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数据中心技术趋势:回顾2019和预测2020

北极星储能网  来源:大话IDC  作者:莱奥Leo  2020/2/17 13:54:49  我要投稿  

北极星储能网讯:摘要:市场主流UPS厂商在储能上的国内研发能力不足和本地化不够,更多是跟随态度。目前锂电池在国内数据中心应用案例不多,今年锂电池在IDC应用会有一些突破。另外海外市场由于产业链和供应商选择的原因,会以锰酸锂和三元锂电池为主。

(来源:微信公众号“大话IDC” ID:IDC_BigTalks 作者:莱奥Leo)

开篇前,有必要谈谈笔者一些对技术和商业的基本观点和原则态度。

技术预判很多时候很主观,如果真要遵循更加客观的逻辑规律,背后一定是商业逻辑。对商业理解未达到一定程度,趋势预判也未必准确。

技术趋势和具体项目思考出发点并不一样。技术趋势研判更多是技术和产业链生态发展,而具体项目会考虑技术可行性和商业价值。这有点像看股市大盘指数和具体买哪只个股是两码事的道理一样。之前笔者写的一些技术文章,难免有读者觉得很难中立,偏向性明显。这年头说技术中立,谈理想,非常奢侈……了解笔者的朋友,会明白纯技术讨论更多是产业逻辑,否则就项目而言——你是甲方,只要双方认可技术,然后甲方认可价格和价值,你说干啥就干啥,指哪打哪,争论技术脸红耳赤并没有很大意义。所以有朋友说笔者眼里,没有技术问题,只有商务问题。

好了,说了一些原则性问题,咱们回归到文章主题。

240V/336V/380V高压直流

【2019年预测】在整体数据中心UPS市场份额占比不断萎缩,研发基本停滞。交流模块化UPS从成本和成熟度,普及度上已经超越高压直流,拐点已经出现。国外早几年已经颓势很明显。基本IDC公司和欧美几大互联网服务器大用户都不用,全球市场败势难免。国内市场可以靠BAT还能撑着一阵,后面格局会被边缘化。最后宿命多半是后备式BBU充电器(配合整合PSU电源模块的整机架),或者干脆因为服务器/整机架内自带电池BBU而消失(类似国内百度走的路线),后者发生几率大。

【2019回顾】判断拐点到来,格局改变的趋势仍不明朗。380V高压直流基本败局已定。336V高压直流基本集中只有移动独立支撑,但服务器电源兼容性和生态是个大问题。剩下240V高压直流由BAT三家支撑为主。高压直流和UPS之争需要2~3年才能看出胜负。国内以阿里为首推出巴拿马电源,百度和腾讯有关注,并考虑试点。

BBU方案目前在百度新建IDC有一定规模应用,阿里和腾讯暂时观望为主。海外主要几个互联网公司已经在BBU机架方案的路上,或者准备上路。大量应用的典型案例是Facebook采用OCP机架,谷歌在北美应该有一定规模应用。

【2020预测】巴拿马电源因为集成了变压器和配电部分,会令高压直流的市场规模(销售额)提高。从市场角度,BAT&移动的新增项目需求如果采用巴拿马电源方案,会蚕食原有240V/336V高压直流电源市场,出现此消彼长。

除了FB和谷歌已经开始有批量上带BBU的整机架,估计亚马逊和微软会从研发和试用阶段迈向更广泛的小规模应用阶段,可能1-2年内会在新建IDC推广。国内会出现支持高效能UPS互联网用户 (vs) 高压直流互联网用户两个阵营PK的格局,整体能效,成本,兼容性会充分竞争。两个阵营的头部客户由于自身业务需求,全栈综合成本以及商业应用三大角度上逐渐分高下。

整机架

【2019年预测】国内国外都会成为标准交付方式。主要两种模式,第一种为成为主流。

1. 定制/普通服务器做整机架方式集成交付,里面布线工厂预制。整机架不集成风扇墙,电源模块等。自建或者租赁机房都适用。

2. 定制整机架交付类似OCPv3和国内天蝎架构,整合风扇墙,RMC,一体化PSU,背板母线,甚至BBU等,租赁机房不合适,只能自建机房。

【2019回顾】论断基本正确,目前国内大型互联网公司转向整机架交付,强调兼容性,满足自建或租赁机房,并且开始海外交付。而天蝎整机架整合更多功能,交付基本只集中在自建机房。

【2020预测】整机架交付会更大规模,强调兼容性和减少设备机型,走类似2~3年前微软Olympus机架路线。

微模块

【2019年】国外一直没这个概念和技术形态,也没怎么热过。国内除了小型数据中心还有应用场景外,中大型数据中心不太会使用,千言万语就一个字——贵。

【2019回顾】基本正确。中小型数据中心,微模块使用机会大,或者说,用户对微模块的盒子解决方案有更加深刻理解——UPS,电池和空调做成行级/机架方式,和IT机架放在一起,再用通道密闭。大型数据中心使用微模块,目前主要仍然是腾讯,其他互联网公司并未使用集成电源和空调的微模块。

【2020预测】如果腾讯后续切换到Tblock设计,大型数据中心使用微模块方案会失去重要用户支撑。微模块应用场景会聚焦在中小企业客户市场。使用高压直流的微模块版本,由于大型数据中心的高密度机架以及高压直流电源容量制约,微模块变得不够灵活。去电源,去列间空调回归整机架+通道密闭的技术形态会是一个趋势。这种交付方式在海外已经成为比较标准的参考。

锂电池(新增)

【2019回顾】海外主要IDC包括Equinix开始规模采用锂电池,DRT也有所考虑但并没看到大规模使用。

【2020预测】国内以华为代表的公司主推铁锂电池,这和国内电动车行业商业应用和成本结构有关。市场主流UPS厂商在储能上的国内研发能力不足和本地化不够,更多是跟随态度。而电池厂商例如双登,南都,力神等同时拥有锂电和铅酸生产线,由于在产业链的更上游,快到元器件级别,对最终客户决策影响力有限,纯粹上游厂商推动技术变革有一定难度。目前锂电池在国内IDC应用案例不多,今年锂电池在IDC应用会有一些突破。国内应用方向,主要是机架BBU的三元锂或者UPS配铁锂。另外海外市场由于产业链和供应商选择的原因,会以锰酸锂和三元锂电池为主。笔者对几种锂电池都有一些使用经验,今年会抽空写写对锂电池储能的看法。

模块化/集中式UPS(新增)

【2019回顾】1000~1500kVA的大容量模块化UPS开始受到客户青睐,在海外不少数据中心开始有规模应用。

【2020预测】海外应用大容量集中式的模块化UPS会变得更加主流,国内仍然以300~600kVA单机容量为主。大型模块化UPS集中在外资品牌(施耐德Galaxy VX和维蒂EXL等)和国内华为的FusionPower,未来功率模块密度会进一步提升,大型模块化UPS方案会被更多客户认可。

图示为外部模块化(并机)和内部模块化(并机)系统比较

微信图片_20200217135058.jpg

ECO和模块休眠轮巡模式,特别是增强型ECO模式(类似施耐德E变换)会有规模应用的试点。

列间空调

【2019年预测】300宽版本在狭小物理空间场景里仍然有市场机会,例如边缘数据中心。600宽版本处于尴尬位置,被房间级精密空调挤压而痛苦挣扎,多半逃不过市场萎缩的结局。欧美市场是最佳证明。

【2019回顾】基本正确,但600宽版本预测不准。大型IDC项目集中在腾讯使用,基本上大型数据中心考虑300宽版本和600宽版本时候,每kW成本肯定600宽版本更低,同时600宽能够支撑更多高密度机架。现在看600宽有蚕食300宽市场的态势。百度和阿里,华为,头条,快手,金融企业并不考虑使用微模块列间空调方式。

【2020预测】从施工、运营以及kW成本角度,大型IDC使用冷冻水列间空调的市场空间越来越小,特别腾讯对微模块路线是否坚持列间空调会成为重要影响因素。大型IDC仍然以更加经济房间级冷冻水精密空调为主。中小型数据中心,尤其边缘数据中心,或者风冷版本列间空调(300mm宽)会有更多机会。

中压和飞轮UPS

【2019年预测】市场发展受制于供应链基础,对比静态UPS+动态UPS总体市场而言,市场份额不断减小,基本上难以成为数据中心行业主流。浓缩一个字 —— 难。

【2019回顾】基本正确。飞轮UPS因为亚太某IDC出现严重运营事故影响较大,目前飞轮UPS成为大型客户的敏感词。即使新加坡,亚太最大使用飞轮UPS的市场,新建IDC都是采用静态UPS为主。飞轮UPS有江河日下感觉。

【2020预测】新加坡和香港飞轮UPS市场会继续衰落下去,从供应链服务响应,设计标准化的角度,大部分客户偏好静态UPS。欧美大用户对飞轮UPS的应用会越来越少。从近5年的运营事故和记录看,目前应用较稳定的飞轮UPS是德国制造商Piller产品,例如澳洲NextDC新建IDC仍然在用,亚太市场飞轮UPS市场新项目增量可能会出现较大萎缩。

间接蒸发

【2019年预测】欧美未来几年预估变化不大,市场份额相对平稳,美国大规模使用的IDC仍不多。目前国内1-2个大型客户考虑部署,能否上规模仍未有定数,未来3年内可能会有一波热潮。3年后很可能市场热潮消退,较难成为技术常态,在常年干冷,缺水的偏远地区会有应用场景。热管相变技术发展可能会成为重要变数,如Facebook新加坡。

【2019回顾】基本正确。国内头条和华为在北方有规模使用,百度和腾讯在新建项目考虑使用,设备价格出现明显下降。但设备品牌和质量,运营情况仍需观察。

【2020预测】中国市场会在偏远三线城市或者部分二线城市(环一线)有一定规模应用,一线市场基本很难。间接蒸发需要依赖较高的送回风温度以尽量利用室外温差增大自然冷,对普遍客户应用和地点气候区域应用有局限条件。间接蒸发对方案前期设计,建筑结构和占地要求,运行工况和室外条件,都导致被更多客户广泛认可并成为主流方式会很大挑战。以笔者在亚太观察多个使用过间接蒸发的公司来说,有不少已经退回冷冻水系统,包括亚太几个大型IDC公司,以及北美Top3的几个IDC在2~3年前尝试过间接蒸发后,也转回到水系统,面对多租户等Colo场景都更加灵活。公开资料显示,包括微软华盛顿第四代G4设计用戴尔IT-PAC使用间接蒸发,G5设计改成水系统并获得更好PUE表现;Equinix美国,英国伦敦和澳洲,北美Ragingwire和Cyrusone也是间接蒸发用过一些后回退。据笔者调研,欧美在2015年~2017年项目中有不少使用间接蒸发方案,近年回退到水冷系统,个别IDC会考虑采用一体化集成的氟泵系统。笔者认为国内外整体市场仍然以水系统为主流。

液冷服务器

【2019年预测】近2~3年市场规模仍未有大起色,预估发展契机要3年后等下一代CPU和软件应用AI,ML,以及5G规模商用。板级(间接液冷)散热生态链和供应链更好,上小规模的概率大,浸没式(直接液冷)散热产业链挑战很大,蛰伏期概率大。浓缩一个字 —— 慢。

【2019回顾】部分正确,头部客户考虑加速液冷服务器的使用。目前阿里官宣液冷服务器使用浸没式,而华为官宣的服务器ATLAS平台等采用冷板式。

【2020预测】浸没式液冷生态和3M液体成本问题,机房适配仍然是很大挑战,IT设备设计和运营,也需要一段时间适应。从目前看,板级液冷虽然在IDC层面节能效果有一定提升,但也提升了系统复杂度。用户需要站在更高全栈(性能,瓦特,成本,运营难度四个层面)和业务角度思考并体验到优势后,才考虑更大规模部署。这里面的关键是还是业务和性价比视角。

一路市电一路高压直流/UPS

【2019年预测】作为国内几大互联网公司的电气设计,国外基本没客户用。未来几年大几率会改成双路电源给末端负载供电方式。

【2019回顾】部分正确,有高压直流改DR供电的大项目案例,但后续能否大规模改变方案仍不明朗。

【2020预测】一路市电+一路电源的架构仍然会存在2~3年,特别是高压直流。除非站在更高的角度,转向使用欧美的BR和DR交流架构。

工业设备监测

【2019年预测】设备物联网更进一步,各种无线传感器和计量方式是趋势。

【2019回顾】基本正确。以配电和UPS系统为开端,开始集成更加高级数字化功能,例如设施管理软件,无线通讯,二维码等数字化管理功能。

【2020预测】目前硬件接受度和稳定性仍然需要更多时间验证。在技术实践上,低垂的果实大概率出现在无线电池监测,电气开关物联网监测(包括低压配电,配电末端无线支路监测等)。硬件+网络接入会丰富业界产品供应,但硬件+网络接入+应用才是完整解决方案提升。传统工业公司除了夯实硬件性能,走向ICT化,通过数字化硬件接入+数字化运营管理会是未来战略方向。预估今年开始,有更多客户愿意尝试数字化硬件,但软件和运营层面应用是短板,需要时间完善客户运营习惯提升体验。

监控系统

【2019年预测】发展相对缓慢,海外以BMS+SCADA/EPMS为主,会出现BMS+EPMS的数据库融合和API层面打通,配合运营需求搭建上层Service平台。国内动环市场存量太大,未来几年市场仍处于混沌状态。基础设施层面高大上概念的大数据AI,机器学习只会在少数极客用户新建IDC上试点,政治意义大于实际意义,口水仗终究难成气候。巨大存量市场受制于历史包袱原因,改造系统完善基础功能比折腾高大上功能有更多机会。

【2019回顾】基本正确,动环仍然是主流。SCADA/EPMS并未成为行业主流。

【2020预测】国内在运维层面没有明显改善迹象,运营层面会考虑更多SaaS平台功能集成。国外适用SaaS版本的Service portal平台集成ITSM和DCIM功能,配合底层BMS+EPMS的架构成为大型IDC公司的主流。AI应用在运营层面的门槛较高,更多针对性能优化,对流程化管理的优化上帮助有限。


原标题:IDC技术趋势——回顾2019和预测2020

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