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数据中心白皮书(2018年)（中国信息通信研究院 开放数据中心委员会2018年10月）数据中心白皮书（2018年）
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场规模近465.5亿美元（仅包括数据中心基础设施租赁收入，不包括 云服务等收入），比2016年增长10.7%，预计2018年将达到514亿 美元。从行业应用来看，仍以互联网、云计算、金融等行业为主。
1．发达国家政府积极推进数据中心整合和能效提升 美国积极推进政府机构数据中心整合。2010年，美国管理和预 算办公室（OMB）启动了美国联邦数据中心整合计划（FDCCI)，以 咸少对昂贵和低效的老旧数据中心的整体依赖。2014年，美国推出 了“联邦信息技术采集办法改革法案（FITARA）”，加大了对联邦政 府IT支出的监督力度和透明度。这两项政策促使2010年到2015年
互联网数据中心（IDC）是指利用相应的机房设施， 以外包出租的方式为用户的服务器等互联网或其他风 各相关设备提供放置、代理维护、系统配置及管理服务DB2101／T 0043-2021 停车场（库）智慧管理系统技术规范.pdf，以及提供数据库系统或服务器等设备的出租及其 享储空间的出租、通信线路和出口带宽的代理租用和其他应用服务的数据中心。提供IDC服务的企业简称 DC企业，IDC企业相关业务收入总和为IDC市场规模。
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共关闭了1900多个联邦数据中心。2016年美国公布“数据中心优化 倡议（DCOI）”，要求美国政府机构实现数据中心电能、PUE目标 虚拟化、服务器利用率以及设备利用率等指标监控和度量。在三年时 间内，至少关闭其25%的Tier级数据中心（即大型数据中心）及其 60%的非Tier级的数据中心，这将导致美国联邦政府关闭约52%的 现有数据中心，数据中心新建量减少31%。减少美国政府庞大的数 据中心库存和需要维持其运营的资金，三年内降低的成本和节省的费 用预计达到27亿美元。 欧盟为提高能效水平提出数据中心行为规范。数据中心行为规范 是2012年在欧盟主导下，由英国计算机协会及 AMD、APC、Dell Fujitsu、Gartner、HP、IBM、Intel 等公司共同发起以提高数据中心能 效为目的项目。欧盟数据中心行为规范项目主要针对小型数据中心开 发减少能耗和碳排放的解决方案，要求遵循行为规范的数据中心必须 实施节能最佳实践方案，满足采购标准，同时每年报告能耗。对于数 据中心设备提供商，需要开发和使用高能效的服务器和低能耗的CPU 保证在降低能耗的情况下，具有相同的处理能力，来符合行为规范的 要求。项目鼓励采用软件，特别是虚拟化的方法来管理能耗、提高服 务器的使用率
2.国际IDC企业加速全球扩张保持领先优势
国际领先的传统数据中心服务商加大全球扩张。紧随其大企业客 古的全球化战略，国际领先的IDC企业加大全球扩张，通过投资并
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购等方式在全球各地建设数据中心提供全球化服务。Synergy Research的调查报告表明，全球数据中心收购交易量在2017年创下 力史新高，全年数据中心收购交易48宗，并购交易规模达到200亿 美元，超过了2015年和2016年的45宗收购交易的总和。且单笔交 易规模逐步提高，2017年完成的交易中有12宗交易的收购价格在10 亿美元到100亿美元，31宗交易价格超过1亿美元。如美国Equinix 公司2016年以36亿美元完成了对Verizon的29个数据中心及运营部 门的收购，2017年完成了对英国I0的收购，以及西班牙和葡萄牙 Itconic的收购。经过连续收购，2017年公司净市值达到68.50亿美元 （约432亿人民币），总机柜数达到24.26万个。通过大型并购交易 和原有市场增长，Equinix市场份额增长速度远超整体市场，牢牢占 据托管市场第一的位置
数据来源：Synergy
图3全球IDC并购规模及案例数（亿美元
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3.全球数据中心围绕市场需求聚焦发达城市布局 受市场需求驱动，全球领先的传统IDC企业数据中心资源重点 围绕经济发达、用户聚集、信息化应用水平较高的中心城市布局， Equinix目前在全球范围内拥有196个数据中心，遍布美洲、亚太、 EMEA(欧洲、中东、非洲)地区，主要位于全球各区域中心城市，如 北美的亚特兰大、芝加哥、纽约、硅谷、华盛顿，EMEA地区的巴黎 都柏林、阿姆斯特丹、伦敦，亚太地区的悉尼、上海、东京等城市 DigitalRealtyTrust在全球拥有205个数据中心，其中美国主要分布 在经济基础雄厚的东西海岸地区以及部分内陆中心城市，在全球其他 地区的数据中心也主要分布在大型发达城市。 亚马逊、IBM等提供云服务为主的新型IDC企业，其数据中心 亦主要布局于中心城市。业马逊AWS云在全球运营看55个可用区 每个可用区由一或多个数据中心构成。IBM云数据中心遍布全球，数 量达到60个，其中33个数据中心用于承载公有云业务。亚马逊和IBM 的数据中心分布在北美、亚洲、欧洲和大洋洲四个大洲，大多位于经 济发达的大型城市，如落杉矶、华盛顿、伦敦、法兰克福、东京、香 港、悉尼、北京等城市， 4.企业自用数据中心受成本驱动向自然条件优越的地区部者 国外大型互联网公司将自有业务部署在自然条件优越地区，以降 低建设和运营成本。苹果公司目前止在丹麦奥罗本自治市建设大规模 的数据中心，预计2019年开始运营，丹麦全年气温较低，最热月平
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二、我国数据中心产业发展状况及分析
(一)我国数据中心产业规模及发展趋势 我国数据中心规模和数量快速增长。据统计，2013年以来，我 国数据中心总体规模快速增长，到2017年底，我国在用数据中心机 架总体规模达到166万架，总体数量达到1844个，规划在建数据中 心规模107万架，数量463个。其中大型以上数据中心为增长主力 截载止2017年底，大型以上数据中心机架数超过82万，比2016年增 长68%，数据中心总体规模占比近50%，比2016年增长10%，预计 未来占比将进一步提高，
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2015年工信部发布《电信业务分类目录（2015年版）》，除数据中心租赁、服务器托管等传统IDC业务外， 客互联网资源协作服务（IaaS与PaaS）纳入互联网数据中心（IDC）业务定义范畴，我国IDC业务收入包 含IaaS和PaaS云计算业务部分
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(二)我国数据中心产业热点分析 1．我国数据中心利用率和能效水平不断提高 东部一线城市数据中心较饱和，中西部地区利用率不断提高。截 至2017年底，我国超大型数据中心上架率34.4%，大型数据中心上 架率54.87%，与2016年比均提高5%左右，除北上广深等一线城市 河南、浙江、江西、四川、天津等地区上架率提升到60%以上，西部 地区多个省份上架率由15%提升到30%以上。全国数据中心总体平 均上架率为52.84%，总体供需平衡，但与发达地区数据中心成熟市 场仍有一定差距，数据中心利用率仍可进一步提高。 我国数据中心能效水平总体提升，优秀绿色数据中心案例不断涌 现。截至2017年底，受上架率影响，全国在用超大型数据中心平均 运行PUE1.63；大型数据中心平均1.54，最优水平达到1.2左右。2017
二）我国数据中心产业热点分析
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年在建超大型、大型数据中心平均设计PUE分别为1.41、1.48，预计 未来儿年仍将进一步降低。从绿色技术来看，国内数据中心不断创新 绿色节能新应用，多个数据中心获得TGG（绿色网格）与开放数据 中心委员会联合认证的5A级绿色数据中心。如2015年，百度云 算（阳泉）中心采用整机柜服务器、高压直流+市电直供、机器学习 控制系统、高温服务器等技术，实现年均PUE1.23；2016年，阿里巴 巴千岛湖数据中心采用湖水自然冷却系统、太阳能电池板、高压直流等技 术，达到年均设计PUE1.28；2017年，腾讯青浦三联供数据中心采用天然 气三联供、离心变频冷机、磁悬浮冷机等技术，实现年均PUE1.31；2018 年，阿里巴巴/张北云联数据中心采用无架空地板弥散送风、全自动化BA 系统实现自然冷源最大化等技术，实现年均PUE1.23 2．我国数据中心总体布局逐步优化 我国数据中心总体布局逐步优化。自2013年五部委联合发布《关 于数据中心建设布局的指导意见》（以下简称《指导意见》），2018年 工信部印发《全国数据中心应用发展指引》（2017）以来，我国数据 中心布局渐趋完善，新建数据中心，尤其是大型、超大型数据中心逐 渐向西部以及北上广深周边地区转移。西部地区数据中心占比逐步提 升，截至2017年底，西部地区在用数据中心机架数全国占比由2016 年的20%提高到22%。伴随周边地区数据中心的快速发展，一线城 市数据中心紧张问题逐步缓解，如随着张北、廊坊、乌兰察布等周边 地区大量新建数据中心的落地投产，承接部分大型互联网公司的应用
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随看我国互联网、云计算技术与应用的快速发展，国际巨头云计 算公司纷纷加快在中国市场的布局。2013年6月，微软通过与世纪 互联蓝云合作，成为首家入华的国际公有云服务商。2014年，世纪 互联与IBM联合宣布基于IBM全球统一标准的企业级云平台Cloud ManagedServices云管理服务正式上线。2016年，全球云计算龙头亚 马逊AWS同光环新网合作正式落地中国。2016年，甲骨文宣布与腾 讯云合作共同为中国企业提供云计算服务。2017年12月，亚马逊与 西云数据合作运营的AWS中国（宁夏）数据中心成为AWS在中国 的第二个可用区域。国外龙头企业通过合作运营模式进入中国，进 步加剧国内市场竞争。国际云计算企业纷纷在华落地迫使阿里云宣布 全线产品进行降价，部分产品降价50%，
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三、数据中心技术发展特点
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功耗也逐代翻倍，最新一代TPU3.0服务器已必须使用液冷方案来降 温。液冷模式通过液体直接导向热源带走热量，不需要像风冷一样间 妾通过空气循环降温，散热效率更高、更节能、运行噪音更小。 液冷应用逐渐由超算中心向各行业数据中心渗透。高性能计算 HPC是当前液冷方案应用最多的领域，目前液冷主要有冷板、浸没 喷淋三种部署方式，冷板式部署介质无需直接接触发热器件，对原有 IT基础设施的要求和改造最小，应用进展较快，如德国莱布尼茨计 算中心和我国曾两度获得ISC国际超算大会TOP500冠军的神威太 湖之光”均采用冷板式液冷；浸没式液冷让发热器件直接与液体接触 热效率最高，同时技术难度也最大，当前美国德州TACC、日本东 京工业大学超算中心采用浸没式液冷技术；喷淋式还处于发展初期 技术突破阶段，尚未出现大规模的部署案例。除了用于国家超算中心 外，液冷也逐渐出现了商用案例，如位于中科院大气物理研究所的地 球数值模拟装置原型系统和位于国家电网电力科学研究院仿真中心 的超级计算系统，都采用了曙光集团的液冷服务器。液冷的市场化程 止逐步加强，应用方案也逐渐渗透到互联网、金融、教育、影视等 须域，应用场景和环境越来越丰富，如目前已有互联网公司小规模的 部署应用浸没式液冷方案，预计2018年底会正式上线
(二)模块化数据中心成为数据中心建设新模式
模块数据中心进入大批量投产应用阶段。2012年，我国互联网 公司国际首创的微模块数据中心，将数据中心的建设由“工地”迁移到
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件的基础上进行关键部件的自主研发和深度定制，将成为运营商新的 运营模式。
件的基础上进行关键部件的自主研发和深度定制，将成为运营商新的 运营模式。 四）更高的性能和速度成为数据中心IT设备技术发展趋势 GPU服务器突破了CPU服务器的效率瓶颈，计算速度大幅提升 人工智能的发展让数据中心面临更大的计算难题，尤其是深度学习， 图片编解码和视频煊染等应用需求的出现，让传统的CPU服务器陷 入计算瓶颈，逐渐暴露出被cache占据大量空间、计算工作占比低 控制逻辑复杂等不足。与CPU需要较强通用性来处理各种数据类型 所不同，GPU拥有数量众多的计算单元、超长的流水线和简单的控 制逻辑，具备高效的图形处理能力和计算能力，更适应类型高度统一、 相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境，可应对 人工智能在训练和推理过程中对计算性能、能耗、吞吐和延迟等方面 的更高要求，成为了数据中心应对人工智能应用场景的重要基础设施 人工智能应用的爆发式增长，引发GPU服务器市场的快速扩张。 匠年来各行各业落地的人工智能应用层出不穷，GPU服务器因其高 并行计算性能和成熟的软件生态优势，成为现阶段人工智能领域应用 最厂泛的加速计算解决方案，市场呈现高速发展态势。据IDC统计， 2017年中国GPU加速计算服务器市场规模为5.65亿美元，同比增长 230.7%。预计2017到2022年间，市场销售额年复合增长率为43% 也吸引了众多厂商加入到这场市场角逐中。 周态硬舟的出现改恋了机械硬舟独上整头的市场格局一确盘作为
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主要的存储设备，随着计算机的进步而飞速发展，目前市场上的主流 便盘大致分为机械硬盘（HDD，传统硬盘）和固态硬盘（SSD盘： 新式硬盘）两种，SSD主要依靠FLASH闪存芯片或DRAM两种不 同的存储介质读写数据，而HDD则使用高速转动的盘片和磁头来回 寻道读写数据。进入2010年后，SSD凭借快速读写的优势逐渐占领 市场，据统计，近几年来HDD的销量以5%一10%的速度逐年降低 反之SSD年出货量增幅稳定在30%左右并仍有上升之势。按照目前 的市场发展和应用情况，SSD有望取代HDD占领数据中心硬盘市场 闪存技术进步助力固态硬盘突破容量限制，有望推动成本下调 随着视频、电商、网络游戏、SNS等互联网应用的推动，以及移动互 联网和智能终端设备的普及，数据中心在短时间内需要处理和存储的 数据体量从TB向PB、EB发展，对存储设备的读写技术提出了更高 要求，固态硬盘在缓解该问题的同时也面临着容量增长限制。伴随 3DNAND闪存颗粒的诞生，主要依靠闪存颗粒进行存储的SSD彻底 解决了因制程极限而无法提高单位存储容量的问题，固态硬盘的成本 有望因技术突破而下调。目前来看，市场售价偏高和安全性较低的现 实困境仍然存在，固态硬盘的持续发展仍需要通过闪存技术的进一步 革新来推动。 (五）大规模、高流量加速数据中心网络设备与技术演进 数据中心建设规模、承载业务以及存储与计算等技术变化不断影
数据中心建设规模、承载业务以及存储与计算等技术变化不断影 响数据中心网络技术的演化。随着新建、改造数据中心规模不断扩大，
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网络设备数量大幅增加，网络建设成本高、运维管理负担重等问题凸 显，促使SDN、白盒交换机等技术的研究进展加快。同时，数据中 心承载业务的不断变化，以及计算虚拟化、存储虚拟化等技术的应用 使得数据中心东西流量高速增长，对数据中心内部网络管理和性能提 出了更高要求。而无损网络、光模块等技术则可以帮助更好地实现数 据中心内部快速、高效的数据传输。 白盒交换机推动数据中心网络开源开放。区别于传统交换机软硬 件捆绑销售，白盒交换机通过软硬件解耦的方式，实现降低成本、提 高灵活性、简化运维等目标。通用而低价的硬件设备，消除用户对特 定厂商的依赖，降低网络建设成本。同时，用户通过自研或选购软件 进一步增强网络灵活性、可编程性，促进网络自动化，减轻运维负担 然而，目前白盒交换机在操作系统、软件等方面仍存在较大挑战。 方面，单一用户受限于网络规模、投入力度等因素，难以独立承受自 有交换机操作系统长期的研发成本投入；另一方面，开源交换机操作 系统也面临着社区长期运作能力、软件架构设计、操作系统兼容性 功能可扩展性等方面的挑战。目前BAT等大型互联网公司开始研究 探索白盒交换机设备以及操作系统的研发和应用，通过“凤凰项目 开放网络硬件和软件，推进数据中心网络资源灵活调度和高效管理 新型业务场景驱动网络技未创新，无损网络成为技未新热点。大 型在线数据密集（OLDI）服务、高性能深度学习网络、NVMe（非 易失性内存主机控制器接口规范）高速存储业务等场景的大量应用 使得数据中心面临内部流量激增、网络阻塞、高延时等问题。无损网
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一)政策引导数据中心布局不断
我国数据中心产业政策环境分
《关于数据中心建设布局的指导意见》为数据中心产业布局指明
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我国数据中心建设区域划分为四类地区，鼓励新建大型、超大型数据 中心，特别是以灾备等实时性要求不高的应用为主的数据中心，重点 考虑气候环境、能源供给等要素进行选址布局，优先在能源充足、气 医适宜的一二类地区建设。在政策指引下，贵州、内蒙、宁夏等能源 充足、气候适宜地区积极开展数据中心布局引导，有力促进了我国数 据中心产业整体布局优化，缓解了东部地区数据中心供给不足、资源 紧张等问题。 《全国数据中心应用发展指引》引导数据中心供需对接。为了引 导各区域数据中心统筹协调、提升应用水平，指引用户从全国数据中 心资源中合理选择，工业和信息化部通信发展司编制出版了《全国数 居中心应用发展指引（2017）》，首次公布了全国数据中心的总体情况 计对六大区域（北京及周边地区、上海及周边地区、广州、深圳及周 边地区、中部地区、西部地区、东北地区）进行了详细的建设应用统 计分析，并提出了各区域数据中心布局引导方向和用户选择数据中心 的方法指引，供各区域开展数据中心建设规划、用户科学合理选择数 据中心作参考，预计将每年持续更新。
国家层面开展新型工业化产业示范基地（数据中心）评选。2017 年，工信部印发《关于组织申报2017年度国家新型工业化产业示范 基地的通知》，首次将数据中心、云计算、大数据等新兴产业纳入国 家新型工业化产业示范基地创建的范畴，并提出优先支持，旨在评选
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出在节能环保、安全可靠、服务能力、应用水平等方面具有示范作用、 走在全国前列的大型、超大型数据中心集聚区，以及达到较高标准的 中小型数据中心，发挥产业引领作用。经过材料审核、专家评审、征 求意见等环节，河北张北云计算产业基地、江苏南通国际数据中心产 业园、贵州贵安综合保税区（贵安电子信息产业园）三个数据中心园 区通过评审，具体如表1。通过示范基地评选，带动了河北、贵州等 地数据中心聚集区的产业发展和技术进步，进一步促进了当地经济发 展。
(三) IDC 业务管理政策逐步完善 我国优化IDC业务事前准入流程，落实“先照后证”改革。2012 手底，工业和信息化部发布《关于进一步规范因特网数据中心业务和 因特网接入服务业务市场准入工作的通告》，进一步完善了IDC业务 准入要求。2017年工业和信息化部公布了修订后的《电信业务经营
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许可管理办法》，取消了甲请经营许可时提交企业名称预核准通知书 的要求，删除了电信业务经营许可证作为工商变更登记前置程序的规 定。监管政策降低了IDC市场准入门槛，促进IDC市场健康快速发 展。 我国推进“放管服”改革，完善IDC事中事后管理体系。建立IDC 信息化管理平台，推进IDC经营许可证的网上申请、审批、管理及 相关信息公示、查询、共享。建立信用管理制度，设立经营不良名单 和失信名单，对列入经营不良名单和失信名单的IDC企业重点监管 建立年报制度，将经营许可证年检制度调整为信息年报和公示制度 建立随机抽查机制，对年报信息、日常经营活动、执行电信管理机构 有关规定的情况等进行检查。2017年工信部发布《工业和信息化部 关于清理规范互联网网络接入服务市场的通知》，依法查处IDC业务 市场存在的无证经营、超范围经营、“层层转租”、违规接入等违法行 为，加强经营许可和接入资源的管理，强化网络信息安全管理。构建 权责明确、透明高效的IDC事中事后监管机制，有利于维护公平竞 争的市场秩序，有利于进一步优化IDC企业经营环境，使市场机制 的作用得到充分发挥 (四)绿色节能仍是地方数据中心政策的主要抓手 各地积极出台数据中心节能减排鼓励政策，促进数据中心绿色化 发展。近年来，北京市积极制定地方节能标准，发布了《数据中心能 效分级》、《软件和信息服务业节能评估规范》、《数据中心节能设计规
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预测我国IDC市场未来三年仍将处于快速发展期，按照未来三年收 入增长势头平滑测算，预计到2020年我国IDC市场业务总收入可达 1500亿元。
数据来源：中国信息通信研究院
2．龙头企业加快全球布局，企业竞争力不断增强
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数据中心区域布局将呈现三级层次化结构。未来数据中心将根据 不同业务属性选择适宜的区域布局，冷数据备份、离线计算分析以及 其他对网络时延要求较低的应用将优先选择能源充足、气候适宜地区 的数据中心，降低建设运行成本。面向区域、对时延敏感、以实时应 用为主的业务将选择在用户聚集地区依市场需求灵活部署数据中心
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对于虚拟/增强现实、车联网等对时延极为敏感的业务，需要最大限 贴近用户分布式部署微型数据中心，直达居民区、企业办公场所等 区域，满足用户极致体验要求。三层数据中心在整体网络架构下，统 管理、动态调度、协调配合，更好地支撑上层业务应用
5．数据中心朝着智能化的方向发展
5．数据中心朝着智能化的方向发展
7我国数据中心未来布局趋势图
DCIM（数据中心基础设施监控管理）等数据中心智能化管理平 台正在加速部署应用。随看数据量的高速增长，新建数据中心大多以 大规模、超大规模为主，大量的设备和复杂的系统为高效管理带来了 挑战。智能化的数据中心基础设施管理通过对IT设备和数据中心风 火水电基础设施的在线监控、管理，节省大量维护时间和费用，让企 业更加专注于上层业务。在人工智能、云计算的快速发展下，部分管 理平台如DMaaS，将基础设施管理与IT设备管理集成，运用大数据
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建议继续优化IDC业务准入程序和事中事后监管体系，加强IDC 项目节能审查和能耗监测评估，提升产业发展质量。借助“企业上云”
SL／Z 347-2006 水利公文主题词表（清晰可编辑）中国信息通信研究院&开放数据中心委员会
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同时，推动老旧数据中心改造和整合，适度引导集约化数据中心建设。 4.分区分类引导数据中心合理布局 依托工信部发布的《全国数据中心应用发展指引》，每年更新全 国数据中心的总体情况和分区域情况，各区域可根据供需情况，统筹 布局应用需求的转移和承接，用户可根据需求科学合理选择数据中心 加强一线城市周边及西部基础设施建设和应用引导，优化国内网络结 构和布局，加强数据中心网络互连建设，推动西部数据中心聚集区升 级建设为互联网骨干节点，引导数据中心全国范围内合理布局。建议 构建数据中心布局统筹管理机制，加强中央与地方、政府与企业之间 在数据中心布局方面的沟通与协调，引导数据中心服务商进行科学的 数据中心选址规划 5.加强数据中心关键技术研发和人才培养 加快模块化数据中心技术研发应用，实现数据中心业务快速灵活 部署。推进数据中心新型服务器、存储、网络设备与技术的研发和产 业化，适应新型定制化业务需求，加快整机柜服务器、OTI、闪存、 GPU服务器等技术发展。支持大规模分布式计算、海量数据分布式 存储和管理等技术研发，推动传统数据中心云化转型。加快推进智能 运维、智能管理等技术研发，提开数据中心智能化水平，降低运营成 本。加大高校定向人才培养，增强国际技术交流，提高国内数据中心 运维管理能力。借助第三方行业组织和机构，开展人才培训，提高数
GB／T 50578-2018 城市轨道交通信号工程施工质量验收标准中国信息通信研究院&开放数据中心委员会
据中心技术和运维人员总体水平。
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