数据中心服务器技术发展趋势与应用

当前，为推进IT支撑系统集约化建设和运营，进一步发挥集中化能力优势，IT云成为运营商IT支撑系统建设的基础架构。但在IT云资源池部署过程中，服务器技术面临多个新挑战，主要体现在以下3个方面。

在性能方面，人工智能（AI）应用快速扩张，要求IT云采用高性能GPU服务器。AI已在电信业网络覆盖优化、批量投诉定界、异常检测/诊断、业务识别、用户定位等场景规模化应用。AI应用需求的大量出现，要求数据中心部署的服务器具有更好的计算效能、吞吐能力和延迟性能，以传统通用x86服务器为核心的计算平台显得力不从心，GPU服务器因此登上运营商IT建设的历史舞台。

在效率成本方面，IT云部署通用服务器存在弊端，催生定制化整机柜服务器应用需求。在IT云建设过程中，由于业务需求增长快速，IT云资源池扩容压力较大，云资源池中的服务器数量快速递增，上线效率亟需提高。同时，传统通用服务器部署模式周期长、部署密度低的劣势，给数据中心空间、电力、建设成本和高效维护管理都带来了较大的挑战。整机柜服务器成为IT云建设的另一可选方案。

在节能方面，AI等高密度应用场景的快速发展，驱动液冷服务器成为热点。随着AI高密度业务应用的发展，未来数据中心服务器功率将从3kW~5kW向20kW甚至100kW以上规模发展，传统的风冷式服务器制冷系统解决方案已经无法满足制冷需求，液冷服务器成为AI应用场景下的有效解决方案。

GPU服务器技术发展态势及在电信业的应用

GPU服务器技术发展态势

GPU服务器是单指令、多数据处理架构，通过与CPU协同进行工作。从CPU和GPU之间的互联架构进行划分，GPU服务器又可分为基于传统PCIe架构的GPU服务器和基于NVLink架构的GPU服务器两类。GPU服务器具有通用性强、生态系统完善的显著优势，因此牢牢占据了AI基础架构市场的主导地位，国内外主流厂商均推出不同规格的GPU服务器。

GPU服务器在运营商IT云建设中的应用

当前，电信业开始推动GPU服务器在IT云资源池中的应用，省公司现网中已经部署了部分GPU服务器。同时，考虑到GPU成本较高，集团公司层面通过建设统一AI平台，集中化部署一批GPU服务器，形成AI资源优化配置。从技术选型来看，目前运营商IT云资源池采用英伟达、英特尔等厂商相关产品居多。

GPU服务器在IT云应用中取得了良好的效果。在现网部署的GPU服务器中，与训练和推理相关的深度学习应用占主要部分，占比超过70%，支撑的业务包括网络覆盖智能优化、用户智能定位、智能营销、智能稽核等，这些智能应用减少了人工投入成本，提升了工作效率。以智能稽核为例，以往无纸化业务单据的人工稽核平均耗时约48秒/单，而AI稽核平均耗时仅约5秒/单，稽核效率提升达 90%。同时，无纸化业务单据人工稽核成本约15元/单，采用GPU进行AI稽核成本约0048元/单，稽核成本降低达968%。

整机柜服务器发展态势及在电信业的应用

整机柜服务器技术发展态势

整机柜服务器是按照模块化设计思路打造的服务器解决方案，系统架构由机柜、网络、供电、服务器节点、集中散热、集中管理6个子系统组成，是对数据中心服务器设计技术的一次根本性变革。整机柜服务器将供电单元、散热单元池化，通过节约空间来提高部署密度，其部署密度通常可以翻倍。集中供电和散热的设计，使整机柜服务器仅需配置传统机柜式服务器10%的电源数量就可满足供电需要，电源效率可以提升10%以上，且单台服务器的能耗可降低5%。

整机柜服务器在运营商IT云建设中的应用

国内运营商在IT云建设中已经推进了整机柜服务器部署，经过实际应用检验，在如下方面优势明显。

一是工厂预制，交付工时大幅缩短。传统服务器交付效率低，采用整机柜服务器将原来在数据中心现场进行的服务器拆包、上架、布线等工作转移到工厂完成，部署的颗粒度从1台上升到几十台，交付效率大大提升。以一次性交付1500台服务器为例，交付工作量可减少170~210人天，按每天配10人计算，现场交付时间可节省约17~21天。

二是资源池化带来部件数量降低，故障率大幅下降。整机柜服务器通过将供电、制冷等部件资源池化，大幅减少了部件数量，带来故障率的大幅降低。图1比较了32节点整机柜服务器与传统1U、2U服务器机型各自的电源部件数量及在一年内的月度故障率情况。由于32节点整机柜服务器含10个电源部件，而32台1U通用服务器的电源部件为64个，相较而言，整机柜电源部件数减少844%。由于电源部件数量的降低，32节点整机柜服务器相对于32台1U通用服务器的月度故障率也大幅缩减。

三是运维效率提升60%以上。整机柜服务器在工厂预制机柜布线，网络线缆在工厂经过预处理，线缆长度精确匹配，理线简洁，接线方式统一规范，配合运维标签，在运维中可以更方便简洁地对节点实施维护 *** 作，有效降低运维误 *** 作，提升运维效率60%以上，并大幅减少发生故障后的故障恢复时间。

液冷服务器技术发展态势及在电信业的应用

液冷服务器技术发展态势

液冷服务器技术也称为服务器芯片液体冷却技术，采用特种或经特殊处理的液体，直接或近距离间接换热冷却芯片或者IT整体设备，具体包括冷板式冷却、浸没式冷却和喷淋式冷却3种形态。液冷服务器可以针对CPU热岛精确定点冷却，精确控制制冷分配，能真正将高密度部署带到前所未有的更高层级（例如20kW~100kW高密度数据中心），是数据中心节能技术的发展方向之一，3种液冷技术对比如表1所示。

液冷服务器在运营商IT建设中的应用

液冷服务器技术目前在我国仍处于应用初期，产业链尚不完备、设备采购成本偏高、采购渠道少、电子元器件的兼容性低、液冷服务器专用冷却液成本高等问题是液冷服务器尚未大规模推广的重要原因。从液冷服务器在运营商数据中心领域的具体应用案例来看，运营商在IT云资源池规划和建设过程中，通常会对液冷服务器的发展现状、技术成熟度等进行分析论证。

考虑到目前液冷服务器规模化应用尚处于起步阶段，需要3~5年的引入期，因此暂时未在IT云资源池建设中进行大规模落地部署，但在部分地区有小规模应用，如中国移动南方基地数据中心已经开展液冷服务器试点应用，中国联通研究院也在开展边缘数据中心服务器喷淋式液冷系统的开发。未来，随着IT云建设规模、建设密度的继续攀升，以及液冷产业生态体系的逐步成熟，液冷服务器在IT云建设中将有更大的应用空间。

总体来看，运营商IT云资源池建设对服务器计算性能、延迟、吞吐、制冷、定制化、分布式部署等方面都提出了更高要求。未来，GPU服务器、定制化整机柜服务器、液冷服务器等新兴服务器技术将快速迭代，为运营商数据中心服务器技术的发展和演进带来新的思路和路径。

目前根据媒体报道，国产服务器芯片已经完成32核心的3D5000芯片的研发，标志着中国自主芯片架构即将迎来收获期，服务器芯片更多的还是依赖大量的核心数量来完成算力任务，所以32核心国产服务器芯片完成研发，对于信创国产化事业来说无疑是一个巨大的好消息。
同时就像华为一样，备用芯片其实早就准备好，也就是大家熟悉的申威芯片，通过采用自研的申威芯片，我们的超级计算机将会彻底突破国外技术壁垒，真正走向自主可控的时代。
另一方面，政策方面的支持也是一大优势，近期，国内某银行举行6亿元的服务器招标，全数由国内的服务器芯片企业供应芯片，分别是深圳某科技企业的鲲鹏服务器芯片取得六成份额，海光服务器芯片取得26%的份额，飞腾服务器芯片取得12%的份额。随着更多国产芯片在服务器市场取得主导地位，国产芯片将在芯片市场的四大领域--服务器芯片、PC处理器、移动芯片、物联网芯片市场取得两个市场的主导地位，为未来最终形成国产芯片的生态提供支持。

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》。

当今世界，信息技术日新月异，正在有力地推动着社会生产力的发展。一是微电子技术的高速发展，导致芯片的运算能力及性能价格比继续按几何级数的定律增长，从而为大规模、多领域的数字化信息的加工处理、传递交流创造了条件；二是软件技术的高速发展，使芯片和计算机硬件具有了智能，从而成倍地扩大了计算机技术的功能和应用范围；三是在微电子、软件和激光三大技术的推动下，通信技术加快了从模拟向数字、从低速向高速、从单一语言媒体向多媒体的转变；四是计算机、通信与媒体技术的相互渗透与融合，正在将通信与信息技术的发展推向一个崭新的阶段。
基于该网络上的电子商务、远程教育、远程诊疗、电子政府、移动办公和家庭办公等计算机互联网的新应用不断涌现并得到大力发展。 信息技术日益广泛地深入社会生产、生活的各个领域�将使IT产业在数字化革命大潮中，以更高的速度向前发展。
二、IT定义及分类
1 定义：
Information Teachnology 信息科技的首字母缩写，涉及与信息产业相关行业，以电脑为代表。
IT业大体来说就是电子类产品。比如电脑，手机，投影机，打印机，及所有的电脑周遍设备都称之为IT产品。IT行业指的是经营这些产品的行业，另外还包括网络，软件等都称之为IT行业。总之包括内容挺广泛的。
2 分类：
1） 国际标准产业分类：
此标准是由联合国于1989年制定并审议通过，推荐各国政府进行国际间统计数据比较时使用的统计分类标准。此标准为各国提供了用于各种经济活动分类比较的基本框架，使之成为国际间统计数据对比和交流的工具。
2） 全球行业分类标准：
摩根斯坦利和标准普尔公司于1999年联合发布。摩根斯坦利和标准普尔都是美国资深的金融投资公司，而全球信息技术业最发达的地区也在美国，所以这两家公司在99年公布的《全球行业分类标准中》将信息技术业详细进行了分类和划分，是互联网实验室制定IT上市公司分类标准最重要的参考之一。
3） 国内分类标准：
中国现行的国民经济行业分类标准是国家统计局于94年公布的《国民经济行业分类标准》，并于2002年5月进行了修订，新的《国民经济行业分类标准》将于2002年10月1日起正式起用。新标准中增加了“信息传输、计算机服务和软件业”这一门类，其中分为3个大类、10个中类和14个小类。
《上市公司行业分类指引》，这是由中国证券监督管理委员会发布实施的，其目的是为证券行业内的各有关单位、部门对上市公司分类信息进行统计、分析及其他相关工作，为上市公司行业分类进行指导，此标准规定了上市公司分类的原则、编码方法、框架及其运行与维护制度。
综上所述，IT增值服务类，IT制造类，IT综合类，IT概念类
三、IT行业对国民经济的影响
从20世纪80年代算起中国信息产业已经度过了20多年的风风雨雨，2005年我国信息产业实现销售收入38411亿元，我国信息产业已跃居国民经济第一大产业。其中，IT市场规模已经达到2865亿元，预计到2008年，其规模将达6308亿元，成为国民经济中最富活力的领域之一。
国内IT业的整体水平不高，与IT产业对国民经济的重要意义不相称，尚需在各个方面予以提高。
具体表现在：
1 制造、配件加工等低端的IT主营业务占据主流。IT配件、电子元器件等技术含量较低、人员素质较差、EVA值和净资产收益率较低的IT制造类企业占据了IT上市公司的大多数。
2 高技术含量、前景广阔的行业(互联网、软件、IT服务贸易类)实力尚弱校这些企业人员素质高、劳动效率高、技术先进，但由于资产规模孝投资不足、借贷能力弱等劣势而丧失不少发展机会，难以成长为国内IT业的主流企业。
3 互联网等新兴行业存在大量低素质人员，而且在人员结构上存在"中间小两头大"的不合理状况，未来可能会严重影响这些企业的发展，尚需要在整体上提高水平。
4 规模大的公司集中于低端的制造类和垄断性的通信类，规模和资金不足是整个行业的通病
5 整体上市公司的治理结构存在不少问题，独立董事不足，“一股独大”的现象普遍存在。
6 整体公司经营状况不佳，个别行业整体亏损(比如IT配件)，EVA值大部分为负值。
对中国IT产业来说，未来的几年，将是更加重要的时期。传统的IT产业逐渐走向成熟，市场增长率有所降低；传统IT产业、通讯产业、互联网产业开始相互融合，新产品、新业务不断涌现，孕育着丰富的商机；网络游戏、搜索引擎火爆，电子政务和电子商务持续发展，拉动IT行业中上游继续增长，推动互联网新发展。历经泡沫轮回的互联网，盈利模式逐渐成型，2006年IT行业——进入上升通道，随着IT行业从业人员的大量涌入，企业将越来越看重那些“IT业软硬兼施的多面手”，随着互联网行业的再次崛起和新的网络商务模式的形成，无疑为更多的IT人提供了良好的发展机会。
四、中国IT行业发展现状
中国IT产业主要包括电子信息产品的制造、软件开发、信息技术服务的推广应用等。经过改革开放和快速发展，目前我国的信息产业已形成了较为完整的工业生产体系。全国电子工业总产值规模已居世界第四位，主要电子产品已形成规模化生产，其中收录音机、电话机、彩电、彩管、音响设备、VCD和一些基础元器件的生产规模已居世界第一位。
但是相比较欧美IT企业以及后起之秀的日本、韩国，中国IT制造业还处于产业的下游。中国许多从事加工、装配的IT企业深受价格战、高额专利费等问题的困扰。同时，随着世界上其他不发达地域的开发，中国IT制造业原来具有的劳动力和资源便宜优势也面临着愈来愈激烈的竞争。
与IT产业紧密相关的中国电信业也获得了飞速发展。从1989年到1999年业务总量增长了35倍，年平均增长率为43%，为同期GDP增幅的4倍以上。同期公用电信网的总资产增长了大约35倍，以每年43%的速度在增长。
中国已初步建成了8纵8横的光缆传输骨干网和大部分本地光缆网。通信网完成了从人工向自动，从模拟向数字，从单一业务向多样化业务的转变。整个通信网的技术水平有了显著提高。公用电话网的规模扩大了15倍，十年间电话普及率由1%提高到13%。
五、中国IT行业发展展望
纵观世界经济的发展，经济全球化进程明显加快，信息化已成为全球化的迫切需要和必要保证。世界范围的产业结构调整和信息技术进步，必将对中国信息产业的发展产生深刻影响。
众所周知，信息产业是国民经济的主导产业，是经济增长的催化剂和倍增器。根据国务院批准的“三定方案”，信息产业部的主要任务是：通过积极有效的宏观管理，振兴电子信息产品制造业、软件业和通信运营业，为各部门、各行业提供先进的信息技术、装备与网络服务，从而达到推进国民经济发展和社会服务信息化的目的。
为加快我国IT产业的发展�信息产业部将在以下几方面加大工作力度：
1、振兴信息产品制造业
信息产品制造业是信息化建设的主要技术和物质基础。国家把信息产品列为国民经济新的增长点，对加快产业结构调整、推动技术进步，带动中国经济增长有着极为重要的作用。中国信息产品的市场前景十分广阔，预计到2010年将达到6万亿元。
中国将进一步加大产业结构调整和企业的整合，在现有企业集团的基础上，培育若干国家级开发与生产基地，扶持具有国际竞争实力的大型企业集团，以形成以大公司为主体，带动中小企业共同发展的格局。通过企业的改组和整合，加大企业的开发创新力度，形成高效的创新机制。在芯片设计与制造、网络及通信、软件和信息家电等领域，产生一批拥有自主知识产权和竞争优势的高技术企业。对于发展前景十分明显的个人电脑、移动通信、光纤通信、网络设备、网络工具、高清晰度电视、DVD、信息家电等重点产品，将作为重点发展产品，形成规模化生产。
2、大力发展软件产业
软件产业发展的最关键因素是人的知识和智力，而中国在软件人才方面恰恰有很大的潜在优势。中国将把软件产业作为国家的战略性产业，正在研究制定面向21世纪的长远发展战略和发展思路，确定近期的发展重点。我们将结合国家有关扶持软件产业发展的政策措施，抓住人才这个关键，制定给予软件人才特殊优惠待遇的奖励和分配政策，建立吸引、稳定优秀软件人才的机制，充分发挥软件人才的创造性和积极性。按照市场经济规律，实行社会各有关方面多元化共同投资方式，加大软件产业的投资力度。从发达国家的经验来看，要在软件产业真正有所作为，单纯依靠政策扶持和引导是不够的，还必须同时借助市场的力量，发展中国的风险投资业，造就一批能够把资金、技术、人才组织起来的风险投资家，真正带动中国软件产业的快速发展。同时鼓励大型企业集团、高校和科研院所向软件产业投资，以充分调动各方面力量共同发展我国的软件产业。
3、加快信息基础设施的建设
要加快我国信息化的发展，首先要加快信息基础设施的发展和建设。信息基础设施也是带动IT产业高速发展的动力。当前，我们正在结合“十五”规划的制定，考虑我国信息基础设施发展战略和规划。我们将在扩建完善现有以光缆为主体的基础传输网和推进基本电信普遍服务的同时，大力开发和利用当代最新通信与信息科技成果，加速建设一个覆盖全国的超大容量、高度灵活、安全可靠的新一代公共信息网，构筑面向21世纪的国家信息基础设施。信息基础设施的建设必须在政府的统筹规划和指导下，组织科研、教育、工业、通信运营业等社会各方面力量广泛参与，并在分工协作、公平竞争的基础上，合理配置资源，避免重复建设。既要建设一个超大容量、高度灵活、安全可靠的基础传输网和经济适用的宽带接入网，又要合理发展与之相适应的专用网和局域网，最终形成适应信息化要求的现代化网络布局。
4、运用竞争机制，繁荣电信与信息服务市场
当前，世界电信网络技术正处在重大变革的时期，由于因特网的迅猛发展，信息传送的内容和方式已远远超过了传统的语音通信。丰富多彩的数据传输和信息服务，一方面正在影响和改变着人们的工作、学习和生活方式。另一方面，也为我们大力发展IT产业和信息服务业带来了千载难逢的大好机遇。一是公用电话网还会有很大发展。由于因特网的出现，在今后十年内�中国的电话网络规模还将扩大一倍以上，用户数将达到2－3亿，平均每年会有2000万左右的新增用户。二是无线移动通信也将有大的发展。用户数在10年内将超过2亿户，意味着普及率达到15%左右。移动通信技术将向利用无线技术提供互联网服务方向发展，网络的功能、信息服务器的功能将更多地在网上发挥，由专业人员进行维护管理。三是互联网和相关服务将很快发展。数据流量超过话音流量只是个时间问题。基于IP技术的新一代宽带高速公共信息网络将在不断演变中成熟，在这个网上的电子商务、远程教育以及其他各种基于网络的数字化生存、数字化经济以及数字化的社会活动方式将会得到广泛的推广应用。四是在技术进步的推动下，电子信息产品制造业、软件业将继续以明显高于GDP增长的速度增长。平均增长速度应在25%以上，这个趋势将保持10年左右，信息产业作为国民经济主导产业的地位越来越明显。
中国将紧紧抓住这一有利时机，在改革、调整、理顺、完善的基础上，建立起公平、公正、公开的市场竞争机制，充分发挥市场的导向和驱动作用，鼓励社会各方面力量广泛参与，促进中国电信业特别是信息服务业在市场规范条件下快速发展，以此进一步带动IT产业的发展。
5、抓好信息资源的开发利用
在加速建设信息基础设施的同时，我们将高度重视信息资源的开发利用工作，重点是政府信息、公共信息、市场信息、产业信息、企业信息等重点领域的信息资源开发利用。从近期来看，主要是信息服务和电子商务信息资源的开发利用和上网工作。信息资源的开发利用，同样也要引入竞争机制。我们将制定一系列配套的政策措施，鼓励各领域、各层次大力开发和广泛使用各种信息资源，提供信息服务。同时要加强市场规范、技术标准、信用安全、执法监督方面的建设，逐步建立起科学合理的管理体制和市场机制，促进资源共享，使信息资源更好地为经济建设和社会发展服务。
6、加强信息技术推广应用
今后将进一步加大信息技术在各行各业中应用的深度和广度。大力支持金融、财税、海关、科研、教育、文卫等各类公共部门和政府机构，积极利用电子信息技术和通信网络，建立和完善面向专业应用的高效可靠的运行管理及社会服务信息系统；鼓励企业特别是大中型企业，把推广应用电子信息技术作为改进企业管理，加速技术创新以及节能、节材、提高产品质量和附加值的重要手段，从而提高经济增长的质量和效益，促进中国经济结构的调整和提升。

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