国内互联网数据中心(IDC)发展现状及存在问题探究

数据中心概念解析

数据中心(Data
Center)通常是指在一个物理空间内实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，一般含有计算机设备、服务器设备、网络设备、通讯设备、存储设备等关键设备。简单来说，数据中心即企业用以集中放置计算机系统和诸如通信和存储这样的相关设备的基础设施，是场地出租概念在因特网领域的延伸。

数据中心规模划分

目前我国数据中心的规模划分主要以中心覆盖的机架数量作为标准。其中，超大型数据中心是指规模大于等于10000个标准机架的数据中心;大型数据中心是指规模大于等于3000个标准机架小于10000个标准机架的数据中心;中小型数据中心是指规模小于3000个标准机架的数据中心。超大型数据中心应该优先建设在气候寒冷、能源充足的地区;而中小型数据中心则要建设在靠近用户所在地、能源获取便利的地区。(注：此处标准机架为换算单位，以功率25千瓦为一个标准机架)

数据中心级别界定

对于数据中心级别的界定，国内外所采用的标准存在一定差异。数据中心标准组织和第三方认证机构Uptime Institute所提出的《Data Center
Site Infrastructure Tier Standard: Topology》和《Data Center Site Infrastructure
Tier Standard: Operational
Sustainability》是现阶段数据中心业界最知名、权威的认证，在全球范围得到了高度的认可。目前全球共有50多个国家，超过350个数据中心通过了Uptime颁发的认证。Uptime
TIER数据中心等级认证体系分为Tier I—Tier IV四个等级的最高等级。

我国目前关于数据中心级别认证相关标准主要为《数据中心设计规范》GB 50174-2017。与Uptime
Institute将数据中心基础设施可用性、可靠性及运维管理服务能力认证划分为四个级别不同，《数据中心设计规范》只认证了A、B、C三个级别，主要根据数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度确定所属级别。

可用机架稳步增长

数据中心服务器机架主要用于容纳数据中心IT设备，如：服务器、存储器、HUB和网络交换机等，旨在提高数据中心网络管理和运营的效率。2016-2019年我国数据中心可用机架数量稳步增长。根据工信部数据，2019年我国数据中心可用机架数量为244万架，较2016年增长120万架，涨幅较大。作为数据中心重要组成部分和规模划分依据，机架数量的增长有助于我国数据中心整体建设以及规模以上数据中心占比的提升。

市场规模持续扩张

2012-2019年我国数据中心市场规模持续扩张，2019年我国数据中心市场规模估计已突破1000亿元，2020年预计接近1500亿元。增速方面，2012-2019年我国数据中心市场规模同比增速维持在30%左右，说明我国数据中心产业发展势头良好，规模增长较快。主要得益于我国现阶段互联网的迅速普及，数据产生与处理量激增，从而进一步刺激下游数据中心产业的市场需求。

5G助力未来增长

目前全球5G建设进程进展迅速，在2019年4-8月短短5个月时间内，全球5G终端厂商数量便已从26家增长至59家，共计增长33家，增长速度较快。由于5G网络的峰值速率、流量密度、连接密度等显著优于4G，使得“万物互联”计划得以进一步推行。而未来5G技术在多个产业的应用势必将使数据量爆炸性增长，数据中心的市场需求受此影响亦将迅速提高。5G技术推动下，数据中心产业有望迎来新一轮发展小高峰。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国数据中心IT基础设施第三方服务行业发展前景与投资预测分析报告》。

以下内容转自互联网集群系统主要分为两种：高可用性集群和高性能集群。高可用性集群的主要功能就是提供不间断的服务。有许多应用程序都必须一天二十四小时地不停运转，如所有的web服务器、工业控制器、ATM、远程通讯转接器、医学与军事监测仪以及股票处理机等。对这些应用程序而言，暂时的停机都会导致数据的丢失和灾难性的后果。高性能集群通过将多台机器连接起来同时处理复杂的计算问题。模拟星球附近的磁场、预测龙卷风的出现、定位石油资源的储藏地等情况都需要对大量的数据进行处理。传统的处理方法是使用超级计算机来完成计算工作，但是超级计算机的价格比较昂贵，而且可用性和可扩展性不够强，因此集群成为了高性能计算领域瞩目的焦点。集群系统采用的 *** 作系统主要有VMS、UNIX、WindowsNT和Linux。美国DEC公司（Digital Equipment Corporation）开发的VMScluster系统开发最早，技术也很成熟，应用也很广泛，但由于VMS *** 作系统只能在DEC公司的VAX系列和Alpha系列服务器上运行，VMScluster的应用受到很大限制。UNIX是服务器或工作站上普遍使用的 *** 作系统，它运行稳定、安全性也比较好，因此许多大的公司都采用了基于UNIX的集群系统解决方案，如DEC、 HP、SUN、IBM、NCR和DG等公司，其中在国内影响比较大的主要是DEC、HP、SUN和IBM。其中DEC公司的Trucluster系统提供了由4台Digital Alpha Server组成的集群系统，它集高可靠性、高可用性和易管理性于一身，是关键业务计算机系统的理想解决方案。基于WindowsNT的集群系统解决方案厂商主要有Mircrosoft和DEC。Microsoft于1995年就开始了集群系统的开发工作。 Windows 2000中已经增加了集群功能，该高可用性集群叫做WolfPack，也叫做Microsoft Cluster Server (MCS)。它主要是在企业级对基于Windows NT服务器的应用程序提供可用性和可升级性。WolfPack现在支持两个服务器，一个用来对用户提供服务，另一个作为备份服务器使用。 Microsoft下一步的目标是将WolfPack支持的节点数扩展到16个。Wolfpack的缺陷在于：它只提供了两个节点的失败恢复功能，而没有采用复杂的应用程序资源管理功能，因此在一定程度上影响了系统的高可用性、高可靠性和可升级性。Wolfpack不能支持多种 *** 作系统，而只能运行于 Windows NT *** 作系统上。由于WindowsNT *** 作系统本身在稳定性、大型并行计算上与UNIX系统存在较大差距，目前主要在中小型系统上应用。但是随着 WindowsNT系统走向成熟，基于WindowsNT的计算机集群系统将获得更广泛的应用。九十年代末期，Linux *** 作系统不断走向成熟，它的健壮性不断增强，并且提供了GNU软件和标准化的PVM、MPI消息传递机制，最重要的是Linux在普通PC机上提供了对高性能网络的支持，这样就大大推动了基于Linux的集群系统的发展。Turbolinux公司推出了能够显著地提高基于TCP/IP协议的多种网络服务的服务质量的高可用性集群系统Turbocluster。Red Hat也提供了基于Linux Virtual Server思想构建的高可用性集群系统Piranha。由Ericsson软件工程研究中心开发的高可用性集群系统Eddie的主要目的是提供一个商业级的，能提供较好的服务质量的web服务器的解决方案。Platform公司开发的高可用性集群系统Lsf提供了分布式集群系统的解决方案，通过将物理上分离的多个集群连接在一起使使多个同构或异构的计算机能够通过局域网或广域网共享计算资源，并能够为用户提供对资源的透明访问。高性能集群系统MOSIX为Linux核心增添了集群计算的功能。在MOSIX集群环境中，用户无需对应用程序进行修改，或将应用程序与库连接起来，或将应用程序分配到不同的节点上运行。MOSIX会自动将这些工作透明地交给别的节点来执行。日本的F5公司开发出了高可用性集群BIG-IP，它是使用于本地网络站点或数据中心的高可用的、智能化的负载平衡产品，它提供了对网络流量的自动和智能的管理。与前几种集群系统不同的是，BIG-IP向用户提供的是一个即插即用设备，而其它的提供的都是软件方法。IBM、Microsoft和Intel于2000年7月联合发布了一种高可用性服务器集群软件及硬件包，这种服务器集群的配置包括32台IBM Netfinity 8500R及Intel Pentium Ⅲ Xeon处理器，运行IBM的DB2 Universal Database和Microsoft Windows 2000 Advanced Server *** 作系统，每分钟可以执行440879次交易。这套系统面向数据密集的应用，特别是B2B、电子商务和企业资源规划领域。在科学计算领域中，人们开始把注意力投向通过普通PC机或工作站的集群来代替昂贵的超级计算机。比较成功的例子是高性能集群系统Beowulf，它最初是由NASA的Goddard Flight Center进行开发的，主要目的是支持大规模的科学计算问题，如地球和太空科学面临的一些计算问题。国内也有不少公司进行了集群系统的研究和开发工作。联想公司在1999年9月推出了用于分布式高性能计算的NS10000高性能集群服务器，该系统是一个四节点的系统，主要基于联想万全4500R服务器，以总体成本相对较低的设备组合，足以替代传统RISC小型机和中型机的工作，而价格仅为市场上同等性能小型机的1/2--1/4。朗新公司也推出了类似于Turbocluster的高可用性集群系统LongShine Cluster Server。1999年9月20日，中国第一家专业面向Linux高端应用市场的集群网络有限公司推出了国内首例Linux安全集群系统。它是国内第一个通过公安部认证的安全Linux系统，而其集群技术也已应用于诸多国际著名网站，如Linux的门户>第一，现在发展的现状：现在整体信息通信服务业大家常讲三个，“通信、广播、计算机”可能今后说的多一点的三网融合可能是通信网、广播网和互联网。现在整体的收入情况我给大家简要的说明一下。从整体的发展情况来看，通信与信息服务的融合在加速。实际上大家现在谈了很多新业务，特别是提到IPTV等等，都认为是电信和广电一些业务逐步开始融合了，数字电视、IPTV等等都逐步引起了大家的关注。新行业也开始出现。2004年中国唱片公司从铃声的收入就将近有20亿人民币，这跟一个正版的场频销售收入几乎相当。再一个很重要的就是现在电信运营商开始转型，现在一个融合谈的比较多，一个是转型谈的比较多，融合就是三网融合，转型就是我们电信在大的领域里进行转型，包括生产、制造都处在重大的转型阶段。（图）这些图就是想说明我们的现状是融合与转型刚刚起步。所以第二个我给大家讲一个概念，我们整体的转型已经开始了。
看一个案例，从上海信息服务业来看互联网电信增值服务增长的还是比较迅速的。看一下信息行业我们国家在信息发展中是什么现状？刚才讲了整体上有网络融合和转型的问题。我们现在的基础是什么？可以说中国基本上是全球网络通信技术应用制造大国，这个在全球已经形成基本共识了。特别是我们的网络不说采用的世界上最先进的技术，也通过我们这么多年的努力，在业务创新方面积累了丰富的经验。我们在许多领域都能够生产出一流的产品，并具有全球竞争力，初步形成了技术研发体系和产业发展的局部突破。我想讲的意思就是我们面临融合转型的时候我们的能力到底怎么样？能不能适应这个大的发展变化？我们已经具备了进一步发展的基本能力，如果我们的政策得当，如果我们方向抓好，如果我们在工作中能够抓住这些机遇我们一定会实现在局部跨越发展。
看看固定通信，现在国有占有率差距80％，我们的宽带也有长足的进步，我们的高速路由器可以说缩小了国外先进型差距。看一下移动通信，现在形成了GSM和CDMA全线产品生产能力。TD－SCDMA也已经成为3G的三大标准主流之一。现在已经形成了完善的产业链，我们自己在WCDMA也研制开发出了自己的设备，并且进入了世界一流水平行列，打入了一些发达国家。再看看光通信，已经成为少数几个能全线生产光通信的国家之一。我们把自己的一些标准推荐给ITY形成了国际标准，4G我们也都已经研究开发。下一代网络软交换设备已经成熟，我们的行业在国外打的旗号就是通信。我们现在有能力解决好融合的问题，我们有能力做好转型工作。当然看到我们成绩的同时也要看到我们还存在着不足，但是差距是客观的，总体上差距不大。
要做好这些处理能力以外还要判断好下一步的方向是什么，并且要知道正确的依据和指导方向。我们看一下它下一步是什么发展方向？
1，ICT在未来20年乃至更长时间，仍然是全球经济发展的主要推动力。
2、网络日益渗透经济社会生活的各个方面，呈现空前融合的趋势，产业内、外延不断扩展，逐步向信息行业大行业转。
3、产业发展快速规模扩张，产业发展向精细化运行，内涵是增长转型，这符合我们强调科学发展观。
4、移动宽带信息、信息服务等成为新的增长引擎。
通信的方式将会逐步走向人与人、物与物的网络，现在韩国提倡“无所不在的网络”我们认为这也是我们要最终关心的。整体上基本的判断我们认为融合与转型将成为十一五发展主题，产业发展、政府监管都要做一些转变。
在我的报告中为了引证我们是不是对的？给大家提供了一些数据，我们认为发展整体来说和我们的思考是一致的。既然说到了判断的几个大的方向，并且从国外看大家认为认识是一致的。那我们看看整体上电信业应该怎么做？
前面已经说了这些，原有的业务界限越来越模糊，对现有的用户模式监管带来了冲击，其影响是极大的。电信业要适应这种变化，要适应大行业的观念，要立足于整个行业的发展，要开拓新的发展空间，立足于新的增长点。
现在大家常谈的几个大的平台概念，大家讨论的比较多的是NGN，NGI。NGI是互联网提出的，我们看NGN，21世纪的网络计算机看重的是这，它是从不同的圆点朝着相同的方向发展。
（图），宽带无线通信，跨带无线可能包括宽带无线接入，宽带无线移动通信是两个可能在今后发展过程中相互支撑的，不是相互排斥的。
看一下移动通信，大家谈的比较热的是ISAP，现在全球也开始讨论这点了，现在正在制定这方面的标准。这个标准我们积极参加并发挥着跟大作用，这个方面我们的企业也在积极的探索，现在从硬件看可以基本不动的，主要从软件上来做。主要问题出在终端上，现在终端的数据卡做到15兆差不多，但是终端尽管韩国有一个公司说18兆的，但是这个东西我个人认有一点冒劲了，因为现在的终端情况不是现在看到的这么乐趣。因为世界移动通信在终端，现在展览会很热，大家都在集中看，但是到了最后数率等等都不太一样了。WCDMA跟原来的意义上就有区别了，所以现在的通信发展从（图）这个角度看就看不清了，到EEDU的情况下就不走了。走到AIE，标准到2007年才能出现相应的标准，现在提出的多载入的方案是不是能够通过？很难说。
再往下看上个月在纽约开了一次会，一些大的东西在上个星期纽约那个会上都差不多订下来了，现在主要讨论的是OIP等等，现在发展来看现在都是在争移动方面另外一些发展的大的方面的趋势。我们国内在这个方面没有比较怠慢，我们非常努力。再看看Wimax，现在D的展览会比少，现在E的情况有点下来了。前一段时间中国老争论到底3G搞不搞，说Wimax要取代3G。为什么介绍这个呢？就是给大家介绍一些情况供大家参考。看一下它的目标，有交叠、技术的变化、3G等等。应用特点就是反应了Wimax。主要是想讲技术发展是很快的，但是它的发展整体进度G还是可以的，E有所放慢。
下面看一下光通信方面。光通信永远是智能化发展，智能化光通信将会逐步成熟，这是我们的基本判断。看一下卫星通信，过去卫星通信大家讨论很久了，认为卫星通信是一种辅助手段，现在由于它的性质发生了变化，引起了我们的关注。不管DEB H也好，还是广播、电视、电话导航等等，我这块我们现在也逐步重视起来了，经常开一些会讨论这方面可以能做一些什么事情。
我还想给大家说一下家庭网络。家庭网络，融合、通信、计算机、家电控制和数字内容多种技术成为家庭通信办公、生活等的数字化管理。这个话题现在也是一个热门话题，热我个人认为还是有一定道理的，不管是电信运营商也好，家电制造业也好通过这个点，如果这些东西多用上了，我相信电信服务业绩会提高的。现在多说电子产品不好卖，如果能把这些东西做好产品一定好卖。所以家庭网络我们目前也正在认真的研究。
看一下终端，过去终端我们不够重视的，现在逐步重视了。终端呈现什么样的趋势呢？综合化、智能化、个性化、多样化、多媒体化。除传统的终端外智能家电已经成为新的通信终端，集成电路技术的发展使终端能够集成越来越多的通信。大家体会最深的就是手机，五花八门的什么手机都有，再加上IT的基础通过服务器处理出来手机上什么都能做，所以终端也是我们在发展中需要考虑的。
还有一个数字内容，现在发展还应该考虑内容的问题。现在有一种说法将来竞争就是内容为王，没有内容再什么看带、再什么IPv6都没用的。所以数字内容要成为信息服务业的发展动力，这是目前我们的认识。所以这些东西实际上将来还是一个热点，所以我想基本上我讲了现在的整体趋势是融合、转型。第二我讲了我们的能力；第三看一下全球是什么趋势。还有就是人与物共享的网络，现在韩国这点是比较热的，我们分析这些东西还是应该引起我们的重视的，现在我们考虑更多的就是建立全国的物流网，将来我们考虑怎么利用现在的互联网怎么样把传感电路、传感器加进去能够实现人与物的共享网络。
下面讲一下我们是怎么看的？我们必须要提升核心技术能力，突破技术难点打造完整产业链，促进应用业的转型，提升制造业的整体转型。要促进五类重大业务。宽带多媒体业务、3G业务、信息化与数字内容应用、基本业务、智能处理器。打造一个宽带高性能多业务网络，推动融合。要尽快的安排部署九类产品的研制开发。
今天只是跟大家讨论，跟大家把我们现在的思路跟大家沟通一下，看一下我们今后的发展方向是什么样？我们现在的科学发展观、构建和谐社会这也是我们比较重视的，我们制造业也应该尽可能的为我们提供低成本的通信设备。

电子发烧友网报道（文/黄山明）近日，据“中科院 科技 创新亮点成果筛选”活动页面的结果显示，龙芯中 科技 术股份有限公司已经完成了基于自主LoongArch指令系统的龙芯3C5000服务器CPU的研制，国产服务器CPU再向前迈出了一步。
龙芯3C5000服务器CPU（图源：龙芯中科）
对于CPU的命名，一般A系列为桌面级CPU，而C系列则是服务器CPU。从公开信息来看，龙芯3C5000服务器 CPU内部集成了16个高性能的龙芯LA464处理器、32MB的共享偏上高速缓存和4个64位DDR4-3200内存控制器，主频为21-23GHz，单新品双精度浮点运算速度超过05TFLOPS。
单从性能上来看，龙芯这款3C5000已经与市面中的主流CPU相当，已经可以满足当下云计算与数据中心的性能要求。
值得一提的是，LoongArch也就是龙芯自主指令系统架构已经实现了完全自主、技术先进、兼容生态三方面的特点，其中拥有近2000条指令，并不包含MIPS指令系统。该架构今年正式被龙芯对外发布。
在今年7月份，龙芯中科发布了3A5000CPU，作为桌面级CPU，其性能已经逼近市场的主流产品，据相关机构评测数据显示，龙芯3A5000单核SPECCPU 2006 Base定浮点分值在25GHz主频下性能超过了26分，平均每GHz性能超过了10分，已经与市场主流X86产品相当接近。
其中，龙芯处理器除了CPU核心是自研的以外，包括GPU核、内存控制器和PHY、高速IO接口控制器和PHY等上百种IP均自主研发。
国内的CPU生力军除了龙芯以外，还有如兆芯、飞腾等。如兆芯在2015年便发布了一款ZX-C4600/4610处理器，算是价格门槛较低的国产通用型X86 CPU。主频为2GHz，采用28nm制造工艺。
兆芯ZX-C4600（图源：兆芯）
根据测试，这款兆芯的芯片性能基本等同于英特尔在2007年发布的奔腾双核E2160的两倍，已经可以满足日常办公需求，同时由于采用了X86架构，因此可以兼容Windows、Linux等 *** 作系统。
飞腾也发布过处理器产品，如经典的FT-1500A/4四核处理器，不过由于采用了Arm V8的架构，因此无法与Windows兼容，基本只能运行国产化Linux系统，距离普通消费者就更远了。
图源：飞腾
如今飞腾还发布了FT-1500A/16的16核心处理器以及FT-2000+/64的64核心版本的服务器平台。
除了以上几款之外，国产CPU还有如鲲鹏、海光、申威等品牌，如申威的CPU便被曾经全球第一的超算神威·太湖之光所采用。
上文已经了解到国内的部分国产CPU相关产品，但可以肯定的是，如果并非是业内人士，可能基本没有听闻过这些国产的CPU。一方面是由于国产CPU市场份额过小，知名度只局限于相关专业人士，另一个原因在于价格原因导致国产CPU推广更加困难。
首先说价格，可能一般用户会认为，既然国产CPU性能相比英特尔、AMD还存在差距，甚至可能还不如上一代的奔腾、赛扬，那么售价也必须要比这些产品更便宜才对。
但事实上，正是因为国产处理器受众较小，大多数用户并不买单，销量较低，而研发成本又摆在这里，平摊下来每块CPU成本并不低。假设研发出一个新系列耗费1亿元（成本已经很低），但最终只卖出了10万套不到（10万套基本已经是国产CPU销量天花板），那么每一套的成本就达到1000元，这还没有算渠道费用以及存储、运输等额外的支出。
对比英特尔、AMD动辄数百万以上的销量，国产CPU的成本很难降低，这就导致如今的国产CPU价格甚至比这些国外CPU产品更高。
当成本降不下来，性能还不如国外同类产品的情况下，普通消费者基本不会支持，只能依赖于政府采购为主。如果想要普通消费者买单，如今只能走补贴的路线来将价格降下来。
除了成本以外，另一个问题还在于生态。兆芯CPU采用了X86架构，可以兼容Windows，其生态环境稍好一些。但对于龙芯以及飞腾而言，由于采用的分别为自研架构LoongArch以及Arm架构，因此与Windows并不兼容。
这对于用户而言就不太友好了，没有相应的软件生态环境，就意味着没有国产CPU施展能力的空间。如果想要软件生态，就只能放弃自研，采购通用架构，制造服务器CPU，来帮助企业迅速回本。不过这样一来，一旦被国外“卡脖子”企业很难有还手余地。
如今国内掀起了一股国产替代的浪潮，而CPU作为计算机系统运算和控制的核心，如何实现CPU的自主可控，并能够经受住市场的考验实现替换，是国产崛起的关键。
当前已经多款国产CPU产品，那么距离替换英特尔还有多远呢？
如果光从性能上来看，龙芯3A5000性能与2015年的英特尔i5水平相当，这已经很不错了，要知道在过去国内外CPU在性能上的差距就能达到10年以上。因此只看性能的话，大概5-8年左右就能够替换英特尔。
但CPU除了性能以外，生态也非常重要。简单地打个比方，在海外，安卓手机大多都会使用GMS框架，只有拥有了GMS才能运行谷歌应用及需要GMS支持的应用，而大多数海外的安卓应用都需要GMS支持才能够使用。当有手机被禁止使用GMS时，在海外市场就意味着除了打电话以外，基本干不了什么其他的事了，这就是生态。
由于英特尔CPU的强大市场地位，Windows基本是基于X86而开发的，对于其他的CPU而言，会产生兼容性的问题。
而其他CPU稀少的市场份额，很难吸引到开发者愿意去为这一架构开发相应软件，最后陷入恶性循环，强者恒强，弱者越弱。
好在如今一些CPU开始着力打破这个生态系统，如龙芯也开始走兼容模式，已经能够运行一些Windows程序，未来随着能够运行的程序越来越多，相信也会在市场中慢慢占有一席之地，通过市场来带动国产CPU技术的迭代与发展。
那么答案很明显了，如果只看性能的话，可能需要5-8年才能完全替代英特尔，如果没有那么极客，如今的国产CPU已经可供日常使用。但生态的缺陷让国产CPU境地较为尴尬，虽然喊出要打造第三套生态系统，但显然是一个漫长的过程。在此之前，与另两个生态兼容将是国产CPU的必由之路。

---