作者：吕天文
出版社：机械工业出版社
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中国战略性新兴产业研究与发展·数据中心试读：
前言
近几年来，随着人工智能、云计算、物联网和下一代网络快速发展，催生了数据中心产业的较快发展。作为信息化社会的基石，数据中心逐渐上升到国家战略层面，日益受到政府、用户、机构、企业的关注与重视，将综合体现出国家信息化的实力。数据中心的规模和计算能力将是国家之间信息化竞争力的主要指标之一。
快速发展的中国已经步入了一个万物互联、交互蓬勃发展的大数据时代，打造更加安全、可靠、绿色的现代数据中心，已经成为时代发展的必经之路。随着应用需求的推动和技术创新的牵引，数据中心逐步向大型化、高密化、自动化、绿色化等方向演进。对于每年耗电超过1 000亿kW·h的产业，目前数据中心节能正在进入关键的发展阶段。只有企业形成了一致的认识和行动，我国的数据中心节能才能有更加璀璨的未来，迎来绿色数据中心的创新时代。应对上述发展需求，给业内人士更多清晰指引，是本书成书的最主要原因。
本书主要涵盖如下几个部分：第1章 数据中心概述，通俗易懂地讲述数据中心的发展历程、分类、范围、定义等基础信息和研究情况；第2章国际数据中心产业发展现状及趋势分析，主要论述当前美国、欧洲、世界其他地区的数据中心规模、发展速度、主要技术、节能情况等。此部分主要使读者清楚世界其他区域的概况，和中国数据中心发展形成清晰对标。第3章我国数据中心产业发展情况，主要从当前我国数据中心的规模、发展环境、区域研究情况、过剩问题探讨、绿色化进展及趋势、标准研究进展、当前存在的主要问题等不同维度进行论述。同时论述主要行业的数据中心发展情况，分析重点事件，以期使读者了解不同重点行业的数据中心推进因素和发展事件。第4章 我国数据中心发展前景及趋势，重点论述数据中心产品、营销、技术、服务等趋势，探讨自建和外包数据中心的优劣势等。第5章 数据中心产业发展战略指导，主要向读者展现了数据中心产业和国家战略的结合点，国家相关政策的引导作用，以及如何推动数据中心绿色发展等。第6章 数据中心行业准入的相关单位，主要讲述数据中心的准入门槛，需要的各类资质等。同时用数据和图文展现了当前数据中心的竞争态势。第7章 我国数据中心技术评价，包含节能政策分析、技术评价要点、主要节能技术方向、节能研究分类等。第8章 数据中心领域风险分析，综合分析了宏观风险、技术风险、政策风险、运营风险和建设风险等。第9章 数据中心应用先进案例，列举了部分国内外的先进典型性案例。附录介绍了我国数据中心的政策汇编以及ICT research的研究内容，主要论述当前政策分析和未来政策预测、当前标准和缺失标准制定需求以及ICT research的研究范围、区域、数据来源、研究方法等。通过以上多个章节的详细介绍和解读，以期给读者提供一个全方位的数据中心产业深度分析，满足不同读者群的需求。
本书适用于政策制定部门、数据中心研究机构、产品提供商、设计院所、工程建设运营方、工程技术人员、行业专业人士、数据中心管理人员等。本书旨在普及数据中心概念，挖掘数据中心机会，培养更多行业内的专业人才。通过作者对多年行业经验的梳理和总结，将数据中心整体概况呈现给初入数据中心行业者，给他们的发展和成长提供有力帮助。通过对数据中心基础设施建设产业链条的全面介绍，使读者对数据中心有一个全面的了解。
本书是多位业内专家推荐的必读基础书籍，同时经过业内专业人士和学者的审校，但由于经验和时间有限，书中难免有错漏之处，恳请业内同仁批评指正，也期待读者在阅读的过程中给我们回馈改进意见和建议，以便在再版时为大家提供更好的书籍。本书在写作过程中得到ICT research咨询公司和中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会（GDCT）的大力支持，谨此表示感谢。2018年3月编写说明《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》确定了我国未来经济社会发展的战略重点和方向是战略性新兴产业，并且根据我国国情和科技、产业基础，又制定出现阶段重点发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车七大新兴产业。可见，未来几年七大战略性新兴产业将是国家重点支持、大力推广的产业。
为了使大家全面理解、准确把握、深刻领会国家这一战略决定的精神实质，了解其发展内涵，推动产业结构升级和经济发展方式转变，增强国际竞争优势，抢占新一轮经济和科技制高点，机械工业出版社在国家出版基金的支持下，组织各领域权威专家编写了一套“中国战略性新兴产业研究与发展”（以下简称“研究与发展”）图书。“研究与发展”以国家相关发展政策和规划为基础，借鉴国外相关产业发展的成功经验，对产业发展思路、发展目标、发展战略、发展重点、投资方向、政策建议等方面进行了全面、系统的研究；对前瞻性、基础性和目前产业上有瓶颈限制的问题提出了有针对性的对策。“研究与发展”采用分期分批的出版方式陆续出版发行，第一期12个分册已于2013年年底完成出版，包括：太阳能、风能、生物质能、智能电网、新能源汽车、轨道交通、工程机械、水电设备、农业机械、数控机床、轴承和齿轮。本次出版第二期13个分册，包括：功能材料、物流仓储装备、紧固件、模具、内燃机、塑料机械、塑木复合材料、物联网、制冷空调、智能制造装备、非常规油气、中压开关和数据中心。今后根据国家产业政策要求及各行业的发展情况还将陆续推出其他分册。
为了出版好“研究与发展”，机械工业出版社成立了“中国战略性新兴产业研究与发展”编委会，全国人大常委会原副委员长路甬祥担任编委会主任。路甬祥副委员长对该套图书的编写高度重视，亲自参加编委研讨会，多次提出重要指导意见。他从图书的定位、内容选材、作者队伍建设和运作流程等方面都给予了全面和具体的指导，并提出了“六个特点”和“四性”的具体要求，对每个分册的内容重点提出了具体的建议要求。
机械工业出版社还建立了完善的项目管理、编写组织、出版规范和网络支撑四个方面的工作体系来保证图书质量。各组编单位投入了大量的精力组织行业权威专家规划内容结构、研讨内容特色；参与图书编写的主创人员也不计报酬，自觉自愿地把自己的聪明才智和研究成果奉献给社会，奉献给国家。他们都担负着繁重的科研、教学、行业管理或生产任务，为了使此书能够早日与大家见面，他们不辞辛苦、加班加点，因为他们都有一个共同心愿——帮助企业快速成长，使中国由大变强。
在此，衷心地感谢为此项工作付出大量心血的组编单位、各位专家、各位撰稿人、编辑出版及工作人员！
尽管我们做了大量工作，付出了巨大努力，但仍难免有疏漏或错误之处，敬请读者批评指正！中国战略性新兴产业研究与发展 编辑部2018年3月第1章 数据中心概述1.1 IDC的研究范围与定义1.1.1 IDC的定义
互联网数据中心（Internet Data Center，IDC），是基于Internet网络，为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施以及相关服务的体系。IDC是一种整合各种基础设施和信息设备（包括互联网接入带宽、局域网络、机房环境以及计算机主机等），通过专业化管理和运营，为客户开展互联网业务提供场地、环境和各类资源，并提供各种增值业务的服务平台。IDC的主要业务是为互联网主机提供所需的网络接入、物理空间、计算资源、存储资源，开展域名注册、网络安全、代维代管、内容分发、负载均衡等增值服务，并通过整合各种资源提供更高层次的服务。IDC是公共的商业化的Internet“机房”，同时它也是一种信息技术（Information Technology，以下简称IT）专业服务系统，是IT工业的重要基础设施。IDC不仅是一个服务概念，而且是一个网络的概念，它构成了网络基础资源的一部分，就像骨干网、接入网一样，提供了一种高端的数据传输（Data Delivery）服务和高速接入服务。1.1.2 IDC发展概况
IDC的发展经历了四个不同阶段：第一代数据中心只提供场地、带宽等基础托管服务；第二代数据中心以增值服务和电子商务为核心，将增值服务和基础托管服务逐步融合；第三代数据中心是将数据与语音融合，实时地将互联网信息、电话信息、传真信息等集成在一起，再以客户最容易接受的方式提供给客户；第四代数据中心为云数据中心，将资源分布到各个地区和领域，按需取得，按点数和空间进行收费。
1996年，中国电信开始提供最初的托管业务和信息港服务。当时是为了通过托管、外包或集中方式向企业提供大型主机的管理维护，以达到专业化管理和降低运行成本的目的。从国内IDC行业的发展来看，由于起步较晚，目前还正处于第三代向第四代跨步的过程中。
我国为第三方提供服务的IDC数据中心机房主要集中在北京、上海、广东、江苏、浙江、山东、四川和湖北等经济相对发达、业务量大、带宽资源充足的省市。中国移动、中国电信、中国联通三家运营商相继在西部建立了大型数据中心，在业务运营、合作模式等方面开展创新，引领了IDC新的业务发展模式。IDC的重要意义见图1-1。图1-1 IDC的重要意义数据来源：ICT research 2016年3月。1.1.3 IDC产业链解析
IDC数据中心的终端客户为企业用户，构建数据中心时涵盖了设计、施工和验收等三个主要阶段。在构建完成的数据中心中，建筑体、IT设备、基础物理设施构成了数据中心的主要载体；在此载体的基础上运转相关软件，支撑企业的主要业务和海量数据。IDC业务和产业链解析见图1-2。图1-2 IDC业务和产业链解析数据来源：ICT research 2016年3月。1.2 数据中心的研究范围与定义1.2.1 数据中心的定义
数据中心是伴随着网络不断发展的需求而发展起来的，为各个行业提供大规模、高质量、安全可靠的专业化服务器托管、空间租用、网络带宽批发以及ASP、电子商务等应用服务。
数据中心在大型主机时代就已出现，20世纪60年代，大型主机时期出现的重要数据的灾难备份中心可以说是数据中心的雏形。20世纪90年代中期，美国Exodus提出的“数据中心”，是通过托管、外包或集中方式向企业提供大型主机的管理维护，以达到专业化管理和降低运行成本的目的。现在的数据中心业务模型已经超出了原来的范畴，它将向用户提供更加全面的、更加个性化的服务，以满足不同客户的个性化需求。
现在，数据中心是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。从应用层面看，包括业务系统、基于数据仓库的分析系统；从数据层面看，包括操作型数据、分析型数据以及数据与数据的集成/整合流程；从基础设施层面看，包括服务器、网络、存储设备和整体IT运行维护服务。数据中心不同层面提供的服务示意图见图1-3。图1-3 数据中心不同层面提供的服务示意图数据来源：ICT research 2017年3月。1.2.2 数据中心的组成
数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。数据中心是由于数据大集中而形成的集成IT应用环境，是数据处理、数据交换与数据存储的中心，也是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。
从数据中心的组成来看：应用层面上包括业务系统、分析系统；数据层面上包括操作型数据、分析型数据、数据间的集成整合；基础设施层面包括服务器、网络、数据存储器和整体IT运行维护服务。
从数据中心逻辑架构来分，具体包含应用架构、数据架构、执行架构、基础架构（物理架构）、安全架构和运维架构。
应用架构是指数据中心和它所支撑的应用系统间的关系。数据架构是指应用系统数据的构成、存储方式，同时也有数据标准等。执行架构是指数据仓库在运行时所拥有的关键功能，包括数据的访问、获取与整合。基础架构（物理架构）指的是为应用系统提供支撑的硬件平台，具体包含服务器、网络、数据存储器等设施。安全架构包含在运维、应用、数据、基础设施等各个过程中，指的是为系统硬件平台及应用系统等方面提供整体安全性的所有技术及服务功能。运维架构为整个系统搭建了统一的管理平台，主要针对信息维护人员，同时提供管理维护工具，比如一系列的管理流程。1.2.3 数据中心的作用
数据中心产生于业务的发展、管理需要，如Apple公司的App Store。App Store涉及的开发平台、存储、下载、收费与分成等功能产生了整合不同业务系统中客户数据的需求。这个需求会导致数据存储量增大，对数据处理能力要求高，网络带宽要求大，数据的安全性要求更高，进而对机房条件、电源条件、人员和管理能力都有相应的提高。App Store的实现原理见图1-4。图1-4 App Store的实现原理数据来源：ICT research 2016年3月。
又如Facebook有超过5亿用户，每月的访问次数达到5 700亿次，要为数量极大的客户提供服务，以至于原来任何单一型号的计算机、存储设备都无法满足其处理要求，这就需要有集成多台计算机、存储设备、网络设备的能力，为客户提供服务。
物联网（the Internet of Things）把感测器装配到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上，通过网际网路连接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信。由于每个人周围的设备可以达到1 000～5 000个，所以物联网可能要包含500亿～1 000万亿个物体，在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网连接。这些新应用的出现也将会带来大量的数据存储与传输的需求。1.2.4 投资建设数据中心的条件及影响
通过建设多个数据中心，形成一个网络，具有多方面的优势：
1）在不同地点建多个数据中心，可以越来越多地避免灾难（如大地震、雪灾、恐怖袭击、大停电、海啸、海底电缆断裂和飓风等）。还可以避免业务中断的损失，如停机的损失增大、品牌的损失、生产力的损失及不良的社会影响。
2）在不同地点建多个数据中心，可以获得公司整体的业务策略，规模效应带来的成本节约，引进先进的技术，增强数据中心的环境，提高和政府、服务商等的关系。另外，大规模数据中心与小规模数据中心相比，在建设成本和运营成本方面具有一定的优势。不同规模数据中心建造单价见表1-1。表1-1 不同规模数据中心建造单价数据来源：ICT research 2016年3月。
3）从接入网络和带宽方面在数据中心中的作用来看，独立第三方建设的数据中心可以同时接入任何运营商的宽带，比运营商独立建造的数据中心在宽带选择和资源上有更大的优势。
4）由于设备小型化，导致所需数据中心空间减小，可以在有限的范围内做更多的业务服务。需求的增长速度远远高于设备小型化的速度。另外，设备小型化速度会越来越慢，并趋于平稳不变。我国网络发展与设备小型化的比例关系见表1-2。表1-2 我国网络发展与设备小型化的比例关系数据来源：ICT research 2016年3月。1.3 数据中心的发展历程1.3.1 数据中心的四个发展阶段
从数据中心的功能来划分其发展历程，可以分为以下四个阶段。（1）数据存储中心阶段 在信息化早期，数据中心主要是作为数据的存储和管理中心，比如用来存储工作流业务或电子文档等数据，并进行期中管理。那时数据中心采用单向存储和应用，采取的维护是救急式的；仅仅是为了方便数据的集中存放和管理，其功能单一，对整体可用性要求也低。（2）数据处理中心阶段 随着基于局域网的企业ERP、其他应用系统的逐渐普遍应用，数据中心开始承担起核心计算、数据处理的功能。此时数据中心偏重于数据的单项应用，有了专门的信息人员进行维护；开始面向核心计算，但整体上可用性仍然较低。（3）数据中心应用阶段 随着广域网或互联网的应用普及，信息资源重要性日益突出。此阶段数据中心担负起核心计算、核心业务支撑的任务，并且开始提供信息资源服务，事前预防也列入维护中，为企业的信息资源共享与有效利用提供了很大的便利，要求有较高的可用性。（4）数据运营服务中心阶段 发展到目前为止，组件化、平台化的技术有了更加广泛的应用，企业对信息系统的依赖性不断加强。此阶段数据中心承担起企业运营支撑、信息资源服务、核心计算、数据存储等任务。业务运营对数据中心的要求将不仅仅是支持，而是提供持续可靠的服务。信息应用系统与业务融合在一起，很难独立分开，运维服务已成为一种标准的工作，数据中心要求具有高可用性。
通过上述四个阶段的发展，数据中心对企业的作用越来越大。未来随着信息化不断普及、技术不断创新，数据中心也将迎来新的发展时代。未来的数据中心将通过采用自动化、资源整合、虚拟化、安全、能源管理等新技术，能够使成本逐渐降低，可解决信息安全、资源管理日益复杂、能源消耗巨大等问题。灵活、模块化、整合、自动化、虚拟化、云计算、稳定、安全、绿色节能将成为未来数据中心的发展趋势。1.3.2 四代数据中心的发展变革历程
一个完整的数据中心包括IT 设备、后台支撑系统以及业务信息系统。而随着“互联网+”理念的深入，我们已然步入新的云时代，而数据中心作为云时代的基础设施，它的发展也必然步入一个新的时代，包含网络、电力、环境调节等的后台支撑系统都将迎来新的机遇和挑战。
纵观国外的知名互联网公司，他们的数据中心正不断朝着节能环保、高效运营的方向发展，而我国的数据中心近年来也在不断发展。国内一些大型互联网公司的数据中心一般都经历了租用、合建、自建三个阶段，每个阶段都相应地出现了一些关键性的新技术举措。
1.第一代数据中心（1）机房建设方面 第一代数据中心多采用传统的电信解决方案，在机房建设方面存在很多不足，比如建设周期长、扩展性差、能耗高、机房运维难度大等问题。传统的建设方案涉及大量的定制过程，包括可行性研究、规划设计、设备供应及安装、设备调试等，还会因为预测未来可能导致的问题造成项目延期，这完全无法满足高速度的发展需求。同时，数据中心的利用率低、能耗高等也成为困扰各大运营商以及互联网企业的问题，测试结果显示数据中心的电能利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）在1.6左右，这与国外知名互联网公司的能耗有较悬殊的差距。（2）制冷系统方面 制冷系统是除了服务器之外的第二大耗电大户，其耗电量可以占到数据中心总耗电量的35%。第一代数据中心制冷系统的特征是地板下送风且冷通道封闭，一般多采用风冷直膨式精密空调制冷，空调室内机一般部署在机房一侧或者两侧，空调机将冷空气送至地板下，再通过送风地板瞳孔送出，经设备前段的进风口吸入，再加上封闭式的冷通道，优化了制冷效果。机房内的各点送风量可以通过送风地板调整，但随着地板下敷设的电缆的增加，容易导致送风不畅、存在火灾隐患，数据中心规模的逐步增加也让耗电问题日益凸显。（3）供电系统方面 第一代数据中心的供电大多采用的是AC UPS（Unin-terruptible Power Supply）+后备电池方案，通常的2N UPS实际的系统效率仅为80%～90%，甚至更低。而且系统架构比较复杂，内部元件也多，输出端的静态开关切换时容易产生瞬断，性能比不高。2N UPS架构示意图见图1-5。图1-5 2N UPS架构示意图（图中，AC UPS：交流不间断电源；AC/DC：交流/直流；Bypass：旁路；INPUT：输入；Battery；电池；SERVER：服务器）数据来源：GDCT 2016年8月。
2.第二代数据中心
第二代数据中心是在第一代的基础上发展起来的。在数据中心的发展过程中，某些互联网公司开始参与机房建设，使得数据中心朝着更加符合需求的方向发展，制冷方式和供电方式也都进行了相应改革，PUE值降为1.4左右。（1）制冷系统方面 第二代数据中心制冷系统使用离心冷水机组，采用板换自然冷、新风自然冷以及水蓄冷的技术。相对于风冷精密空调，采用冷冻水系统，第二代数据中心制冷系统冷机制冷的冷凝温度可以控制在更低的范围内，消耗的压缩功减少，制冷效率提升了。自然冷却的技术充分利用了气候特点，是节能的重要举措。（2）供电系统方面 第二代数据中心供电系统则开始采用“市电+HDVC”构架。“2N UPS” 和市电+“240V HVDC” 容量等级都约为400kV·A，按照UPS输出功率因数典型值为0.8～0.9计算，容量可以折算成360kW，相当于同样功率的单套1 200A的高压直流系统，即两套400 kV·A的“2N UPS”和一路360kW市电+另外一路360kW的“240V HVDC”混合供电架构做对比，两者容量基本一样，但前者供电效率较低，其自身损耗就占到数据中心PUE值的10%左右，而后者可以节约配电柜数量，节约建设投资成本，市电直供的供电效率接近100%。同时，HVDC 本身具备休眠功能，减少了逆变器的损耗，比传统UPS节能6%以上。市电+HVDC架构示意图见图1-6。图1-6 市电+HVDC架构示意图（图中，HVDC：高压直流输电；AC/DC：交流/直流；Utility pewer：公用电源；INPUT：输入；Battery：电池；SERVER：服务器）数据来源：GDCT 2016年8月。
3.第三代数据中心
传统方式建设的数据中心成本偏高，建设速度跟不上业务发展的步伐，扩容搬迁有很大难度，后期维护中也存在维护复杂、无法提供统一备件等问题，基于以上诸多原因，出现了第三代模块化数据中心的概念。国外模块化的数据中心出现得比较早，集装箱式的应用已经很普遍，我国模块化的应用主要体现在微模块上。（1）微模块的概念
微模块数据中心是以微模块作为基本单位来对机房进行部署，每个微模块都包含空调、电源和消防设备等，采用模块化的部件和统一的接口标准，可以大幅降低成本，缩短建设周期，节约能源，同时不影响后期的扩建。微模块组成架构见图1-7。图1-7 微模块组成架构数据来源：GDCT 2016年8月。
第三代数据中心是以微模块为代表。与前面两代数据中心相比较，最大的突破在于微模块。在云计算和大数据应用的促进下，传统“固态”数据中心已开始被划分为若干个独立区域，企业都可以按照自己的需求来定制属于自己的模块数据中心，同时可以按照业务的需求量，继续扩展。国外的企业比如IBM、微软（Microsoft）、谷歌（Google）等都已经开始采用模块化数据中心，而在我国，百度、腾讯和阿里巴巴等企业也都相继开始采用模块化数据中心。（2）微模块的分类 微模块数据中心可以分成两类，一类是部分预制化数据中心，即由预制化模块（机柜、制冷、走线、监控系统于一体）与传统的现场施工相结合；另一类是全部预制化数据中心，即由预制化模块（供电、机柜、制冷、走线、监控系统于一体），每个都是独立的封闭空间，当然还需要外部基础配套设施的支持，如发电机组、冷水机组、高低压配电装置。（3）微模块的制冷系统 第三代数据中心制冷系统采用水平行间送风，将PUE降到1.4，通过定制末端水分配单元以及列间水平送风空调，标准化、模块化的产品实现了精细化制冷，从而降低了能耗。列间空调就近送风，微模块分批启用等都可以减少能耗。
4.第四代数据中心的展望
随着数据中心规模的不断扩大，工业和信息化部及国家发展和改革委员会等多个部门出台了相应的文件法规，提出了要提升国内数据中心能效水平的要求。因此，第四代数据中心将在政策的引导下向清洁能源富集的地区迁移。
未来可移动、绿色节能将是数据中心最大的亮点，具有大数据、云时代技术的数据中心朝着高密度、高可靠性发展的同时，还将朝着绿色、可持续发展的方向前行。
5.四代数据中心的比较
数据中心的每一代变革，都是为了降低能耗、减少成本、提高效率，但每个新的技术在性能上都不亚于旧技术。下面就几代数据中心提到的关键技术做个简单比较。四代数据中心的比较见表1-3。表1-3 四代数据中心的比较数据来源：GDCT 2016年8月。
第四代数据中心还处于规划阶段，但它的突出特点是移动性以及利用新能源技术，因此它的出现势必又会引领数据中心新的潮流。大数据是发展的新引擎，而数据中心则是发展的基石。回首数据中心一代一代的发展历程，体现出的是技术的进步、理念的进步，但是我国的数据中心与国际先进水平相比仍有较大的差距。建设绿色数据中心，不仅是响应国家节能降耗的号召，也是企业节约成本的重要途径。云时代优秀的数据中心依靠的不仅是领先的设计，还有技术的创新，相信在不远的未来，根据不同气候和能源概况设计适宜的数据中心将成为可能，届时国内数据中心又将迎来新一轮的突破。第2章 国际数据中心产业发展现状及趋势分析2.1 国际数据中心产业发展现状2.1.1 国际数据中心保有面积与增长情况
从世界数据中心保有面积来看，近年来全球数据中心的保有面积在稳步持续增长，这也能看出全球信息化对数据中心行业的直接拉动作用。但受到全球经济疲软的影响，保有面积的增长率出现了一定程度的下滑。2012—2016年世界数据中心保有面积规模见表2-1、图2-1。表2-1 2012—2016年世界数据中心保有面积规模数据来源：GDCT 2017年8月。图2-1 2012—2016年世界数据中心保有面积规模数据来源：GDCT 2017年8月。2.1.2 国际数据中心新增面积与增长情况
从世界数据中心新增面积来看，2015年全球数据中心的新增面积出现了微幅的增长，这主要是受到欧美发达国家经济低迷的影响。2016年全年的数据中心新增面积将会重新出现正增长，逐步恢复到之前的水平。2012—2016年世界数据中心新增面积规模见表2-2、图2-2。表2-2 2012—2016年世界数据中心新增面积规模数据来源：GDCT 2017年8月。图2-2 2012—2016年世界数据中心新增面积规模数据来源：GDCT 2017年8月。2.1.3 国际数据中心数量与增长情况
当前美国的数据中心数量依然占据全球的主导地位，但是我国增速非常快，欧洲有萎缩的倾向，其他地区基本保持不变。2016年世界数据中心保有数量规模见表2-3，2016年世界数据中心保有数量等级分布见表2-4。表2-3 2016年世界数据中心保有数量规模数据来源：GDCT 2017年8月。表2-4 2016年世界数据中心保有数量等级分布数据来源：GDCT 2017年8月。2.1.4 国际数据中心能耗量与增长情况
根据美国环境保护署的报告，数据中心的能源消耗量每五年翻一番。在美国， 2012年数据中心能源消耗量占到了美国电网总量的2%。而根据IBM公司的统计， 2011年数据中心能源成本占数据中心总运营成本的50%，预计到2020年，全世界所产生的数据规模将是2011年的44倍。预计当前超过一半的首席财务官都在积极寻求减少数据中心电力消耗的办法。为此美国提出要关闭1 100座数据中心，以降低能源消耗。
另外，绿色网格组织提出了三个“最小化”目标：数据中心能源需求最小化、平均运行能源最小化（重在减少能源转换和电源供应浪费）、其他配件耗能最小化（散热系统、灯等）。2012—2016年世界数据中心能耗量及增长情况见表2-5、图2-3。表2-5 2012—2016年世界数据中心能耗量及增长情况数据来源：GDCT 2017年8月。图2-3 2012—2016年世界数据中心能耗量及增长情况数据来源：GDCT 2017年8月。
根据GDCT的研究，从全球整体经济的发展情况出发，将全球划分为五大主要区域，分别是北美区、欧洲区、亚洲区、南美区和其他地区。具体的划分见表2-6。从全球的数据中心地区细分市场来看，仍然是欧美发达国家地区的市场占据主导地位，但新兴国家的区域发展速度较快，呈现出加速增长的趋势。2016年世界数据中心能耗按地区划分的细分市场占有率见表2-7。表2-6 世界区域划分数据来源：GDCT 2016年8月。表2-7 2016年世界数据中心能耗按地区划分的细分市场占有率数据来源：GDCT 2017年8月。
从全球数据中心的产品细分结构来看，整个数据中心市场产品结构随着数据中心产品新技术的发展，呈现出了一定的变化。服务器、存储设备、网络设备等传统IT产品随着其性能的不断提升，所占的市场比例有逐步减小的趋势。而数据中心的制冷设备等基础设施所占的比重在逐年提升，未来这一趋势还将得以延续。2016年世界数据中心细分产品耗能情况见表2-8。表2-8 2016年世界数据中心细分产品耗能情况数据来源：GDCT 2017年8月。2.2 国际数据中心产业发展趋势2.2.1 数据中心具有显著的基础设施特性，产业处于转型期
从业务类型的发展角度而言，数据中心的发展可以粗略划分为三个阶段。每一阶段服务形态有所不同，但都体现出基础设施的特性。
第一阶段主要是场地、电源、网络线路、通信设备等基础电信资源和设施的托管和线路维护服务，多由电信企业提供，客户涵盖各行业及其大型企业。这个阶段的服务形态被广泛称为外包业务（Hosting Service）的服务形态。
第二阶段是20世纪90年代互联网的高速发展带动网站数量的激增之后，各种互联网设备如服务器、主机、出口带宽等设备和资源的集中放置和维护需求提高，主机托管、网站托管（Web Hosting Service）是主要业务类型。这个阶段互联网数据中心（IDC）被广泛认可，IDC企业围绕主机托管服务也提供包括数据存储管理、安全管理、网络互连、出口带宽的网络选择等服务。IDC成为企业IT基础设施的核心。
第三阶段的数据中心概念被扩展，大型化、虚拟化、综合化数据中心服务是主要特征，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破了原有的场地出租、带宽共享、主机托管维护、应用托管等服务形态，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构，可实现资源按需提供服务，并通过规模运营降低了能耗。此时，云计算数据中心概念被提出。由此认为，云计算数据中心本质上还是在数据中心的物理基础设施上采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业务和各种新型网络应用服务。
当前数据中心处于从第二阶段向第三阶段的转型期。传统电信企业和IDC企业已基于数据中心进行了升级，如AT&T、NTT等多家领先互联网企业采用新技术建设大规模的新型数据中心。一方面满足了自身业务发展的需要，另一方面也为第三方提供IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）等新型网络服务。目前，多国政府已经将网络数据与信息资源看成影响国家科技创新和产业发展的战略性资源和核心竞争力，支持海量数据存储和处理的数据中心以及相关技术被提高到国家战略层面进行部署。
从全球范围内看，国际领先的大型电信运营商跟随其大企业客户的商业全球化运营来提供数据中心服务。具体表现为这些电信企业在全球多点建设DC，提供全球化服务，而且业务范畴应企业的网络应用需求不断拓展。如AT&T在全球有39个数据中心，NTT公司在全球部署了28个数据中心，而且这个数字还在继续扩大。国际上部分领先企业的传统产品（线路、空间出租等）与扩展服务（数据应用等）收入占比甚至达到1∶9。网站内容的视频化以及移动互联网的快速启动、全球数字内容海量存储和处理需求的提高以及容灾备份需求的大幅度提升，将使全球数据中心市场迈上新的发展台阶，而且市场呈现竞争全球化、服务个性化等特征。2.2.2 亚太地区建设数据中心的动力强劲，未来几年有过度供给的可能
从区域发展看，欧美传统数据中心业务市场已经基本饱和，大型电信运营商继续在全球其他区域建设数据中心，以增强企业的全球化服务能力。欧美地区新建的均为大型云计算数据中心，以提供新型的IaaS、PaaS等作为发展方向。亚太地区成为数据中心增长最快的市场，新兴市场包括中国、印度等国家（地区）的数据中心建设速度突出。未来几年亚太地区有可能成为世界级电信服务中心。
亚太地区数据中心建设的动力主要来自以下几个方面：首先是经济发展带动了亚太地区企业的业务范围扩展，增加了数据中心的需求。其次是很多大中型企业转变观念，在进行自建数据中心升级时，开始放弃自建转而接受大型数据中心提供者的高质量数据中心外包服务，以满足高密度布设服务器存储设备和降低能耗的需求。再次是近几年日本地震等重大自然灾害让很多企业认识到通过部署在不同地区的数据中心实施容灾备份的重要性，例如日本很多企业都纷纷在本土外寻找合适的数据中心。
日本、新加坡、澳大利亚和中国香港是亚太地区数据中心部署量最高的4个地区，几乎所有跨国经营服务的企业均在这些地方设有数据中心。AT&T在亚太地区有9个数据中心，包括1个新加坡超级数据中心，在中国上海有2个，在中国香港有2个。新加坡电信公司在亚太地区有超过10个数据中心，分别位于新加坡、澳大利亚、日本和中国香港地区。该公司从2011年4月开始提供IaaS服务。印度、中国是大型数据中心经营者关注的新兴地区，各种大型数据中心扩建和新建在亚太多个地区都不鲜见，同时原有数据中心也在进行结构调整和云计算部署。
截至2014年年底，全球的数据中心总量约为442万个，其中美国和欧洲的数量超过全球总量的一半。从整体看来，中欧和东欧、亚太部分地区、北美和西欧地区虽然在数据中心数量上仍占据优势，但增加空间有限，连续三年复合增长率仅为3.8%。相比之下，新兴地区如亚太地区、非洲地区等的复合年增长率高达14.2%。
亚太地区等新兴市场将成为带动整个行业增长的最大动力。亚太地区如中国加大了对电信宽带的投资力度，促进电信网、广电网和互联网的融合，促进各个社会领域如医疗、智能电网、公共安全网络和教育等的数据中心建设，由此带动设备升级需求和网络容量扩充需求持续增长。印度方面专业人士预计，在未来5年内，行业资源将从饱和度较高的欧洲地区向新兴地区倾斜，亚太地区等新兴市场的IDC发展将更快速，未来2～3年是亚太地区数据中心部署和升级的高增长期。
亚太地区在本国企业、政府需求旺盛以及欧美企业将IDC不断迁向发展中国家的带动下依然增长迅速，未来全球IDC行业规模增速可能趋缓，但各地区发展速度将出现分化，亚太地区在未来几年可能建成世界级数据运营中心。2.2.3 产业价值链提升，竞争日趋激烈
IDC市场一直被视为是一个群雄逐鹿的领域，既有传统的IT服务提供商（ITSP），如CSC，也有电信运营商等纯粹的托管服务提供商。然而，随着大家都想在价值链上提升自己的位置，以便通过扩展服务产品和提供全套IDC服务成为一站式提供商，使得竞争局面变得更加激烈。推动当前IDC市场竞争局势的还有新一代竞争对手的出现，如亚马逊、Google和ISV，它们的出现预示着该行业的格局完全被改变。2.2.4 新一代大规模数据中心成为国家和企业部署和实施云计算战略的重要内容
当前各国政府均高度重视云计算数据中心的发展。美国政府和军方在2011年发布的《联邦云计算战略》和国防部《云计算战略》中首次明确了云计算在国家政策中的战略地位，实施“云优先”政策，并投资800亿美元，以云计算技术整合政府数据中心。欧盟于2011年年初提供价值2 140万美元的资助资金给IBM与15个欧洲合作伙伴，启动名为“Vision Cloud——面向未来互联网的虚拟化存储服务”的项目。韩国政府为全面推进2009年公布的《云计算全面振兴计划》，于2011年将电子政务中使用的1970台利用率较低的服务器虚拟化，并于2011年1月开设政府通用云计算数据中心来提供云平台，为企业提供开发与测试所需的云计算资源。日本经济产业省在2010年8月发布的《云计算与日本竞争力研究》报告，将提升数据中心节能环保指标等基础设施建设视为核心内容之一。新加坡于2011年年初制定了一整套绿色数据中心标准作为落实IGoV2010计划中电子政务的目标的主要措施。
IT企业、互联网企业和电信企业从自身业务支撑和拓展出发，大力建设云数据中心。Google是最早提倡和实践云计算技术的企业之一，其服务于全球的互联网搜索服务就建立在全球部署的大型云计算数据中心之上。Google还在不断开发和探索云服务的商业和产品模式，提供了Google App等一系列云服务。2.2.5 新的运营和合作模式加快产业升级（1）传统的数据中心面临转型 当前很多企业是按照20世纪90年代标准建设的数据中心，在结构的可靠性、能耗和制冷系统方面都不能满足扩展和升级的需要，使得企业面临高能耗和高运营成本问题。很多数据中心运营者和拥有者都开始筹划或者进行数据中心的升级计划，但不同企业的策略有所差异。大型企业数据中心升级转型着重在数据中心的容量和能力升级方面，比如通过虚拟技术实现设施监控、设备跟踪以及散热管理。中型企业缺乏掌握云计算等数据中心升级技术能力的人才，因此选择合作者来帮助它们改善数据中心托管业务，或者将自有数据中心迁移到有质量保证的第三方数据中心来改善服务。大量中小型企业更倾向于获得标准的数据中心服务来提高业务开展的灵活性，以此降低成本。（2）传统数据中心业务产品统一化、标准化，新型数据中心业务是未来竞争焦点 当前数据中心业务形态发展呈现出的一个特征是传统数据中心业务产品和服务的商品化，包括网络带宽、主机托管、网站托管、IT资源管理等，具体特征是这些服务和产品的提供很容易，各服务提供商提供的产品和服务在服务质量、服务能力上差异小，市场竞争充分。而且随着大量新型数据中心的建设和投入使用，会有更多的数据中心服务商品化，尤其是在提供网络应用和业务上，企业IT
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