我們今天要討論的元宇宙在數(shù)據(jù)中心行業(yè)的應用也涵蓋了數(shù)據(jù)中心設計、建設到運維的全生命周期。事實上數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生已經(jīng)為數(shù)據(jù)中心元宇宙的發(fā)展奠定了基礎。

　　一 前言

　　2021年被譽為元宇宙元年，那是因為美國一家名為Roblox的元宇宙公司在2021年3月10日上市，成為元宇宙第一股，且市值419億美金，直接逼近百度?；ヂ?lián)網(wǎng)頭部企業(yè)字節(jié)跳動、微軟、Facebook、英偉達、Unity、網(wǎng)易、百度等相繼涌入元宇宙賽道，尤其是Facebook公司在2021年10月28日宣布將公司更名為Meta，即譯為元宇宙，將這一概念推向高潮。Meta平臺將成為一個全新的、功能更多元的互聯(lián)網(wǎng)社交媒體形式，借助VR、AR、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G、區(qū)塊鏈、人工智能、數(shù)字孿生等技術，吸引用戶在3D的虛擬世界中，建立一種類似于現(xiàn)實生活一樣可以進行人際互動，能滿足工作、交流和娛樂的空間。從此，互聯(lián)網(wǎng)世界拉開了元宇宙的序幕。

　　元宇宙并不是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的專屬，越來越多的行業(yè)開始理解和關注元宇宙，并研究元宇宙在各自行業(yè)應用的可能性。元宇宙在工業(yè)領域的應用如生產(chǎn)車間。NVIDIAOmniverseTM是由英偉達開發(fā)專為虛擬協(xié)作和實時逼真模擬打造的開放式平臺。元宇宙生產(chǎn)車間提升了工廠設計和生產(chǎn)的精度、速度，并實現(xiàn)節(jié)省成本和提高效率。元宇宙在農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的應用如虛擬植物，VR可以在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)植物整個生長過程，也可以在短短的幾十分鐘內(nèi)收集到大量的植物生長數(shù)據(jù)等。我們今天要討論的元宇宙在數(shù)據(jù)中心行業(yè)的應用也涵蓋了數(shù)據(jù)中心設計、建設到運維的全生命周期。事實上數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生已經(jīng)為數(shù)據(jù)中心元宇宙的發(fā)展奠定了基礎。

　　二 什么是元宇宙

　　元宇宙概念的出現(xiàn)是在1992年，科幻作家尼爾斯蒂芬森在科幻小說《雪崩》中描繪了一個稱為元宇宙（Metaverse）的多人在線虛擬世界。用戶以自定義的“化身”（Avatar）在其中進行活動。主角通過目鏡設備看到元宇宙的景象，身處于電腦繪制的虛擬世界，其中燈火輝煌，數(shù)百萬人在中央大街上穿行。元宇宙的主干道與世界規(guī)則由“計算機協(xié)會全球多媒體協(xié)議組織”制定，開發(fā)者需要購買土地的開發(fā)許可證，之后便可以在自己的街區(qū)構建小街巷，修造樓宇、公園以及各種違背現(xiàn)實物理法則的東西。后來的電影《阿凡達》和《頭號玩家》就是對元宇宙場景的描述和再現(xiàn)。

　　研究互聯(lián)網(wǎng)元宇宙有助于我們更好的拓展元宇宙在其它行業(yè)的應用。根據(jù)目前互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對元宇宙的認識，元宇宙有八大特征：身份、朋友、沉浸感、低延時、多元化、隨時隨地、經(jīng)濟系統(tǒng)和文明。元宇宙最明顯的特征就是虛擬世界真實感受，要實現(xiàn)這一點需要一個3D的虛擬場景，需要傳感器等感知技術，需要5G等實現(xiàn)低延時的傳輸技術等等。目前這些技術基本齊頭并進地發(fā)展到了一定的程度，從而使元宇宙成為可能。實現(xiàn)元宇宙是離不開數(shù)據(jù)中心的，接下來我們探討元宇宙與數(shù)據(jù)中心的關系。

　　三 數(shù)據(jù)中心是元宇宙的七層產(chǎn)業(yè)鏈之一

　　元宇宙是通過客戶端實現(xiàn)沉浸式場景體驗，而元宇宙要做到隨時隨地接入，就需要有超級算力的數(shù)據(jù)中心支持，因此數(shù)據(jù)中心是為元宇宙提供超級算力的基礎設施。圖1列出了元宇宙七層產(chǎn)業(yè)鏈，而數(shù)據(jù)中心位于最基層的基礎設施。

　　5G滿足了元宇宙對網(wǎng)絡傳輸?shù)脱訒r的需求，感知技術提供了元宇宙的沉浸式體驗，而數(shù)據(jù)中心為這些大量數(shù)據(jù)分析計算提供了可靠的場所，所以元宇宙時代對數(shù)據(jù)中心的需求更加旺盛。不僅需要大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，還需要更多的邊緣數(shù)據(jù)中心。

　　通過Roblox公司的應用，來分析元宇宙對數(shù)據(jù)中心的需求。Roblox公司作為元宇宙第一股，是目前全球最受關注的元宇宙公司，該公司的產(chǎn)品包含三大核心板塊，第一個板塊是Roblox客戶端，即面向玩家的，包含超過2000萬個3D數(shù)字世界;第二個板塊是RobloxStudio，即是面向開發(fā)者的，是實時社交體驗開發(fā)環(huán)境，創(chuàng)建者可以直接操作3D環(huán)境，進行創(chuàng)作，因此玩家本身也可以同時是開發(fā)者;第三個是RobloxCloud，即是云端主機，用于云計算和數(shù)據(jù)存儲等。第三個板塊的功能即是由數(shù)據(jù)中心提供支持的。由此可見，數(shù)據(jù)中心是元宇宙七大產(chǎn)業(yè)鏈之一，也是Roblox元宇宙三大核心板塊之一，離開數(shù)據(jù)中心元宇宙將是空談。

　　四 元宇宙為數(shù)據(jù)中心全生命桌旗提供有力支撐

　　元宇宙的出現(xiàn)也將為數(shù)據(jù)中心從設計、建設到運維全生命周期提供有力的技術支撐。數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生技術也是數(shù)據(jù)中心元宇宙應用的技術基礎。元宇宙將是在數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生的基礎上為用戶帶來更全面更真實的體驗。數(shù)據(jù)中心元宇宙發(fā)展將包含如下五個階段：

　　1）幾何模型可視化：可通過CAD、BIM等工具創(chuàng)建數(shù)字孿生幾何模型，包括空調(diào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、機柜系統(tǒng)、IT設備系統(tǒng)等。

　　2）數(shù)據(jù)描述可視化：可通過動環(huán)監(jiān)控或DCIM等工具將傳感器數(shù)據(jù)進行展示，包括設備屬性數(shù)據(jù)、控制與性能參數(shù)、運行數(shù)據(jù)等，在3D幾何模型可視化的基礎上實現(xiàn)數(shù)據(jù)描述可視化。。

　　3）仿真預測可視化：可通過CFD等仿真工具對數(shù)據(jù)中心未來狀態(tài)進行預測，在精準把握未來的基礎上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化設計或運營。

　　4）數(shù)字孿生階段：在前三種技術實現(xiàn)的前提下，可完成數(shù)字模型與物理數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)優(yōu)化運營、下發(fā)決策等功能。

　　5）元宇宙階段：元宇宙數(shù)據(jù)中心將可實現(xiàn)從設計階段不同單位、不同人員之間的聯(lián)合同步設計;在運維階段將可實現(xiàn)無人值守，而由運維人員基于數(shù)字模型實現(xiàn)遠程運維功能等。

　　4.1 數(shù)據(jù)中心設計階段元宇宙

　　數(shù)據(jù)中心元宇宙的發(fā)展可將數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生技術作為起點，2021年11月中國電子節(jié)能技術協(xié)會發(fā)布了T/DZJN47-2021《數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生技術規(guī)范》的團體標準。該標準定義了數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生在數(shù)據(jù)中心全生命周期的等級劃分及評估等內(nèi)容。數(shù)據(jù)中心設計階段的數(shù)字孿生包含3D可視化及CFD仿真等技術。圖2是數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生3D可視化示意圖。圖3是CFD仿真分析數(shù)據(jù)描述可視化示意圖。通過數(shù)字化模型的預測仿真可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心設計方案的優(yōu)化。

　　圖3的數(shù)據(jù)描述顯示的是高架通風地板的出風量，數(shù)據(jù)表明靠近空調(diào)端的通風地板出風量低，可能導致機柜冷卻不足而過熱，針對該方案需要進行優(yōu)化，提前解決設計問題。

　　有了3D數(shù)字模型和數(shù)據(jù)描述，不同單位不同專業(yè)的設計人員能夠在數(shù)字模型上共同完成數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化設計，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心元宇宙的協(xié)同設計仿真，縮短設計周期，讓數(shù)據(jù)中心更快投入建設和運營，這也是未來元宇宙技術能夠帶來的便利，因此元宇宙有可能重塑數(shù)據(jù)中心設計模式。

　　4.2 數(shù)據(jù)中心運維階段元宇宙

　　數(shù)據(jù)中心的運維階段是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生價值的階段，也是其生命周期最重要的階段。該階段需要搭建與實際部署完全一致的數(shù)字孿生模型。尤其是數(shù)據(jù)描述，要保證數(shù)據(jù)描述的精度，在T/DZJN47-2021《數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生技術規(guī)范》的團體標準中規(guī)定，仿真與實測對比精度應達到85%以上。圖5和圖6分別是數(shù)據(jù)中心運維階段數(shù)字模型3D可視化和IT設備進風溫度數(shù)據(jù)描述可視化。從圖6的數(shù)據(jù)描述可以看到IT設備進風溫度是否合規(guī)，也是數(shù)據(jù)中心安全運營的關鍵指標之一。

　　圖7顯示了在3D模型和數(shù)據(jù)描述基礎上的元宇宙示意圖。結合仿真預測和AI優(yōu)化功能，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心在最優(yōu)PUE狀態(tài)下運營。同時，元宇宙數(shù)據(jù)中心還將實現(xiàn)運維人員基于數(shù)字模型的遠程協(xié)同運營管理和決策，直至實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的無人值守、自動化運營。

　　五 未來趨勢

　　目前元宇宙的發(fā)展在各個行業(yè)還都處于起步和探索階段，未來元宇宙的發(fā)展應該還是游戲、社交平臺更為突出和領先，而其它行業(yè)的發(fā)展也會借助互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用的一些特征，結合各自行業(yè)的實際情況和需求，將元宇宙的技術得以充分應用。無論如何元宇宙的發(fā)展已經(jīng)成為不可阻擋的事實，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟運行的底座，也是元宇宙的基礎設施，作為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的從來者，讓我們與時俱進，迎接未來。

　　參考文獻

　　［1］鐘震昌。元宇宙，網(wǎng)絡化物種的下一個偉大里程碑和君資本2021

　　［2］成生輝，元宇宙：概念、技術及生態(tài)2022

　?。?］智能世界2030.華為技術2022

　　［4］黃冬梅等。數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生技術規(guī)范中國電子節(jié)能技術協(xié)會2021

　　［5］Hwai yu Geng.Datacenter Handbook Edition 2［M］.Wiley，2020

　?。?］Hwai yu Geng.Internet of Things and Data Analytics Handbook［M］.Wiley，2018.

　　（來源：《數(shù)據(jù)中心建設+》雜志）

　　編輯：黃飛