新型数据中心“6 新”参考架构，具体如下：
随着数据中心规模的不断增大，数据中心耗电量 将持续攀升，并带来供电、制冷等诸多挑战。首先， 在供电方面，绿电比例低、为保证可靠性带来的 电网利用效率低、供电损耗环节多以及使用大量 的柴发备用电源，最终实际用于 IT 的有效电力 普遍不足 80%。其次，在制冷方面，当前数据中 心大部分时间依靠压缩机制冷，制冷效率低下， 并且静态的制冷架构难以匹配算力快速的变化需 求。此外，数据中心产生的余热利用难，大量废 弃。应对这些问题和挑战，面向 2030，我们提 出了具备全天候零碳、极低的能源损耗、更灵活 弹性制冷等核心功能的新型数据中心参考架构。
面向 2030，新型供电系统通过采用长时储能、 氢燃料发电机、本地光伏等，与虚拟电厂形成“源网荷储”互动，使电网能够充分利用数据中心多 余的电力储备来满足不断变化的负荷需求，辅助 解决风电、光伏随机性和间歇性问题，提升大比 例清洁能源电网稳定性和利用效率，实现数据中 心近 100% 绿色供电。供电系统也将进一步融合， 减少损耗，数据中心中实际应用于计算的电力占 比将提升到 95% 以上。 面向 2030，新型制冷系统通过风冷、液冷兼容 性架构设计，支持风液动态灵活调配，能够更好 的匹配急剧增长的算力需求。通过降低传热温差， 因地制宜充分利用干空气、湖水等自然冷源，将 实现近 100% 自然冷却，制冷能效提升 2~3 倍。 由于余热品味提升及余热发电、余热配套产业合 理规划，100% 余热利用将成为可能。
当前，数据中心大多还是采用传统的计算、存储、 网络分层多级架构，每一层都独立围绕CPU、内存、 总线、硬盘等组件构成的完整计算机系统。该架 构普遍存在三堵“墙”问题，即：内存墙、I/O 墙 和算力墙。这些“墙”也造成了数据访问和搬移 速度瓶颈，且限制了大规模分布式水平扩展。 面向 2030，下一代新型数据中心计算架构，将从以 CPU 为核心的分层分级架构走向以数据为中心 的对等互联多样计算架构。该架构基于“内存语 义”构建统一的高性能、可编程、规模可扩展的 互联网络 / 总线（uBus Fabric），聚焦数据的搬移、 转换和分发，突破“内存墙”和“I/O 墙”，释放 CPU 和异构加速器算力，做到计算和网络深度融 合，共同构成一个高效的超级计算机系统。
正 如 每 台 计 算 机 都 有 操 作 系 统（Operating System，简称 OS）来调度 CPU、内存、硬盘等 硬件资源一样，数据中心也有“操作系统”来为 整个数据中心提供分布式调度与协调功能，实现 数据中心级弹性伸缩能力，它将数据中心的资源 当作一台计算机来调度。数据中心操作系统的发 展历经最早的物理机时代，到了当前的虚拟化 / 云化时代，未来将走向以应用为中心的时代。
物理机时代的数据中心操作系统独立于每个物理 服务器设备上，每台服务器上运行一个应用程序，这时单台服务器的性能限制了应用程序的部 署规模。虚拟化时代的数据中心操作系统以虚拟 机为单位，将资源提供给用户。虚拟化的操作系 统可以将一台高性能的服务器虚拟成多个虚拟 机，在物理上虚拟机共享宿主服务器的硬件资 源，而逻辑上各自独立，可在各虚拟出的服务器 上运行不同的应用，各司其职，互不干扰。如此 一来，大大提升了服务器的使用率，降低了数据 中心的运营成本。如今的数据中心操作系统里到 处都是虚拟化的身影，核心技术有 SDS、SDN、OpenStack 等等。但是，虚拟化构成的集群难以 运维，尤其是出了故障后，很难分析出故障原因 和位置。
面向 2030 越来越多元化的应用场景，用户希望 能够直接获取资源、快速启动、服务可以无限扩 展、应用易于迁移。这时一切以应用为中心，将 数据中心甚至需要将多个数据中心的算存网资源 进行整合，CPU、NPU、GPU、内存和 I/O 这些 基本资源都进行池化，根据各个应用，按需分配。 并且，人工智能、科学研究以及元宇宙等新兴领 域快速崛起都对算力提出了更高要求。据预测， 未来 3~5 年，十万亿、百万亿参数的 AI 大模型 将出现，单中心算力将无法满足 AI 训练的需求， 需要通过集群方式突破单点算力的性能极限。如 何打破数据中心物理上的“四面墙”，实现跨 DC 集群算力资源灵活调度和快速应用部署，成 为了产业界共同关注的热点。 要突破单个 DC 的资源和平台限制，使能大规模 多中心分布式应用。首先，要构建跨多中心间的 高速互联网络，实现域内多个数据中心间的超低 时延、超大带宽、超高可靠的互联，充分保障数 据和任务的快速调度流转。其次，要构建以应用 为中心的下一代数据中心操作系统，一方面能够 提供跨 DC 硬件资源的抽象与协同，充分释放硬 件能力；另一方面能够提供诸如实例精细画像、 负载动态监测、AI 性能 QoS 感知以及柔性资源 调度等精细化、智能化的资源统筹管理功能，提 升全局能效；最后要能够提供大规模分布式应用 部署工具和运行框架，使能分布式应用的高效运 行和快速部署。
面向 2030，数据跨域流通的诉求越来越强烈， 但存在效率、安全、协同、管理等挑战：一是存 在大量数据孤岛，缺乏数据全局视图，导致数据 利用率低，价值难以挖掘；二是缺乏分级的热温 冷数据流动技术，数据中心间数据流动困难；三 是跨域数据协同困难，缺乏跨地域统一元数据管理，无法支撑数据并行分析；四是数据存储效能 不高，数据存储成本高，数据处理性能不足以支 撑跨域查询和分析。由此，需要一个跨域、跨 DC、跨存储形态的逻辑统一的数据湖，结合数 网大脑，实现数据全局可视、跨域安全高效流通 和自动分级最优放置。
未来，随着应用场景的多元化，对数据中心功能 定位也提出了新要求：数据中心正在由通用数据 中心占主导，演变为通算中心、智算中心、超算 中心，甚至由光计算、量子计算等共同构成的多 类型数据中心共同发展的新局面，数据中心间协 同，以及云边协同的体系将不断完善。以应用为 驱动，多种类型的数据中心协同一体，共同提供 算力服务的模式，将成为数据中心算力供给重要 形态，持续支撑数字经济的发展。
新型数据中心不再是一个单独孤立的数据汇聚处 理中心，而是泛在普惠算力服务基础设施的一部 分，是整个社会化算力网络的有机构成单元，需 要和外部进行更广泛的协同，广泛参与到社会生 产生活的各个领域并实现全面赋能。 新型数据中心需要一个更加开放的协同架构，让 所有数据中心在遵循统一标准的基础上，开放算 力协同、数据协同、作业协同等接口，并能够与外部的算力共享交易平台、数据共享交易平台、 作业需求分配平台等可信共享交易平台进行快速 对接，无缝参与到社会化普惠算力网络的分工协 作当中，共同实现“人人”为“人人”的开放共 享经济模式，支撑千行万业智能化急剧增长的算 力需求。
