华为数字能源专题研究报告:布局和启示

发布时间:2022-10-07 01:08:39 来源:188体育网站 作者:188体育网站下载

  作为 5G、AI、云计算等 ICT 技术的载体,数据中心是数字经济最为重要的新 型基础设施之一。在全球数据激增和“碳达峰、碳中和”的背景下,数据中心 领域迎来技术和商业更迭期。当前,ICT 技术不断融入数据中心基础设施和集 成系统设计,高算效、低 PUE 成为 IDC 行业核心趋势。 数据中心的本质是将电力转换成算力,高效的将电力转化为算力要求 IT 设备提 高算效;另一方面,高功率密度叠加低 PUE 标准,也将进一步提升对数据中 心散热、制冷系统的要求。我们测算,数据中心基础设施建设市场规模到 2025 年达到 3105 亿美元,到 2030 年达到 4036 亿美元市场规模。其中服务器、存 储、制冷系统、配电系统十年的 CAGR 分别是 6%、6%、20%、12%。

  数据中心基础设施前期建设支出主要有物理基础设施和 IT 设备采购两部分。其 中物理设施主要由配电系统、制冷系统和其他(安装、人工费用等),根据施耐 德投资成本计算器测算,以建设 2000kw、单机柜功率密度 8kw、以风冷散热 为主的(N+1)冗余数据中心为例,每千瓦建设成本约为 4600 美元,配电、 制冷和建筑占比分别为 47%、20%和 33%;我们认为,硬件设备的市场需求主 要来自于新建数据中心和存量数据中心替换,共带来 14544MW 新增 IT 负载需 求,对应物理基础设施市场空间 669 亿美元。 未来,机架功率密度升高叠加硬件设备支出比重上升,制冷系统和配电系统市 场空间分别从 2020 年的 134、314 亿美元,上升至 2030 年的 787、688 亿美 元,CAGR 分别为 20%和 12%。

  以云计算、物联网、大数据、5G、人工智能为代表的数字产业步入快车道,数 字经济发展势头强劲。据信通院,中国数字经济规模由 2005 年的 2.6 万亿扩张 到 2020 年的 39.2 万亿,占 GDP 比重也由 14.2%提升至 38.6%。 数字经济内部,一方面包括数字产业化,即信息通信产业;另一方面是产业数 字化,即传统行业应用数字技术所带来的效率提升和价值创造。产业数字化占 比升高,各行业数字化转型拉动数据中心需求升高。在数字经济内部结构中, 产业数字化一直是主要引擎,且有不断扩大的趋势,占比从 2015 年的 74.3% 上升至 2020 年的 80.9%。随着数字化技术在金融、政府、医疗、制造、能源 等传统行业加速扩散,带来数据中心需求不断提升。

  全球云计算市场增速放缓,中国公有云市场是增长主力军,中国 IDC 增速远超 全球均值。根据信通院,2020 年全球云计算市场规模 2083 亿美元,同比增长 13.1%,中国公有云市场规模 1277 亿元,同比增长 93.5%,私有云市场规模 814 亿元,同比增长 26.2%。虽然中国云计算市场规模仅占全球市场的 10%, 但受国内产业数字化转型拉动,增速远高于全球水平。现阶段,企业在部署云 应用的时候,已从以往的云端、单一集中数据中心中的部署,转向多云协同、 混合云架构,并在边缘侧进行相应业务的部署。

  为平衡效率和成本,数据中心必将向高密化发展。IT 设备持续向高算力、高功 率密度演进,CPU 和服务器功率持续提升,同时,伴随 AI 应用的需求增长, AI 算力比重进一步提升。预计到 2025 年,多样化算力协同将成主流,主流云 数据中心将形成 15~30kW/柜混合部署形态。 数据中心也是算力中心,高性能计算始终是行业核心控制点。IT 层面来看,多 种新技术的应用满足高算力负载的需求,但同时增加了 IT 基础设施能耗。双碳 趋势下,单机架功率密度升高对数据中心硬件设备的制冷系统、供电系统和软 件层高效运维管理提出了更高的要求。

  高算力带来机架高功率密度,计算存储网络走向一体化设计。存算一体技术经 过验证,未来有望从实验室走向产品化。传统计算与存储设备分处不同的模块, CPU 需先对存储硬盘上的数据进行读取、搜索、加/解密、压缩等操作。但 AI 等应用的兴起,数据处理量不断上升,存算分离模式带来过多的无效能耗。

  人工智能、深度学习算法持续迭代,异构计算需求日益旺盛。算力提升方法通 常有两种,一是增加“数量”,即增加核心的数量;二是提高“质量”,即提高单核 心的运算效率,提高主频。但受摩尔定律的影响,主频的提高并不是无限制的, 会受到功耗的制约。 随着人工智能等新兴技术对高性能计算能力需求的升高,GPU、FPGA、ASIC 等高性能加速处理器涌现。2021 年上半年加速服务器市场规模达到 23.8 亿美 元,同比增长 85.1%。

  其中 GPU 服务器依然占主导地位,占据 91.9%的市场 份额,IDC 预测,到 2025 年中国加速服务器市场规模将达到 108.6 亿美元。 加速计算市场供应商集中度高,客户侧需求上涨显著。2021 年上半年,从服务 器厂商销售额角度看,浪潮、宁畅、华为位居前三,占据了 70%的市场份额; 从行业的角度看,互联网依然是最大的采购行业,占整体加速服务器市场 60% 以上的份额,同比 2020 年有 90%以上的增长,此外金融、服务、电信、制造 和能源行业均有超过 50%的上涨。

  全闪存阵列存储降低数据存储设备能耗,市场规模增长显著。全球企业外部 OEM 存储 系统市场收入同比增长 9.7%至 69 亿美元,其中戴尔占 26.8%,为头号供应商。 按地区看,中国存储市场规模达 23.9 亿美元,同比增长 33.3%;按存储方式看, 全闪存阵列(AFA)市场收入突破 27 亿美元,同比增长 7.6%。 全闪存凭借出色的性能优势和绿色节能逐渐成为市场刚需,其组成的存储系统 典型功耗约 5.3W/TB,可降低约 50%能耗。

  根据 IDC 发布中国外臵存储市场 报告数据显示,2020 年,全闪存阵列的市场占比达到 18.9%,增速 24%,高 于市场的平均增长率 17.5%;相比于全球占比达到 39.9%的市场情况来看,中 国市场仍留给全闪存阵列很大空间。 根据 IDC 预测,中国外臵存储市场未来五年的复合增长率将达到 12.6%,2025 年规模达到 96 亿美元。我们假设,2025 年全闪存市场占比 40%,预计市场规 模将达到 38.4 亿美元。

  数据中心是实现“双碳”目标的重要组成部分,数据中心低能耗要求带来基础 设施软硬件技术升级、产品替代机会。 根据 IDC,2020 年,国内数据中心年耗电量约为 2045 亿千瓦时,占全社会用 电量的 2.7%;到 2025 年,数据中心年耗电量预计约为 3950 亿千瓦时,占全 社会用电量的 4.1%。

  2021 年 7 月,工业和信息化部印发了《新型数据中心发展三年行动计划 (2021-2023 年)》(以下简称《计划》),计划到 2021 年底,全国数据中心平 均利用率提升到 55%以上,总算力超过 120 EFLOPS,新建大型及以上数据中 心 PUE 降低到 1.35 以下。到 2023 年底,全国数据中心机架规模年均增速保 持在 20%左右,平均利用率力争提升到 60%以上,总算力超过 200 EFLOPS, 高性能算力占比达到 10%。国家枢纽节点算力规模占比超过 70%。新建大型及 以上数据中心 PUE 降低到 1.3 以下,严寒和寒冷地区力争降低到 1.25 以下。

  经过 2010 年代大幅度效率提升后,数据中心 PUE 保持相对稳定。2018 年至 今,数据中心全球平均 PUE 保持在 1.59 左右。我们认为,虽然目前在建数据 中心要求 PUE 不超过 1.3,但许多存量数据中心旧设施改造、更换老化设备会 进一步提高数据中心能源利用率。 目前服务器市场份额结构稳定,马太效应明显。根据 IDC,全球服务器市场规 模将在 2021 年第二季度,达到 240 亿美元,TOP5 厂商新华三、戴尔、浪潮、 联想和 IBM 占比 55%,白牌服务器厂商占比保持在 25%左右。我们测算,上 半年全球服务器 ASP 约为 7327 美元/台,高于中国市场的 6336 美元/台。

  软件层面,数据中心构建云、网、边、端一体化运维平台,应用云计算、大数 据、AI 等技术,从运维角度出发,进一步降低数据中心 PUE 值,推进数据中 心碳中和进程。(报告来源:未来智库)

  2021 年 6 月 7 日,华为在原有的数字能源产品线上成立“华为数字能源公司”, 分设数据中心能源、站点能源、智能光伏、智能电动和模块电源五大业务板块。 在过去产品线端,华为借助传统 ICT 领域运营商、企业网络管道,以销售产品 为主,成立公司后可以更多的结合产业链的优势,利用供应商、集成品牌效应 进行推广,形成较强的行业延展性;同时,可以与更多能源公司战略匹配,达 成合作,开发综合能源业务,形成行业解决方案。

  数据中心能源乘势 IDC 扩张和转型机遇,成长机会最大。华为以“模块化”和 “智能化”为理念,从 L1 物理基础设施入局,打造低碳绿色数据中心。华为 发挥集成优势,实现从“部件”向“解决方案”+“产品”提供商的转变,带 动合作伙伴共同扩大市场规模。

  基于“模块化+智能化”的理念,华为通过四大重构解决数据中心建设周期长、 能耗高、运维难等诸多挑战,打造极简、绿色、智能、安全的下一代数据中心。 从小型分支机构到总部中大型数据中心,提供覆盖室内和室外的数据中心解决 方案,以及 UPS、智能温控等核心部件和 DCIM 管理系统,支持快速部署、平 滑演进。在全球超过 830 个大型数据中心部署产品,覆盖电信运营商、ISP、 政府、金融、交通等行业。

  华为联结产业链相关企业布局,补充自身技术短板。在锂电 UPS 方面,华为 与 13 家国内头部电池、电源企业达成合作,采购电芯等原材料,加以华为 BMS 和 PACK 封装技术,打造智能锂电 UPS 解决方案;与 5 家数据中心节能 温控设备厂商,如依米康、英维克、申菱环境等,达成合作,完善自身温控产 品的同时,带动国内制冷市场的发展;另外,华为和易华录、金风科技、中装 建设等 9 家公司合作探索新型节能数据中心规划、设计,形成行业解决方案。

  温控系统是仅次于 IT 设备的能耗来源,控制温控能耗是降低数据中心 PUE 的 突破口。2020 年 12 月,《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的 指导意见》提出,大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到 1.3 以下。数 据中心能耗主要由 IT 设备、温控空调、电源配电和照明构成,当 PUE 从 1.92 降低至 1.3 时,空调系统能耗占比从 38%降低至 17.5%,减少空调系统能耗将 成为降低整体 PUE 的关键。

  高密度大型数据中心建设加速,散热市场迎来重构,液冷、蒸发冷却技术有望 替代传统风冷市场。随着数据中心的单体规模越来越大,大型、超大型数据中 心不断涌现,高功率密度机架服务器、刀片服务器等高热密度设备的应用,造 成机房单机柜功耗提高。单位面积热量急剧上升倒逼数据中心散热技术革新, 市场结构由风冷向液冷转变。

  高效热交换提高散热效率,液冷数据中心市场份额逐步提升。目前国内数据中 心机房空调市场规模 60 亿元,风冷散热市场份额由 67.1%下降至 59.4%。液 冷技术通过液体作为热量传输媒介,可导向热源,带走热量,在高功率密度数 据中心优势明显。从市场需求和销售额来看,风冷型制冷仍是目前机房空调中 的主流机型,但冷冻水型制冷呈现较快增长趋势。2016-2019 年,冷冻水型机 房空调市场占有率从 24.5%上升至 33.4%。

  浸没式液冷实现芯片级制冷,迎合高密化数据中心建设发展要求。以主营计算 机散热技术的初创企业 Iceotope 为例,针对 CPU 等高功耗器件的精确浸没式 液冷散热,小剂量的液体绝缘冷却剂被精确地注入到服务器内部的热点区域, 机箱内部的浸没式微型泵会让冷却剂以一定的速度循环起来,将芯片电路产生 的热量带到板式换热器处。该技术可以使得 pPUE(局部 PUE)值降低到 1.03, 可进一步降低整个数据中心 PUE 值,最终降低数据中心运营成本。

  华为数据中心温控技术推陈出新,间接蒸发冷却逐步替代传统冷冻水方案。传 统散热方案有行级、房间级的风冷/冷冻水型温控产品,与冷水机组、水泵和冷 冻水管道共同组成制冷系统。2019 年华为首次发布间接蒸发冷却解决方案,通 过系统架构优化升级,简化换热过程,于 2020 年推出 2.0 版本;在此基础上, 融入智能化(AI 调优)和模块化(集装箱整体式架构)理念,发挥集成优势。 2021 年 8 月华为-京东联合推出全新一代间接蒸发冷却方案。

  充分利用干冷地区自然冷源优势,间接蒸发冷却系统将成为主流。华为借助模 块化和预制化的架构,实现“一箱一系统”,将制冷系统交付时间缩短 50%; 通过有效利用自然冷源,典型场景下相比于冷冻水制冷系统省电 14%、省水 40%。

  AI-iCooling 寻找能效最优方案,开启温控散热智能时代。AI 智能群控根据室 外环境温湿度及服务器负载率等变化,在确保机房内温湿度控制在设定范围的 前提下,动态调节群组内蒸发冷却系统的运行数量及制冷量输出,并进行最优 运行组合寻优,实现整体能耗最低,PUE 最优。支持基于 AI 的 iCooling 能效 优化技术,在同等硬件条件下,降冷系统能耗多达 8%;并通过匹配 AI 智 能算法,实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测,降低运维人力投入 25%。

  国内机房空调市场一超多强,维谛技术龙头地位稳固。据华经情报网数据, 2019 年国内机房空调市场维谛技术市占率 30%左右,佳力图、艾特网能、依 米康、华为和英维克各占 10%。维谛技术前身是艾默生网络能源业务,在数字 基础设施领域深耕多年,连续 16 年在国内机房空调市场排名第一。全球范围 内,维谛技术有广泛的客户基础,目前在网运行超过 100 万套空调产品,未来 存量数据中心产品替换具有规模优势。

  新兴蒸发冷却市场华为领跑,国内传统温控企业不断提升品牌,未来有望依托 技术优势获取更大成长空间。与液冷相比,间接蒸发冷却材料成本更低,短期 内市场应用空间更为广阔。华为在国内市占率达 34.5%。作为华为供 应商,英维克间接蒸发冷却技术处于行业领先,推出 XFlex 模块化间接蒸发冷 却机组;申菱环境数据服务类空调与华为进行联合设计制造,主要向华为供货; 依米康旗下公司与华为联合开发智能基站温控器,节能可达 20%-90%,主要 应用于海外业务。 得益于数据中心机房建设加速,温控企业营收呈上升态势;未来,在数据中心 建设大规模趋势下,间接蒸发冷却市场将被打开,具有技术领先优势的企业, 成长空间较大。

  数据中心高密化演进趋势下,IT 设备电路集成度增加,高压直流供电技术有望 成为高密度数据中心 IT 机房的主流供配电技术。UPS 不间断电源作为数据中 心电源系统的保障,从生命周期、安全可靠、弹性扩容等维度考量,锂电化和 模块化 UPS 将成为未来发展方向。

  数据中心储能建设打开 UPS 增长空间。2021 年 7 月 14 日,工信部印发《新 型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年)》,规划提出支持探索利用锂电 池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装臵,加强动力电 池梯次利用产品推广应用。 2020 年国内 UPS 销售额为 103.82 亿元,预计未来会以 13%年复合增长率保 持上升趋势,2025 年达到 200 亿元。未来随着数据中心规模的扩张,IDC 会成 为 UPS 市场的主要驱动力。

  价格劣势成为锂电渗透的主要阻力,优化电池组设计和 PACK 技术是降本增效 的关键。现阶段国内 UPS 锂电池主要有磷酸铁锂电池和三元电池两大技术路线, 其中安全性好、循环寿命长的磷酸铁锂电芯是主流。5C 放电的 UPS 锂电池单 瓦时达到 2.6-2.7 元,常规备电的 UPS 锂电池组(LFP)价格 0.73 元/Wh。随着 产业规模化和技术的提升,大部分材料价格在近几年一直处于下降通道,但2021 年各种材料在动力电池高景气度带动下价格反弹上涨,部分材料涨幅超过 100%,给锂电池在 UPS 的渗透带来压力。(报告来源:未来智库)

  华为从模块化产品入手,逐步向智能化方向延伸。华为 2010 年开始布局 UPS, 改进功率模块产品性能,推出模块化 UPS,实现从核心部件、系统到架构的全 冗余设计,系列产品覆盖 10kVA-800kVA。

  智能锂电时代,华为发挥 ICT 技术与产业集成优势。华为向锂电池上游电芯厂 商采购原材料,配合电源产品企业进行 PACK 封装,配套自研 SmartLi 电池储 能系统解决方案,推出智能锂电 UPS。该产品采用磷酸铁锂电芯与主动均流控 制技术,具有三层 BMS 系统,配合华为网管系统,实现电池智能管理,效率 高达 97%。 根据相关公司公告,在电池产业链上游,华为与德赛电池、亿纬锂能、国轩高 科、欣旺达等达成合作;中游与科泰电源、科华数据、科士达达成合作,同时 华为也是南都电源的主要客户之一。

  细分领域看,华为模块化 UPS 市场领导地位显著,市场玩家以电气设备厂商 为主。Frost Sullivan 统计显示,2020 模块化 UPS 市场前五大供应商占据 80% 市场,其中华为(41.9%)、维谛技术(14.9%)、艾特网能(13%)、施耐德 (6.5%)、英威腾(4.8%)。

  在体积方面,华为创新专利助力更小体积,打造刀片级功率模块,如“拓扑池 化”专利,使体积降低 40%;磁集成专利,使电感体积降低 20%。在热耗方面, 采用三电平交错并联拓扑架构、先进器件优化及数字控制技术降低损耗。

  UPS 锂电化产业价值链向锂电池企业转移,传统铅蓄电池企业加速转型。目前 锂电芯厂商加速布局 PACK 行业,集成工艺能力出众的公司有望获得较大成长 空间。UPS 锂电化过程早期,传统电源设备厂商牵手锂电池企业共同研发。 2020 年宁德时代与华为、施耐德、科士达等 UPS 领域公司达成合作或成立合 资公司,由宁德时代提供电池电芯,电气设备厂商进行集成。未来,随着电芯 厂商掌握 PACK 技术,产品销售重心有望向电芯企业转移。2021 年 4 月,宁 德时代推出 UPS 锂电池柜,支持宽电压、宽电量范围配臵,能够对客户的不同 需求快速响应。

  南都电源实现从铅电池向锂电池的产品结构转型。公司通信及数据中心备用电 源业务营收 23.77 亿元,中标中国移动、中国铁塔、中国电信等多个铁锂电池 集采项目,与华为、爱立信、中兴通讯等国内外通讯设备集成商合作,稳定国 内市占率,逐步提升国外市占率;数据中心 UPS 领域,国内中标阿里巴巴等项 目,国外入选美国数据中心五大优选供应商。公司储能业务营收 3.97 亿元,同 比增长 27.45%,实现从铅电池向锂电池的产品结构转型。整体来看,公司 2020 年营收 102 亿元,同比增长 13.89%,毛利率 9.53%,动力、资源再生、 通信、储能行业毛利率分别为 10.18%、2.74%、15.57%、24.56%。

  科华数据业务布局由点及面,IDC 业务增长。公司深耕高端电源领域 30 年, 技术积累深厚,在中国 UPS 金融行业市场份额排名第一位。业务重心由电源产 品向 IDC 运营商+解决方案提供商延伸。目前,公司自建 7 大数据中心,运营 20+数据中心,机柜数量约 3 万架,保持 65%上架率。客户侧,公司中标多项 腾讯数据中心集采项目,与华为在备用电源展开合作,拥有稳定的优质客户资 源。数据中心业务比重上升,2020 年数据中心行业业务收入 27.94 亿元,同比 增长 11.82%,其中数据中心产品实现收入 15.94 亿元,同比增长 17.07%。我 们认为,公司 IDC 运维经验会反哺 UPS 产品研发,同时公司 IDC 规模扩大也 会拉动配套电源产品需求。

  预制模块化成为数据中心建设新方向。预制模块化是将数据中心拆分为机房核 心模块、辅助功能模块和外围动力模块,各模块均在工厂预制化生产,施工现 场组装建设。具备以下优势:1、加速数据中心建设,将建设周期从 23 个月缩 短至 9 个月;2、实现标准化、产品化生产,有效保证交付质量和后期性能;3、 用于模块化 UPS、温控散热产品,适配风冷、液冷、间接蒸发冷却等多种温控 方案,融合智能锂电等供电解决方案。

  根据 451 research,2020 年全球预制模块化数据中心市场规模 44 亿美元,预 计未来五年 CAGR14.4%。国内市场方面,2013 年至今,国内模块化数据中心 市场规模由 30 亿元增长至 63 亿元,我们预测 2025 年达到百亿市场,年复合 增长率 11%。

  垂直行业加速云化,计算资源更接近客户侧。根据 IDC,2020 年数据中心下游 客户中,通信互联网企业起步早、应用成熟,占 60%(含云计算厂商);金融、 政府、制造业等行业占比 20%、10 和 3%。

  聚焦各行业,我们发现,随着云计算、大数据和 AI 等新兴技术在金融 IT 解决 方案中的融合应用,中国金融云市场规模由 33.4 增长至 46.4 亿美元,增速达 46.4%;政府数字化转型催生数字政府和智慧城市建设,推动政务云市场规模 由 33.5 扩大到 39 亿美元,增速达 24%;在工业制造方面,应用 IT 技术解决 生产难题,提高产值扩大产能。根据 STL Partners 近期的调查,特定行业中 49% 的企业正在积极探索边缘计算,预计 2019 年至 2025 年边缘站点总数将 增长 226%。

  托管数据中心正在帮助企业使其处理能力更接近数据源。根据 Allied Market Research 统计显示,2020 年全球数据中心主机托管市场 460.8 亿美元,到 2030 年可能达到 2027.1 亿美元,复合年增长率为 16%。随着物联网终端数量 的增长,以及数据处理需求下沉至各行业,未来对托管数据中心实时性处理数 据的要求日益升高。数据中心建设边缘化,能够帮助用户减少延迟,避免冗余 数据上云化。(报告来源:未来智库)

  华为预制模块化数据中心融合“极简架构+模块化+预制化+智能化”理念。华 为推出智能微模块数据中心,采用模块化设计,将供配电、温控、机柜通道、 布线、监控等集成在一个模块内,产品从初代组合式攒机、乐高式品牌机,跨 代升级至超融合智能机。与此同时,华为智能微模块通过构筑核心子系统智能 化,全面提升供配电、温控系统运维效率,并引入 AI 技术,实现供配电和制冷 的智能联动控制。

  模块化数据中心市场分散、碎片化,具备成本优势和定制化解决方案能力的公 司有望脱颖而出。据 Frost Sullivan 数据显示,2020 年模块化数据中心市场, 前五大厂商占 46%市场份额,其中华为独占 21%,其余厂商维谛、艾特网能、 施耐德、科华恒盛和曙光节能同属第二梯队,市场份额均在 5%-7%左右,竞争 格局尚不明朗。未来随着边缘数据中心兴起,模块化数据中心快速建设并交付 的优势将集中体现,市场需求持续旺盛,控制运输成本和前期建设材料成本将 成为决定盈利能力的关键。

  边缘计算满足低延时需求,降低长距离海量数据的传输成本,未来将带动边缘 数据中心站点建设需求,打开预制模块化架构市场空间。以华为为代表的数字 基础设施公司布局模块化产品,竞争格局激烈,市场尚未饱和,应关注同时具 备成本控制和规模优势的厂家。

  随着数据中心规模的快速增长和运营数字化程度不断提升,数据中心运维在 IT 运营市场的重要性显著增强。用于 IT 运营的人工智能(AIOps)平台是结合大数 据和人工智能或机器学习功能的软件系统,能够增强 IT 运维过程的可靠性、最 优化分析和性能监控。2020 年全球 IT 运营管理软件市场(ITOM)软件收入达 到 129 亿美元,并将以 10.6%的复合年增长率在 2025 年达到 214 亿美元。

  智能运维能够解决人员短缺、预测故障等行业痛点。在东数西算战略部署下, 西部数据中心人才缺口扩大,61%的数据中心缺乏合格运维人员,人工运维成 本也在升高, 2020 年人力支出占数据中心总支出 10%; 2019 年数据中心故 障率比 2018 年上升 6%,智能运维能够预测防护 80%的故障发生,降低数据 中心运行中断带来的损失。 数字化业务转型正在推动着 AIOps 市场的发展,AIOps 也成为数据中心智能 化发展的重要力量。业务运维流程数字化,导致分析不断增长的数据量变得更 加关键和困难。

  智能运维通过应用机器学习,对数据中心内部产生的复杂运维 数据进行建模分析,实现自动控制调参。随着人工智能迈入行业应用,AIOps 是 AI 时代的产物,它不仅能够减少人员成本,还能够在数据中心内部起到主动 预判功能,确保 IT 系统运行的稳定性。 根据 Gartner 数据,2020 年 AIOps 的市场规模在 9 亿至 15 亿美元之间,2020 年至 2025 年的复合年增长率约为 15%。预测到 2025 年,将有一半的云数据 中心将部署具有人工智能(AI)和机器学习(ML)功能的先进机器人,这将使 运营效率提高 30%。

  谷歌数据中心建立机器学习模型,实时调节参数、降低 PUE。在硬件和架构优 化的基础上,谷歌尝试利用从数据中心获取的数据进一步提高能效。通过与 DeepMind 团队合作,使用 AI 技术来操作数据中心冷却系统。这个 AI 技术能 实时查看 19 到 20 个数据中心的变量,并取得了将制冷系统的能耗降低 30%的 成效。由于 AI 系统的分析与控制的实时性,加之随着数据的积累,可以不断学 习,调整策略,其效率相较于人类操控更高,节能潜力也更大。

  华为智能运维实现比特管理瓦特。华为开发 NetEco6000 新一代数据中心基础 设施管理系统,并持续演进,实现数据中心的效率与价值最大化。在瓦特流基 础上加入比特流,实现全链路数字化和智能化协同。

  对标汽车智能驾驶,数据中心走向无人化、智能化。华为提出数据中心运维自 动驾驶演进趋势,在环境可视、能效优化、故障检测、资源管理四个维度,由 L0 人工运维向 L5 完全自动运维延伸。一方面,通过数字化技术,可实现 7x24 不停时巡检,大大提升运维效率,降低对运维人员的技能要求与依赖程度。另 一方面,依托声音识别、图像识别、智能传感器、机器人等,将极大提升数据 中心无人巡检准确度,变被动告警为预测性维护,最大程度降低数据中心运维 风险和成本。

  全球 IT 运维软件市场当前由海外企业主导,智能化迭代带来竞争格局变化。 ITOM 行业过去主要被 4 家大型厂商占据,分别是 BMC、CA、IBM、HP,业 内称为“四大”。随着云计算、AI 技术的成熟和发展,原来的四大逐渐走向没 落,根据 IDC 最新数据,ITOM 行业 Top5 企业分别是:Splunk、Microsoft、 IBM、Cisco、Broadcom(CA)。CR5 占据超 1/3 的份额,市场头部效应明显。

  主流云计算数据中心公司开启国内数据中心智能运维时代,ATH 互联网大厂是 智能运维解决方案先行者。技术功底深厚加上自建自营数据中心的规模优势, 使腾讯、阿里、华为在 IDC 运维方面积累了大量研发经验和测试数据。我们认 为,智能运维平台是未来发展方向,其中“智能”将提高 AI 技术渗透,“平台” 有助于集成管理,降低边际拓展成本。

  大厂多以提供运维平台、合作研发应用的姿态投身智能运维领域:腾讯智维生 态发展计划签约中电电力、图扑软件、德衡数据和智象科技,并与科华数据签 订深度合作协议,由后者为其建设部分数据中心,并提供十年运维管理服务; 华为部分数据中心类产品由安科瑞间接供货,与润建股份在 IDC 管维业务展开 合作,在中国、罗马尼亚、墨西哥数据中心和广通优云共同搭建 RMS 平台; 阿里云与国自机器人和依米康推出智能机器人系统,实现机器人与 DCIM 相结 合;为擎创科技提供 Elasticsearch 等开源数据产品,共同打造智能化日志中心 “夏洛克 AIOps”云端版。

  5.4 互联网云计算牵引数据中心 AIOps 发展,关注产业链生态合作企业

  国内数据中心运维主导权掌握在 IDC 运营商手中,互联网大厂凭借深厚技术率 先迈出智能运维步伐,或将带动第三方 IDC 服务商和三大运营商加快部署智能 运维。数据中心智能化时代初期,建议关注领先企业产业链上游合作厂家,具 备运用智能化技术构建平台化运营能力的公司有望脱颖而出。

  数据中心的本质是将电力转换成算力,高效的将电力转化为算力要求 IT 设备提 高算效;另一方面,高功率密度叠加低 PUE 标准,也将进一步提升对数据中心 散热、制冷系统的要求。华为数据中心能源布局智能温控、供电 UPS 和预制模 块化,体现双碳背景下数据中心非 IT 层产业链投资方向。同时,和国内相关企 业的竞合也将做大蛋糕,带动数据中心能源市场的整体发展。

  总的来看,数据中心产业链成熟稳定,但各细分领域市场处在新旧技术迭代期、 新老产品替代期,跑马圈地仍将持续,市场上技术和产品的结构性变化带来赛 道洗牌和国产替代机会,建议重点关注具有领先技术和规模优势的厂家。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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