全球超大型数据中心数量将大幅增长,呈现六大关键技术特征

今年的华为全联接大会于9月20日—9月22日在上海举行,一共持续3天。在大会期间,华为发布了《数据中心2030》报告,围绕2030年数据中心的应用场景及发展方向,阐述了未来数据中心…

今年的华为全联接大会于9月20日—9月22日在上海举行,一共持续3天。在大会期间,华为发布了《数据中心2030》报告,围绕2030年数据中心的应用场景及发展方向,阐述了未来数据中心的关键技术特征。报告认为,展望2030,通过创新技术持续提升能效、算效、运效、数效、人效、构建具备多样泛在、安全智慧、零碳节能、柔性资源、对等互联、系统摩尔六大技术特征的新型数据中心,将成为数据中心产业发展的长期愿景。

华为常务董事、ICT基础设施业务管理委员会主任汪涛表示,迈入智能时代,最大的需求是算力,最关键的基础设施是数据中心。“数据中心作为人工智能、云计算等新一代信息通信技术的重要载体,已经成为新型基础设施的算力底座,具有空前重要的战略地位,堪称‘数字经济发动机’。”汪涛说。

未来三年内全球超大型数据中心数量将突破1000个

根据《智能世界2030》报告,2030年人类将迎来YB数据时代,对比2020年,通用算力将增长10倍,人工智能算力增长500倍,算力需求十年百倍增长将成为常态。在《数据中心2030》报告中,华为预测未来三年内,全球超大型数据中心数量将突破1000个,并将保持快速增长;同时随着自动驾驶、智能制造、元宇宙等应用的普及,边缘数据中心将同步快速增长。根据第三方预测,2030年部署在企业内的边缘计算节点将接近1000万个。

当前全球正处于千行百业智能化转型的新阶段,“百模千态”的AI大模型越来越成为发展的焦点以及国家和企业竞争的热点。报告认为,算力的规模和效率已经成为发展数字经济的核心竞争力。据预测,GPT 5.0训练集群的算力需求将达到GPT 3.0的200-400倍,AI和区块链等技术支撑的行业智能化场景也将带来算力需求的爆炸式增长。

旺盛的需求也将带来投入的持续增长。报告预测,未来各行业在算力领域的投资占比将快速增长,以银行业为例,根据有关预测2024年中国银行业技术投入总规模将超过4000亿元,其中AI与云计算是重点的投资领域,二者的占比将超过总投入的一半。

中国工程院院士郑纬民表示,算力集群主要是3类,即高性能计算算力集群(HPC/超算计算中心)、人工智能计算算力集群(Al计算中心或智算中心)以及通用计算算力集群(云与大数据数据中心),过去这 3类算力集群以烟囱化建设模式为主,未来将走向融合建设的模式。未来,新型数据中心将是提供多样性计算综合能力的算力集群,以满足干行百业智能化的需求。

郑纬民还表示,未来数据中心的发展还要考虑不同地区能源结构的差异、同一地区不同行业的业务差异,提供更绿色的算力,并满足实时应用的需求。算力的互联互通和统一调度是实现“东数西算”的一项基本条件,更是数据中心算力发展的必由之路。

举例来说,如果要将4TB的原始数据从北京传输到无锡,即使使用目前最快的网络,并保证网络无故障的情况下,数据传输时间也将高达 5天。中国提出了“算力网络”的概念,旨在通过网络将全国各个算力中心连接起来,形成一台庞大的“网络计算机”。一方面要提高算力输送效率,通过并网实现高带宽、低延迟的算力互联;另一方面,需要团结领域内各大企业,可以屏蔽异构基础设施的差异,通过统一编程框架和编译的资源管理与调度软件实现算力的互通和资源的统一调度和管理,稳步推进“东数西算”的发展,实现全社会算力资源的使用最优、效率最高。

未来新型数据中心的六大技术特征

数据中心是新型数宇基础设施,也是加速数字经济发展的“发动机”。未来十年,数据中心既要实现百倍算力提升,以满足快速增长的智能化业务需求,还要实现百倍能效提升,以满足绿色低碳可持续发展的长期目标。报告认为,未来新型数据中心将具备多样泛在、安全智慧、零碳节能、柔性资源、对等互联、系统摩尔等六大技术特征。

多样泛在:未来数据中心的发展将出现两极分化,一方面,超大型集约化数据中心的建设将持续增长;预计到2030年,单个集群提供的有效通用算力将达到70EFLOPS,有效的人工智能算力将达到100EFLOPS,配套的存储规模可达到EB级;另一方面,满足各行业低时延、数据安全需求的的轻量级边缘计算节点将得到广泛部署,预计到2030年,通过轻边缘采集和处理的数据将超过80%,企业生产设备通过物联化和数字化后,接入轻边缘的比例将超过 80%。同时面向新场景,多种创新型数据中心也将出现,如太空数据中心、海底数据中心等。多种形态满足不同场景部署需求的数据中心将为数字经济的发展提供源源不断的新动能。

安全智慧:未来新型数据中心将具备高安全、高可靠和高智能的特点。在高安全方面,数据中心的数据基础设施需要在设计上充分考虑对不同类别和级别的数据提供保护,数据在使用、存储、传输过程中,能够根据不同的数据价值和合规要求配套不同的安全策略;在高可靠方面,面向2030,数据中心将从设备级、节点级、同城级的高可靠,走向更大范围的跨域高可靠,从主要关注数据级高可靠,走向关注业务连续性的业务级高可靠,系统级和业务级可用性均将达到5个9的水平。在高智能方面,数据中心的大型化增加了数据中心的建设运营的复杂度与约束,传统建设运营模式面临挑战。Al和数据使能数据中心规划、建设、运营全生命周期,促进数据中心朝着高效、节能、智能的方向发展。

零碳节能:数据中心整体的碳排放量较大,对于数据中心服务商,高能耗也意味着更多经营成本。随着“碳中和”逐渐成为全球的共识,数据中心将加速向绿色低碳的方向迈进:绿电的发展为数据中心提供了更加丰富、优惠的电能供给,全面助力数据中心零碳目标的实现。随着全球绿色低碳发展政策的不断强化,风能、太阳能等清洁能源在数据中心能源结构中所占比例将会提升,预计到2030年,大型数据中心绿电使用率将达到100%。同时,储能技术通过“削峰填谷”,将成为降低数据中心电力成本的重要方式;液冷技术总体发展趋势良好,将有助于数据中心的节能和降噪。

柔性资源:随着公有云、行业云、私有云作为数字化、智能化平台底座在全球各行业的广泛深度普及,加之Al大模型、元宇宙、数字李生等大颗粒应用的方兴未艾与爆炸式增长,云化架构将成为未来数据中心基础设施的“标配”之一,即通过在全球分布式数据中心硬件之上叠加云操作系统软件,为千行万业、政企客户以及多样化业务应用提供多租安全隔离、性能 SLA保障前提下的大规模集约化算力、存力、运力共享,以及动态随需而变的算力、存力、运力供给。下一代云数据中心架构,将沿着“全池化”、“柔计算”、“泛协作”的方向持续演进,从而实现数据中心硬件资产投入产出比的极致最优化。

对等互联:未来新型数据中心将具备超融合、高性能和光内生的特点。在超融合方面,针对多样化连接诉求,需要建立新的超融合互联架构,打通所有芯片物理边界,减少协议转换开销,消除通信软件栈开销,实现更低通信延迟、更大通信节宽和更大互连利用率;在高性能方面,未来的数据中心将发展出从芯片到数据中心的统一可扩展的大并行计算软件中间件,将发展出全新一代统一互联协议,消除数据通信协议转换代价,实现对等高速互联,跨数据中心也需要具备无损网络的能力;在光内生方面,高算力芯片的IO带宽将越来越高,预计2030年,端口速率达T级以上。根据第三方的预测,2028年数据中心内将实现100%的全光化连接。

系统摩尔:具体而言,主要有大小芯、新算力、新存储这3个方面。主导半导体集成电路发展的摩尔定律正遭遇物理学和经济学双重限制,导致传统的硅基电子技术临近发展极限,亟需采用Chiplet小芯片封装技术、3D大芯片制造等新型芯片技术推动未来信息产业持续蓬勃发展;同时,还将通过探索模拟计算、非硅基计算等来提升计算能效;新的数据存储有望通过多样化的存储介质和以数据为中心的体系架构,进一步发挥数据价值。(作者 周春媚)

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作者: 云小编

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