中國礦業大學:新基建背景下高校數據中心發展研究

中國教育網 發佈 2022-08-19T08:28:31.600654+00:00

2021年7月,教育部等六部門發布「關於推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見」,標誌著「教育新基建」正式提上日程。指導意見在「構建新型數據中心」部分指出,支持省級教育行政部門通過混合雲模式建設教育雲,為本地區教育機構提供便捷可靠的計算存儲和災備服務。


2021年7月,教育部等六部門發布「關於推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見」,標誌著「教育新基建」正式提上日程。

指導意見在「構建新型數據中心」部分指出,支持省級教育行政部門通過混合雲模式建設教育雲,為本地區教育機構提供便捷可靠的計算存儲和災備服務。規劃整合教育行政部門和學校「低小散舊」的數據中心,不鼓勵縣級教育行政部門和中小學校建設數據中心。鼓勵區域和高校共享超算資源和人工智慧算力資源,提供基礎算力工具。

在「教育新基建」中,新型數據中心肩負起了平台型基礎設施的角色,這一角色將進一步推進當下高校數據中心「雲化」轉型的建設速度。總體而言,未來高校數據中心建設,應重點關注以下幾點發展趨勢:


No.1

高校數據中心「邊緣化」發展趨勢


此處的「邊緣化」並非指不重要,而是在保證本地化傳統服務的基礎上,高校數據中心將被賦予更多邊緣計算的屬性。從全國一體化大數據中心構建體系來看,未來數據中心建設會朝著兩個方向發展。一邊是依託雲計算平台的大規模和超大規模雲數據中心,一邊是靠近應用側的邊緣數據中心。

其中大規模和超大規模數據中心主要解決海量數據的運算和存儲問題,邊緣計算數據中心主要滿足超低時延、高實時性、高安全性、本地化等業務需求。兩個方向的發展只是功能定位的不同,並非孤立的存在。兩者互為補充,共同推動網際網路數據處理業務的發展。

未來高校數據中心的發展將更具靈活性,既可對內提供私有雲服務,又可以「混合雲」的方式融入公有雲服務,並且兼具邊緣計算屬性。這是由以下幾個因素共同決定的:

(1)隨著公有雲業務的日趨成熟,今後高校將有更多業務遷移至雲端;

(2)有些重要業務需要藉助「混合雲」方式部署,以實現業務「雙活」;

(3)從安全性角度考慮,高校需要擁有穩定的數據中心,確保學籍檔案、科研數據、人事工資等重要數據資產以私有雲方式運行;

(4)從業務穩定性方面考慮,對於互動式教學、沉浸式體驗、智能安防等對時延和帶寬要求比較高的業務,需要藉助本地邊緣計算予以實現。

未來高校數據中心雖然也被稱作大數據中心,但在全國一體化大數據中心體系架構下,其向邊緣計算數據中心發展的趨勢將會更加明顯。


No.2

高校數據中心集約共享式發展趨勢


我們基本可以從教育新基建所傳遞的精神內涵中斷定:未來高校數據中心的建設走集約共享式發展路線,是一種必然趨勢。

在高校,除學校統一規劃建設的數據中心和計算中心,各院系、研究所、實驗室等獨立建設計算資源的現象較為普遍。未來大數據中心體系化發展是大勢所趨,高校信息部門應發揮主觀能動性,探索數據中心整合發展之路。消除盲目建設和重複建設,實現資源的優化配置,提高資源利用率。

具體來講,通過構建高校新型數據中心,實現校內超算資源和人工智慧算力資源共享,為校內科研提供基礎算力工具。在這個基礎上,進一步完善數據中心、業務流程等平台建設體系,滿足業務部門開放場景需求;構建數據中台,形成校級統一、權威的數據源;推動協同辦公和資源共享,提升學校教學科研水平與綜合治理能力。

目前高校在制定「十四五」信息化發展規劃時,基本遵循以上發展思路。但實際上,集約共享式發展理念的內涵更為廣遠。

「教育新基建」指導意見提出「鼓勵區域和高校共享超算資源和人工智慧算力資源,提供基礎算力工具」,同時,「支持省級教育行政部門通過混合雲模式建設教育雲,為本地區教育機構提供便捷可靠的計算存儲和災備服務」。如果做選擇性閱讀,則往往容易忽視「區域」和「本地區」這類的關鍵詞。而通過建立規模化的超算資源和人工智慧算力資源,為本地區教育機構提供共享式基礎算力工具,恰恰是教育領域推動計算資源集約共享的更高層次價值訴求。

客觀來講,相比校內計算資源共享,區域算力共享推動起來並不容易。在形成規模化效應,產生實質效益之前,高校缺乏內因驅動力。同時,這也超出了高校自身所能規劃的範疇,並非一個或幾個高校所能推動。所以,今後省級或市級教育行政部門還需要在教育新基建指導意見的基礎上,研究資源共享、集約發展的具體實現方法,提供配套政策支持,自上而下推動高校集約共享式數據中心建設。


No.3

高校數據中心綠色節能小微型化發展趨勢


數據中心需要24小時不間斷運行,是典型的高耗能產業,其中電力成本占數據中心營運成本50%以上。隨著5G、人工智慧、物聯網等技術發展,數據需求迅猛增長,數據中心數量與日俱增,用電規模也急劇攀升。因此,數據中心節能降碳,成為助推我國實現「雙碳」目標的重要因素。

工信部等三部門在《關於加強綠色數據中心建設的指導意見》中提出,大力推動綠色數據中心創建、運維和改造,引導數據中心走高效、清潔、集約、循環的綠色發展道路,實現數據中心持續健康發展。並且針對新建數據中心及在用老舊數據中心綠色化改造,均提出了較為完備的設計規範和指標要求。

在「能耗雙控」和「雙碳」背景下,國家不斷出台政策優化「老舊小散」存量數據中心,尤其是對PUE和機櫃功率密度等關鍵指標的優化。毫無疑問,高校在用數據中心改造將積極融入這一進程。藉助新技術和軟硬體設備,提高存量數據中心負載率、降低能耗、優化能源管理,既是政策要求,同時也是數據中心自身發展的客觀需要。

與大多數電子產品一樣,IT設備的生命周期通常為3到5年,功率密度每5年可翻一番。要保證良好的兼容性和擴展性,數據中心基礎架構的生命周期跨度為10到15年。隨著IT產品的推陳出新和更新換代,未來IT設備將繼續向高密度發展,計算與存儲能力持續增長。這使得數據中心將不斷向高密度發展,而高密度意味著可以節省更大的空間。

所以,今後高校對在用數據中心的改造重在技術升級,而不是機房擴建。加之綠色節能和靈活管理的需要,未來高校數據中心將邁向綠色、節能及小微型化發展之路。

綜上所述,新基建背景下的高校數據中心發展趨勢愈加清晰明朗。作為信息化管理人員應加強政策解讀,思考行業發展現狀及未來,把握高校數據中心發展趨勢。在制定發展規劃時避免或少走彎路,推動高校信息化更快更好地發展。

本文系江蘇省現代教育技術研究智慧校園專項課題(項目編號:2021-R-96738)研究成果之一

作者:邊永濤(中國礦業大學)

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