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“东数西算”加速度,6个月如何兴建大型云数据中心?

随着国家发展改革委等部门于今日联合印发文件同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,10个国家

随着国家发展改革委等部门于今日联合印发文件同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,10个国家数据中心集群亦正式浮出水面,这意味着“东数西算”工程正式启动。

在国家发改委相关人士的介绍中,将“东数西算”摆在了和“南水北调”、“西电东送”同样的高度,作为国家级战略,将充分发挥体制机制优势,全国一盘棋,优化配置资源、提升资源利用效率。不同于“南水北调”、“西电东送”关于物理世界生产资料的纵横捭阖,“东数西算”则意味着数字世界的算力再调配。

在数字经济蓬勃发展的当下,算力就是生产力。10个国家数据中心集群、8个国家算力枢纽节点,数据中心的春天已临。

如何更快更好地兴建数据中心,方案的选择至关重要。在华为数字能源重磅打造的大型访谈节目《方博碳讨室》第三期中,华为数字能源技术有限公司(以下简称“华为数字能源”)副总裁、首席营销官方良周邀请到华为数字能源预制模块化产品总监孙岩飞、预制模块化首席专家张勖、同济大学教授张其林等嘉宾一道,以东莞华为云数据中心为蓝本,展开了现场讨论。

那么问题来了,这座拥有1000个机柜、5层楼24米高的数据中心,是如何实现6个月交付上线的? 

“东数西算”的挑战与现实

“东数西算”,顾名思义,就是将东部的数据通过网络输送到西部进行存储和计算。来自国家发改委的数据显示:截至目前,我国数据中心规模已达500万标准机架,算力达到130EFLOPS(每秒一万三千亿亿次浮点运算),预计每年还将以超过20%的速度增长。

数字化浪潮推动下,在可预见的未来,数据中心需求将迎来新一轮爆发式增长,加上云计算的发展也处于上升期,对以数据中心为代表的新型基础设施的需求依然旺盛,新冠疫情又从客观上推动了千行百业远程化、网络化、数字化趋势,林林总总,都需要数据中心作为底座。

一边是旺盛的算力需求,一边是东强西弱的数据中心格局,在国家严格控制PUE的情况下,如何“多快好省”地建设数据中心,是一门需要严格计算的数学题。

国家发改委文件指出,实现“东数西算”工程要循序渐进、快速迭代,坚决避免数据中心盲目发展。在当前起步阶段,8个算力枢纽节点内规划设立了10个数据中心集群,不仅划定了物理边界,而且明确了绿色节能、上架率等发展目标。

例如,集群内数据中心的平均上架率至少要达到65%以上,可再生能源使用率要有显著提升。通过多方指标约束,促进数据中心集群高标准、严要求,最小化起步。对集群发展情况将进行动态监测,科学评估集群算力的发展水平和饱和程度。

可见“东数西算”不会是“大水漫灌”,而是通过全国一体化的数据中心布局,适度扩大算力设施规模,提高算力的综合使用效率,实现全国算力规模化集约化发展,这也和华为此前发布的数据中心能源十大趋势相吻合。华为认为,未来数据中心将朝着零碳、高密、预制化等方向发展。

6个月建设一座数据中心,可能么?

方良周介绍,从全球角度来看,容纳1000个机柜的数据中心建设周期通常需要18个月以上,业内都在探索又快又好又绿色的建设方式。

在中国、中东、拉美、欧洲等地区的上百家数据中心,已经采用了预制模块化的建设方式。“企业客户对这种建设方式感兴趣,但同时也有担心,毕竟这是一件新型的建设方式。”方良周说。

又一次地,华为选择了“自己生产的降落伞自己先跳”——在东莞松山湖建设华为云数据中心,并将之建设成为预制模块化数据中心样板。

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东莞华为云数据中心全貌

走进东莞松山湖华为云数据中心园区,一座绿白相间的建筑格外引人注目,这就是一期工程。园区遵循华为云“前店后厂”战略,作为面向华南、辐射粤港澳大湾区的数据中心基地,规划占地109亩,设计容纳机柜8000个,机房区域分为多个可独立运行的POD(可独立运行单元)。该数据中心最大的特点是采用了成熟的预制模块化建设方式,BIM 3D设计+工厂预制+现场装配以及生产全流程的数字化,将同等规模数据中心的建设周期从18个月缩减至6个月。

这是当今业界规模最大、交付速度最快的预制模块化数据中心,为云业务快速上线、按需部署提供了坚强后盾,也为“东数西算”工程提供了可资借鉴的样板。

6个月的建设周期刷新了业内所能做到最快的数据中心建设速度,何况东莞松山湖华为云数据中心不是单层建筑,而是一座5层楼24米高的永久建筑,华为建设数据中心就像拼乐高积木一样,省去了传统混凝土方案繁琐的现场施工,避免了各项目组的施工冲突。

预制化将大量属于施工现场的工作前置到了模块化工厂进行预制,因此最大限度地节约了交付时间。孙岩飞介绍,传统数据中心施工的CAD图纸是平面化的,预制模块化通过BIM 3D设计,提前监测和识别管线管路的干涉点和交错点,提前加以防范和控制,做到真正的“设计即所得”。

在生产阶段,华为实现了全数字化的生产管控,预制工厂里每一个模块,每一个箱体,甚至每一个零件都做了全流程化的可视化,做到可视可控可管可监测。

根据客户的不同需求,华为提供的设备系统与电力系统同样以模块化的形式出现,这样做的好处是可以灵活按需组装。基于AI的制冷调节iCooling技术、端到端能效调优等手段,即使在东莞这样常年高温多雨的地方,松山湖华为云数据中心也能将年均PUE控制在1.3以内,相较于传统制冷方式,年节约电费超过千万元。

    “工程产品化、产品模块化、模块预制化和标准化,这样才能最大限度地节约时间。”孙岩飞说。

“东数西算”有望加速预制模块化普及

“东数西算”大风起兮云飞扬,谋局者众。然而,如同种树一样,数据中心业务能力的积累最好的时间是十年前,其次是现在。

一方面,华为服务B端大客户数十年,数据中心是政企等客户数字化的刚需,华为在充分理解多种行业、多种场景的客户需求基础上,始终保持对前沿技术的敏感性;另一方面,华为自身体量庞大的数字化业务催生大量的数据中心需求,使得华为有充足的空间打磨数据中心技术先进性,实践新技术和新想法。

以预制化为例,业界都知道预制模块化省时省力,但建筑吊装是一大难题。东莞松山湖华为云数据中心园区每座POD由189个箱体五层堆叠而成,最关键的就是对的准、对的快以及确保稳固可靠。

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吊装现场

华为数字能源预制模块化首席专家张勖表示,数据中心每一层箱体的垂直度公差要求不超过两毫米,这是一个传统混凝土浇筑无法实现的数字,华为则通过“点、线、面”结合实现了建筑空间体系的全局优化。

从中国古代建筑中汲取灵感,华为创新采用了仿榫卯设计的磐石结构,实现了免焊接,模块与模块之间巧妙连接在一起,实现多而不散,大而不倒,高而不晃。

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抗震测试

此外,磐石结构体系也获得了同济建筑设计研究院的鼎力支持,通过增加箱体之间的连接,设置轴向支撑增加结构刚度,还通过密肋版增加了结构的整体抗震水平。与原有刚度相比,实现超过三倍以上的提升,可以抵御12级台风。经过一系列严苛的实验室测试,预制模块化数据中心,在麦氏9烈度(相当于里氏7.2级)地震条件下,总体结构及连接部分为发生失效,保持正常安全运行。

此外,华为预制模块化数据中心由于采用了耐候钢作为基材,防腐蚀性能是普通钢结构材料的5-6倍,再加上经过特殊仿佛喷涂处理,使得整个建筑的使用寿命提升至50年,满足作为永久建筑物获得不动产权证书的要求。而传统的数据中心的生命周期一般在20-25年不等。

新基建、碳中和、数字化等多重因素叠加,加之“东数西算”工程的落实,数据中心将迎来一个全速奔跑却又标准加码的时代,如何“多快好省”地建设数据中心,或许是时候更新数据中心建设的方法论了。

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