市场规模达437 亿元，同比增长65.2%，并预计2019—2022年仍将保持高速增长态势，至2022年市场规模达1731 亿元（见图3）。其中，作为企业最底层架构的IaaS在2018年市场规模达270 亿元，同比增长81.8%。由于云服务按需共享的软硬件资源和信息主要存储在数据中心，云计算市场规模增加势必提升数据中心需求[3]。据美国研究机构JLL数据，全球一线城市云服务已经成为IDC下游首要需求方，部分一线城市占比达70%。预计随着云计算市场的规模提升，云服务对IDC需求的渗透率也将进一步提升。

图3　我国公有云市场规模及增速

2.4　新一代信息技术场景化落地

以5G、人工智能、物联网、云计算等技术为代表的信息技术群落正加速赋能千百行业数字化转型，数据中心需求愈发强烈。5G高可靠、低时延及高密度性能正广泛应用于金融、医疗、教育、零售等传统行业，并由此产生海量数据。人工智能广泛应用于决策树、身份识别、交互界面设计、信息检索、智能机器人，未来对算力需求呈指数级增长，对数据中心提出更高要求。物联网全面连接人、机、物，移动设备、智能家居、医疗器械、汽车等设备均将与互联网连接，实现亿万连接设备，万物互联世界已经到来[3] 。与此同时，诸如VR/AR、车联网等垂直行业应用需求急剧爆发，为数据中心发展拓宽成长空间。

2.5　数据中心PUE逐渐降低

随着数据中心节能技术的进步，数据中心PUE将不断降低，从而降低企业数据中心建设及运维成本。据CDCC数据统计，未来1~2年，数据中心PUE数值将由1.6以上重心下降至1.2~1.4较低水平（见图4）。同时，PUE数值范围在1.1~1.2的数据中心也将取得一定的突破发展。数据中心PUE数值总体方向将呈现下降的趋势，1.2~1.4成为数据中心主流，从而降低各企业自建IDC成本压力，进一步带动IDC建设规模。

图4　数据中心PUE占比

3　新基建对数据中心产业的发展影响

3.1　大规模数据中心逐渐兴起

“新基建”政策将推动企业建立更多的大规模数据中心。企业自建数据中心存在着成本过高、专业运维技术不足等问题，长期限制企业数据中心建设及运维的投入。国家“新基建”政策的提出将加速推动数据中心逐步整合，规划的绿色节能中心园区将逐步替代小型、高能耗的数据中心。一方面，政策鼓励市场数据中心投资，能够缓解部分企业高成本的投资压力，加大企业对大型数据中心的建设；另一方面，政策支持为第三方数据中心运营商提供良好的发展环境，独立的第三方数据中心运营商拥有专业化的综合能力，具备丰富的运营服务经验及运维技术优势，能够弥补部分数据中心运营商在大规模数据中心技术及能力上的不足，做好数据中心运维服务工作。

3.2　架构由“云+端”向“云+边+端”演变

新基建的加速实施，将推动数据中心架构由“云+端”向“云+边+端”的演变（见图5）。5G、人工智能、云计算等新技术与产业深度融合，将产生诸多海量数据，从而带来大量分布式计算、存储、数据库管理需求，将会对现有云数据中心带来严峻的挑战[4] 。据IDC预测，2020年全球终端及设备联网数据将超过500 亿，其中将有50%的数据在网络边缘侧进行存储、处理及分析。海量数据处理将对数据中心承载能力、电力保障能力、空调制冷能力、网络负载能力、运维支持保障能力提出更高的要求，从而促使数据中心架构向“云+边+端”演变。

图5　数据中心架构变化

3.3　工业互联网成为数据中心发展的新动力

工业互联网作为“新基建”的重要组成部分，将推动数据中心规模持续扩张。一方面，工业互联网通过工业经济全要素、全产业链、全价值链的全面连接，促使工业互联网数据急剧增长；另一方面，工业互联网将推动更多传统企业实施数字化转型升级，助力传统企业上云、设备上云，带来工业计算需求呈现爆炸式增长。同时，各区域、各行业数据大多处于孤立、分割状态，数据资产价值无法释放，极大地限制了工业互联网海量数据资产的潜在价值。而基于数据中心，将能够汇聚、分析、共享和应用各类数据资源，推动工业经济全要素、全产业链、全价值链的数据流通，充分释放出数据作为核心生产要素实现价值创造的能力。工业和信息化部提出要加快国家工业互联网大数据中心建设，鼓励各地建设工业互联网大数据分中心。随着工业互联网的加速部署与应用，数据中心市场空间将进一步加速扩大。

3.4　市场格局呈现多元化发展

在“新基建”的加持下，资本及传统企业加速跨界进入IDC头部领域，市场格局呈现多元化发展。我国数据中心市场格局主要以运营商为主，依托网络宽带及资源优势，三家基础电信运营商市场份额合计超70%。其次是加速发展的第三方IDC服务商，近年来，以世纪互联、鹏博士、光环新网等第三方IDC服务商依托在核心城市IDC资源及资金能力建设核心城市IDC机房，占据一定市场份额。另外，云计算厂商，如阿里云、腾讯云、百度云、金山云等，主要以自建数据中心为主。而随着“新基建”政策的实施，依托资本及基础资源的整合优势，一些具备雄厚实力的国企及投资机构也将加速入局数据中心建设，以制造业为代表的传统行业基于自身数字化转型需求，将会加速进入IDC产业，市场呈现多元化发展。

3.5　城市协同发展加速形成

“新基建”加速推动数据中心产业由一线核心城市向周边城市布局。一方面，随着一线核心城市数据中心限建力度加大及建设成本过高，IDC服务商逐渐将数据中心建设向周边城市转移，来缓解成本压力及北上广深IDC需求压力[5]；另一方面，随着5G商用的落地，诸如VR/AR、移动医疗、远程教育等应用场景将会全面铺开，届时需要更多部署在用户侧的数据中心，以保障用户区域的稳定性及实时性。北京地区，在市场监管下其本地IDC正在向河北省廊坊、张北、怀来转移，依托其网络及客户资源，直接分担北京存储类及大运算量的IDC需求；上海地区，本地IDC则明显向周边长三角地区进行转移；广州、深圳地区，本地IDC需求向周边佛山、东莞转移。未来，一线城市与周边城市将形成协同发展的格局。

4　未来数据中心产业发展布局

4.1　超大型数据中心与边缘数据中心协同发展

随着5G、人工智能等新一代信息技术的应用，未来数据中心将呈现“超大型数据中心+边缘数据中心”协同布局的局面。在超大型数据中心方面，随着移动互联网业务需求快速增长及未来产业互联网需求爆发，超大型数据中心集约化的优势将逐渐凸显，基于对能耗、运维等诸多因素的考量，数据中心将呈现“量减体增”的发展趋势。在边缘数据中心方面，作为超大型数据中心的补充，为园区网络、数据中心网络及云服务等分散式扩展。根据数据显示，目前全球仅10%企业采用边缘模式来创建及处理数据，而到2022年将达到50%。国内外企业也在积极布局边缘计算，中国联通启动Edge-Cloud规模试点及近2000个边缘数据中心建设；国际运营商AT&T在美国开通边缘计算测试区，向企业和第三方机构开通接口用于新的边缘计算网络下的自动驾驶、AR、无人机的应用。

4.2　数据中心差异化建设

随着“新基建”引起各行业数据爆发，IDC需求也将呈现差异化趋势，数据中心形态也将由单一向多样模式转变，基于功能的多样性数据中心成为重要方向。例如，针对金融行业，IDC建设需要满足机房合规性要求，机房的可靠性及安全性是首要考虑因素；针对互联网行业，需要注重大网络宽带及低时延，需要高密高电机柜；针对制造业，则着重关注边缘计算和边缘数据中心。目前，传统行业普遍实施数字化转型，各行业对数据中心有着显著需求。据数据显示，2018年中国IDC用户行业占比制造业、金融、批发零售行业居于前列，IDC需求强烈。随着消费互联网及产业互联网进一步深层次发展，工业互联网、电子商务等行业需求将持续迸发，打造差异化的数据中心满足不同行业定制化需求则成为必然趋势。

4.3　打造绿色数据中心成为主旋律

受不可再生资源稀缺及能源成本日益上升的影响，建设节能低耗的数据中心将是未来各企业的首要考虑。据华为技术有限公司数据，当前全球数据中心耗电量占比达到3%，预计至2025年，总耗电量将达1000 TWh以上，能耗及运维面临严峻挑战。从我国目前数据中心发展来看，一线城市对数据中心的建设要求越来越严格，为满足核心城市数据中心建设标准及降低运维成本，绿色数据中心势必成为企业重要发展方向。同时，为降低运维成本，基于风能、太阳能、水能等可再生能源也将逐渐成为数据中心重要电力来源。随着诸如虚拟化技术、制冷节能技术、变频技术等新型绿色节能技术的持续进步，将进一步推动绿色数据中心全面发展。

4.4　数据中心与网络建设协同布局

海量数据爆发及边缘业务场景兴起对数据中心网络服务能力提出更高的要求。一方面，随着车联网、VR/AR等边缘侧的应用逐渐落地，现有的算力网络已难以满足业务发展需求，构建基于云、网、边的深度融合算力网络成为数据中心网络建设新的要求，以满足云、网、边计算、存储及网络资源按需调度和分配；另一方面，基于不同业务场景对时延、安全、容量等需求的不同，需要合理部署边缘计算，从而构建多级协同的边缘计算网络。与此同时，随着数据中心在全国各地分布，为更好地满足数据中心跨区域、跨行业资源调度和相互方位需求，需要持续推动数据中心中间建设高可靠、低时延的数据中心直联网络。

5　结束语

数字经济时代，网联化、信息化、数字化将驱动数据呈爆发式增长，数据中心迎来政策与技术发展的风口期。IDC产业企业需要充分了解数据中心的发展趋势及特征，把握好数据中心的发展政策与技术机遇，做好前瞻性布局，助力传统企业数字化转型，促进行业转型升级，推动经济社会高质量发展。

参考文献

[1] 郭亮. 边缘数据中心关键技术和发展趋势[J]. 信息通信技术与政策, 2019(12):55-58.

[2] 赛迪研究院电子信息研究所数据中心课题组. 数据中心建设与发展的新高地[J]. 中国工业和信息化, 2019,(12):28-34.

[3] 2020未来依旧可期:数据中心行业六大发展趋势[J].电气技术, 2020,21(3):前插4-前插5.

[4] 刘磊. 云计算对企业数据中心发展的影响[J]. 信息记录材料, 2019,20(4):174-175.

[5] 中国信息通信研究院. 数据中心白皮书[R], 2018.

Development trends and layout strategies of data center industry

CHEN Sheng, CHEN Songchen

(China Mobile Communications Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510627, China)

Abstract: As the lowest-level infrastructure for the construction of the digital economy, the data center has a central role in enabling the widespread application of technologies such as 5G, artificial intelligence, and edge computing, promoting industrial transformation and upgrading, and strengthening the development of the digital economy. This article sorts out the internal driving factors for the development of China’s data center industry, analyzes the external impact of the “new infrastructure” policy on the development of data centers, and discusses the direction of future data center construction on this basis.

Key words: data center; new infrastructure; cloud computing

本文刊于《信息通信技术与政策》2020年第6期

主办：中国信息通信研究院