隨著信息化建設(shè)的加速推進(jìn)以及互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)新業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了非常多的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施新技術(shù)。此外，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的快速擴(kuò)張，信息通信業(yè)能源消耗呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域節(jié)能的新技術(shù)發(fā)展，以降低整個(gè)信息通信領(lǐng)域的能耗。根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗組成的研究我們發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)設(shè)施能耗占整個(gè)數(shù)據(jù)中心能耗的50%左右。因此，研究數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施新技術(shù)的發(fā)展及其在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用，在信息通信領(lǐng)域甚至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都顯得尤其重要。

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施新技術(shù)層出不窮近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的主要組成部分，也是能耗較大的部分，如IT系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)等領(lǐng)域的新技術(shù)層出不窮。

—IT系統(tǒng)新技術(shù)。

服務(wù)器系統(tǒng)采用通用硬件架構(gòu)的虛擬化技術(shù)是近年來(lái)應(yīng)用的新技術(shù)。存儲(chǔ)方面，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)硬盤以磁介質(zhì)為材料，是服務(wù)器主要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。近年來(lái)，隨著閃存成本的不斷降低，以閃存為介質(zhì)的SSD固態(tài)硬盤速度快、時(shí)延低，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等場(chǎng)景應(yīng)用廣泛，有逐步替代傳統(tǒng)硬盤的趨勢(shì)。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)方面，VxLAN等大二層技術(shù)的應(yīng)用，使得大規(guī)模數(shù)據(jù)中心跨物理數(shù)據(jù)中心的二層連接成為可能。在虛擬化的大背景下，虛擬機(jī)的自由遷移成為必要的業(yè)務(wù)需求，使得原有的二層網(wǎng)絡(luò)亟待擴(kuò)展，甚至需要擴(kuò)展到跨異地?cái)?shù)據(jù)中心的大二層網(wǎng)絡(luò)。VxLAN等大二層技術(shù)實(shí)質(zhì)是將二層數(shù)據(jù)包封裝入三層包內(nèi)的Overlay技術(shù)，滿足了以上需求。VxLAN在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)中也有很大用處，不僅僅用于軟件定義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的虛擬機(jī)之間的互通，也能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬軟件環(huán)境與物理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的互通。部分硬件廠商已經(jīng)通過(guò)硬件芯片實(shí)現(xiàn)了VxLAN打包和解包，大大提高了大二層互通的性能。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的大范圍部署增加了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署的彈性和敏捷性，使得數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維成本進(jìn)一步降低，性能大幅度優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)的控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)層面分離，使得網(wǎng)絡(luò)體系更加開放，從而使開源和白牌轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主體。

—供電系統(tǒng)新技術(shù)。

由于市電直供回路中沒(méi)有任何能量轉(zhuǎn)換單元，市電和高壓直流(240V直流或者336V直流)兩路供電技術(shù)能夠大大提高供電系統(tǒng)的效率，在數(shù)據(jù)中心得到了大量的應(yīng)用。此供電系統(tǒng)具有市電優(yōu)先供電模式和兩路共同均分負(fù)載兩種運(yùn)行模式。

數(shù)據(jù)中心供電是由油機(jī)和電池等后備電源系統(tǒng)進(jìn)行保障的，而在油機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，一般為15分鐘，數(shù)據(jù)中心需要大電流短時(shí)間放電電池來(lái)給數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有設(shè)備供電。近年來(lái)，在數(shù)據(jù)中心大面積應(yīng)用了高功率電池。該電池能夠在半小時(shí)甚至15分鐘內(nèi)以大電流放電，在很大程度上解決了投入成本過(guò)高的問(wèn)題。

—制冷系統(tǒng)新技術(shù)。

列間制冷設(shè)備和熱管背板(或前門)制冷設(shè)備可以方便地將制冷設(shè)備靠近服務(wù)器熱源，大大減小送風(fēng)距離從而有效減少浪費(fèi)，直接吸收設(shè)備熱量，滿足數(shù)據(jù)中心機(jī)房不斷散熱的要求，同時(shí)大幅提升整個(gè)制冷系統(tǒng)的能效。

此外，在大型數(shù)據(jù)中心比較廣泛地利用自然冷源的冷卻技術(shù)，如水側(cè)自然冷源制冷技術(shù)，用冷卻塔來(lái)替代冷水機(jī)組供冷，可以達(dá)到節(jié)省能耗的目的，效果顯著。

在服務(wù)器密度高的機(jī)房環(huán)境中，液冷技術(shù)也逐漸體現(xiàn)了它的作用。其利用管道將冷媒傳送到服務(wù)器內(nèi)部，直接貼合熱源。利用冷媒的溫升帶走熱量，具有冷卻能力極強(qiáng)、噪音低等特點(diǎn)。

—綜合新技術(shù)。

數(shù)據(jù)中心對(duì)微模塊的使用已是大勢(shì)所趨，因?yàn)樗哂袠?biāo)準(zhǔn)的功能定義和輸入輸出接口，是能夠完成單項(xiàng)或多項(xiàng)業(yè)務(wù)的功能單元。模塊化的數(shù)據(jù)中心成本也相對(duì)較低，因此在整個(gè)信息通信行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。

而在機(jī)柜層面，整機(jī)柜服務(wù)器也即將成為數(shù)據(jù)中心大熱的產(chǎn)品。它是集中散熱、集中供電、集中管理、一體化交付的整體式機(jī)柜，上架密度最大可提高一倍，同時(shí)具備自動(dòng)資產(chǎn)定位等常規(guī)服務(wù)器所不具備的特性。

我國(guó)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)中心從第一代大型計(jì)算機(jī)機(jī)房，到第四代云計(jì)算大型數(shù)據(jù)中心，微模塊一體化機(jī)房，呈現(xiàn)了逐漸與IT設(shè)備深度融合的趨勢(shì)。同時(shí)，多種能源的綜合利用也是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，例如冷熱電聯(lián)供技術(shù)，是世界第二代能源技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。此外，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施深度應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠幫助數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行時(shí)保持高水平，且降低資本和運(yùn)營(yíng)支出。

—IT系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

硬件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和軟件虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了更高的密度。目前，大型主流數(shù)據(jù)中心已經(jīng)廣泛部署25G以太網(wǎng)接口的服務(wù)器，正在向50G和100G邁進(jìn)。CPU主頻和存儲(chǔ)也在向更高技術(shù)指標(biāo)更高密度邁進(jìn)，使得單臺(tái)物理機(jī)的性能越來(lái)越強(qiáng)大。同時(shí)，“一虛多”等虛擬技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得單臺(tái)物理主機(jī)可以虛擬為多臺(tái)虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)了單位體積的更高應(yīng)用密度。

另外，大型互聯(lián)網(wǎng)公司基于成本和運(yùn)行效率考慮更愿意采用定制化的服務(wù)器。天蝎整機(jī)柜服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)就是為國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭特殊的大規(guī)模服務(wù)器部署需求而制定的。國(guó)際上，互聯(lián)網(wǎng)巨頭亞馬遜和谷歌等自建的數(shù)據(jù)中心也都有各自的服務(wù)器定制化標(biāo)準(zhǔn)。

—供電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

高壓直流供電以低投資、高可靠性、低運(yùn)營(yíng)成本等優(yōu)勢(shì)逐步成為IDC機(jī)房一種新的供電模式，同時(shí)具備采用全數(shù)字化控制技術(shù)的電源可實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備本身的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，蓄電池直接與后端負(fù)載相連等特點(diǎn)，可大大提高設(shè)備的可靠性和對(duì)用戶的適應(yīng)性。

從能源多樣化角度看，在資源豐富的區(qū)域，太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的低排放與可循環(huán)利用，將是市電供電方式的有益補(bǔ)充。與此同時(shí)，不同的能源輸入形成的能源互聯(lián)網(wǎng)將在信息供電系統(tǒng)中得到大量應(yīng)用。

—制冷系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)和熱管制冷(如熱管背板)等應(yīng)用自然冷源進(jìn)行冷卻的方式將是未來(lái)發(fā)展的方向。此外，IT設(shè)備與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施制冷系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行也是研究的一個(gè)大方向。數(shù)據(jù)中心冷暖需求的智能化感知，可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與空調(diào)系統(tǒng)智能化的供需平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

面向未來(lái)，如何結(jié)合IT設(shè)備的需求來(lái)供電和制冷，實(shí)時(shí)地自我監(jiān)控與聯(lián)動(dòng)控制，與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，能源互聯(lián)網(wǎng)和云端制冷技術(shù)將會(huì)是業(yè)界考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。同時(shí)，隨著大量數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，維護(hù)人員的缺口問(wèn)題也日益明顯，因此培養(yǎng)本土化人員也是今后的重點(diǎn)工作之一。