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中国矿业大学: 新基建背景下高校数据中心发展研究

发布时间:2022-08-22 02:46:40 来源:火狐直播体育官网 作者:火狐体育游戏押注

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  2021年7月,教育部等六部门发布“关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见”,标志着“教育新基建”正式提上日程。

  指导意见在“构建新型数据中心”部分指出,支持省级教育行政部门通过混合云模式建设教育云,为本地区教育机构提供便捷可靠的计算存储和灾备服务。规划整合教育行政部门和学校“低小散旧”的数据中心,不鼓励县级教育行政部门和中小学校建设数据中心。鼓励区域和高校共享超算资源和人工智能算力资源,提供基础算力工具。

  在“教育新基建”中,新型数据中心肩负起了平台型基础设施的角色,这一角色将进一步推进当下高校数据中心“云化”转型的建设速度。总体而言,未来高校数据中心建设,应重点关注以下几点发展趋势:

  此处的“边缘化”并非指不重要,而是在保证本地化传统服务的基础上,高校数据中心将被赋予更多边缘计算的属性。从全国一体化大数据中心构建体系来看,未来数据中心建设会朝着两个方向发展。一边是依托云计算平台的大规模和超大规模云数据中心,一边是靠近应用侧的边缘数据中心。

  其中大规模和超大规模数据中心主要解决海量数据的运算和存储问题,边缘计算数据中心主要满足超低时延、高实时性、高安全性、本地化等业务需求。两个方向的发展只是功能定位的不同,并非孤立的存在。两者互为补充,共同推动互联网数据处理业务的发展。

  未来高校数据中心的发展将更具灵活性,既可对内提供私有云服务,又可以“混合云”的方式融入公有云服务,并且兼具边缘计算属性。这是由以下几个因素共同决定的:

  (3)从安全性角度考虑,高校需要拥有稳定的数据中心,确保学籍档案、科研数据、人事工资等重要数据资产以私有云方式运行;

  (4)从业务稳定性方面考虑,对于互动式教学、沉浸式体验、智能安防等对时延和带宽要求比较高的业务,需要借助本地边缘计算予以实现。

  未来高校数据中心虽然也被称作大数据中心,但在全国一体化大数据中心体系架构下,其向边缘计算数据中心发展的趋势将会更加明显。

  我们基本可以从教育新基建所传递的精神内涵中断定:未来高校数据中心的建设走集约共享式发展路线,是一种必然趋势。

  在高校,除学校统一规划建设的数据中心和计算中心,各院系、研究所、实验室等独立建设计算资源的现象较为普遍。未来大数据中心体系化发展是大势所趋,高校信息部门应发挥主观能动性,探索数据中心整合发展之路。消除盲目建设和重复建设,实现资源的优化配置,提高资源利用率。

  具体来讲,通过构建高校新型数据中心,实现校内超算资源和人工智能算力资源共享,为校内科研提供基础算力工具。在这个基础上,进一步完善数据中心、业务流程等平台建设体系,满足业务部门开放场景需求;构建数据中台,形成校级统一、权威的数据源;推动协同办公和资源共享,提升学校教学科研水平与综合治理能力。

  目前高校在制定“十四五”信息化发展规划时,基本遵循以上发展思路。但实际上,集约共享式发展理念的内涵更为广远。

  “教育新基建”指导意见提出“鼓励区域和高校共享超算资源和人工智能算力资源,提供基础算力工具”,同时,“支持省级教育行政部门通过混合云模式建设教育云,为本地区教育机构提供便捷可靠的计算存储和灾备服务”。如果做选择性阅读,则往往容易忽视“区域”和“本地区”这类的关键词。而通过建立规模化的超算资源和人工智能算力资源,为本地区教育机构提供共享式基础算力工具,恰恰是教育领域推动计算资源集约共享的更高层次价值诉求。

  客观来讲,相比校内计算资源共享,区域算力共享推动起来并不容易。在形成规模化效应,产生实质效益之前,高校缺乏内因驱动力。同时,这也超出了高校自身所能规划的范畴,并非一个或几个高校所能推动。所以,今后省级或市级教育行政部门还需要在教育新基建指导意见的基础上,研究资源共享、集约发展的具体实现方法,提供配套政策支持,自上而下推动高校集约共享式数据中心建设。

  数据中心需要24小时不间断运行,是典型的高耗能产业,其中电力成本占数据中心营运成本50%以上。随着5G、人工智能、物联网等技术发展,数据需求迅猛增长,数据中心数量与日俱增,用电规模也急剧攀升。因此,数据中心节能降碳,成为助推我国实现“双碳”目标的重要因素。

  工信部等三部门在《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中提出,大力推动绿色数据中心创建、运维和改造,引导数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路,实现数据中心持续健康发展。并且针对新建数据中心及在用老旧数据中心绿色化改造,均提出了较为完备的设计规范和指标要求。

  在“能耗双控”和“双碳”背景下,国家不断出台政策优化“老旧小散”存量数据中心,尤其是对PUE和机柜功率密度等关键指标的优化。毫无疑问,高校在用数据中心改造将积极融入这一进程。借助新技术和软硬件设备,提高存量数据中心负载率、降低能耗、优化能源管理,既是政策要求,同时也是数据中心自身发展的客观需要。

  与大多数电子产品一样,IT设备的生命周期通常为3到5年,功率密度每5年可翻一番。要保证良好的兼容性和扩展性,数据中心基础架构的生命周期跨度为10到15年。随着IT产品的推陈出新和更新换代,未来IT设备将继续向高密度发展,计算与存储能力持续增长。这使得数据中心将不断向高密度发展,而高密度意味着可以节省更大的空间。

  所以,今后高校对在用数据中心的改造重在技术升级,而不是机房扩建。加之绿色节能和灵活管理的需要,未来高校数据中心将迈向绿色、节能及小微型化发展之路。

  综上所述,新基建背景下的高校数据中心发展趋势愈加清晰明朗。作为信息化管理人员应加强政策解读,思考行业发展现状及未来,把握高校数据中心发展趋势。在制定发展规划时避免或少走弯路,推动高校信息化更快更好地发展。

  本文系江苏省现代教育技术研究智慧校园专项课题(项目编号:2021-R-96738)研究成果之一