例析高考｜大數據中心選址傾向于：偏、遠、高、洞、海、沙……

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什麼是大數據中心？大數據中心如何選址？

以2018年全國2卷為例

閱讀圖文資料，回答下列小題。

數據中心是用特定設備在互聯網上傳輸、存儲數據信息的場所。數據中心的規模以設備運行耗能的多少來衡量，規模越大，運營成本越高。2010年之前，我國的數據中心一般規模較小，主要布局在東部沿海地區。2010年之後，一些大規模的數據中心開始在中西部地區布局。位于貴州省中部的貴安新區（國家級新區，位置見下圖），因氣候涼爽、用電成本較低、自然災害少等優勢，吸引了數十個大規模數據中心在此集聚，快速發展成為我國南方最大的數據中心基地。

（1）說明我國東部沿海地區建設數據中心的主要優勢。（6分）

（2）分析數據中心在貴安新區集聚的有利條件與集聚發展的益處。（10分）

（3）如果把數據中心的數據比喻為“原料”，指出貴安新區利用這些“原料”可以發展的産業。（4分）

（4）東部沿海地區的一些數據中心開始采取節能降耗措施。你認為目前貴安新區的數據中心是否有必要這樣做？請表明觀點并解釋原因。（4分）

答案：

（1）通信和市政基礎設施配套較好，有利于數據中心建設和維護（3分）；接近用戶且有人才優勢，方便數據的分析與利用（3分）。

（2）集聚的有利條件：國家級新區，有政策優惠（2分）；有氣候、水和電價等優勢，可大幅降低運營成本（2分）；臨近貴陽和安順，便于對接或利用城市基礎設施和社會服務設施等（2分）。

集聚發展的益處：可以共享基礎設施，節省個體數據中心建設與運行的成本（2分）；有利于數據中心之間的聯系，促進相互間的交流和合作（2分）。

（3）數據加工、數據分析、數據交易、數據服務、智能制造等。（任答4點得4分）

（4）沒必要。因為貴安新區氣候涼爽，電力資源豐富且電價低，沒必要支付節能降耗的成本。

有必要。因為節能降耗有利于資源節約和環境友好，是可持續發展模式。（有無必要都可，言之有理即可得分，共4分）

一、大數據中心及其選址

數據中心是用特定設備在互聯網上傳輸、存儲數據信息的場所。數據中心的規模以設備運行耗能的多少來衡量，規模越大，運營成本越高。

确定數據中心的選址是一家公司的關鍵決策之一，因為其涉及到一家公司的發展戰略和目标。任何關于數據中心的選址的讨論都無法避開諸如清潔的能源供應、通信、數據中心層等因素。故企業的管理層必須要給予企業的總擁有成本(TCO)、及其長期和短期的目标來做出相關的選址決定。

企業數據中心的選址起着非常重要的作用，因為它會直接影響企業的成本和總體擁有成本(TCO)。

（一）影響企業大數據中心選址的因素分析

現實中，有許多因素影響企業數據中心選址的因素。而所有這些因素都應該從戰略的角度來看，因為現如今，一個行業的重點可能會每隔3至5年發生改變;而每隔7至10年，需要轉換或更新采用新的技術。在下文中，一一介紹了影響數據中心選址的各種因素：

1、地理位置：最重要的因素

數據中心的地理位置，這在決策的一開始就應該被充分進行考量。

在備選址地點需要分析的因素包括：

發生自然災害的概率和頻率少(遠離洪水、飓風、龍卷風等易發地區);

環境危害因素(數據中心對于其所在地環境影響的程度);

氣候因素(數據中心備選址地點的氣候是否有免費的外部空氣冷卻——将是額外的一個非常好的優勢資源）。

其他因素：環境清潔，應盡可能方便而非偏遠，其地理位置應利于交通與通訊。

2、電力能源供應： 當 地的水、電、氣配套的設施條件。數據中心的業務特點以及其質量和容量的要求，決定了數據中心對當地供電能力的要求，供電量必須保證充足和穩定，因為其是數據中心設施經營成本的主要成分之一。 我們需要了解的因素包括： 可用性——在了解當地電力供應情況的同時，我們需要權衡備選地點是否有多個成熟的電網; 成本因素——我們還需要比較各種電力成本。也就是說，每千瓦時的動力源的成本應該足夠低; 具備替代的能源——決策管理層還需要考慮備選地點是否有諸如太陽能、風能、空氣等可再生的能源，這将有助于企業打造更加綠色的企業形象。

3、通訊基礎設施： 數據中心的通信問題也是最重要的組成部分之一。數據中心選址時，需要從通信基礎設施的角度需要考慮各種因素。如：光纖主幹線路及其距數據中心選址的距離。這将有助于衡量從光纖主幹線路到數據中心選址所需投資的确切數據;光纖類型，這會影響傳輸速度;所在地通訊服務運營商的類型及其支持的服務模式;延遲因素，傳輸和交付延遲時間也将是一個重要的因素。
4、園區政策（稅率）： 當地政府提供的政策。良好的政策環境将有利于一個基地氣候的形成，促進客戶的選擇和落戶。主要考察當地經濟文化發展水平、科技教育環境、交通便利條件、人力資源供應及水平等方面，數據中心作為信息技術的集中體現，對各種社會資源的要求都非常高。
另一個重要方面是備選地點的政府稅率問題。需要考慮的因素包括：物業稅、企業稅和銷售稅。
5、建築因素： 在任何特定的位置建設一個數據中心，建設成本亦發揮了重要作用。在企業做出數據中心的選址決策之前，應從以下幾個方面考慮：該地區建築行業的成熟度、是否有數據中心的建設經驗、相關的建築技術是否到位、當地的建築工人是否到位、勞動力成本是否是在企業的可承受範圍内。 所在地的周邊環境條件。選址應避開産生粉塵、油煙、有害氣體，以及生産或貯存腐蝕性、易燃、易爆物産品的工廠、倉庫等，遠離高速路、鐵路1500米以上，以避免震動對于主機的影響。

6、交通運輸： 各種運輸方式的可用性也是數據中心選址的影響因素之一。數據中心的設備必須交付，而工人和相關的供應商也需要便捷的交通達到數據中心所在地。
7、建設和運營的成本因素： 對于一個建設項目來說，成本必然是一個必須反複權衡的因素。成本涉及到當地規劃及土地價格、房屋建築價格、租賃和物業價格、網絡通訊費用、用電價格、用水價格、人力成本和當地消費水平等多發因素。數據中心所在地的生活成本也應該成為企業數據中心選址的一個重要因素。
（二）數據中心選址的傾向性 目前全國性的數據中心和災難備份中心主要集中在北京、上海和廣東這幾個地區。 北京是各行業主管機關的所在地，全國衆多的主要金融機構總部所在地，因此也是多數總部級數據中心的天然所在地。 上海目前已經成為全國銀行業數據中心的集中地， 廣東作為中國經濟最發達地區之一，也是數據中心/災備中心的集聚地。
造成數據中心選址傾向性有幾個原因： 第一、總部所在地的原因。 第二、銀行數據中心選址，對其它行業有影響。 第三、由于信息不對稱，很多領導決策的時候沒有充分地考慮很多問題，憑感覺或者經驗就決定了。 第四、我們比較缺乏系統的考察指标。


二、大數據中心選址案例分析
1、建設在“ 偏遠地區 ”----以貴州為例

如今互聯網迎來了大數據時代，其實把數據中心設在貴州并不是一件奇怪的事兒。不然放哪兒？放北京？放上海？
從世界範圍内看，數據中心的選址都不是越繁華越好。 從總體運維成本到環境契合度，顯然我國的北上廣深都不是最佳選擇。美國的鳳凰城就是最好的例子， 20 年前鳳凰城還隻是一個沙漠小鎮，現在至少集聚了 80 多個雲計算數據中心，它已經成為美國第六大城市，有“沙漠矽谷”的美譽。在蘋果等巨頭“看上”貴州之前，另一些大佬——比如亞馬遜、阿裡、360已經在甯夏回族自治區的中衛市建起數據中心，這些大佬的理由是：中衛風電和光伏發電資源充沛，年平均溫度 8.8 攝氏度，非常利于數據中心的運營。
而貴州同樣有着适宜的氣候、環境和能源基礎，年平均氣溫 15 度，方便機房散熱。地價與人才量保持較好的平衡，地質條件穩定，建設大規模數據中心的成本低，并且貴州水電裝機量排在全國第四，有充足的清潔能源供應。
除了自身環境優勢，貴州當地政府也相當重視大數據産業的發展，過去幾年來，以貴陽國際大數據博覽會（簡稱“數博會”）為代表，貴州已吸引了三大運營商，它們都選址國家級新區貴安新區建設數據中心，總投資規模高達 150 億人民币。蘋果的合作夥伴、代工巨頭富士康也在此建設了一個擁有 6000 台服務器的綠色隧道數據中心。中央政府采取了很多措施吸引企業在當地開展試點項目，還提供水電折扣。同時，産業配套支撐能力也不斷提升，比起寸土寸金的北上廣深，選貴州，挺有遠見。

2、建 設在“ 山洞 ”裡----以貴州為例
為什麼那麼多大公司要把大數據中心設立在貴州，阿裡巴巴創始人馬雲曾說，如果全國有三個發展最好的地方，貴州一定是最後一個。如果大家錯過了三十年前廣東、浙江的投資機遇，今天一定不能錯過貴州。 騰訊公司控股董事會主席兼首席執行官馬化騰認為， 貴州有很多的優勢，這裡不僅水電很充足，而且電力也很便宜，同時還有很多山洞，山洞裡面恒溫恒濕，是一個最合适建大型綠色數據中心的好地方，貴州發展大數據，搶占了先機，能夠在激烈的市場競争中爆發出強大的能量。 還是比較适合的。 而且那些電力也是比較便宜。 大數據算的基礎是大量的計算機組，運行起來需要消耗大量能量， 當然是外界溫度越低越好。 而剛好貴州一年四季的天氣的溫度都比較算是近人的。 貴州山多水喀斯特地貌，加上無地震、無風沙、無台風、無霧霾污染是一個比較不錯的選擇。

3 、建設在“ 海底 ”----以微軟大數據為例 地球上那麼多地方，為何微軟偏偏把數據中心安放在水下？長見識了 對于大公司而言，數據的存儲是很重要的，萬一數據丢失了，那可能之前幾十年的努力就白費了，如果洩露了，可能公司的聲譽就下降了，瞬間就蒸發數十億的市值，就像是前段時間的FB一樣，微軟作為一家大公司，自然很重視這方面，但是地球上那麼多地方，為何微軟偏偏把數據中心安放在水下？為什麼要這麼做呢？ 把數據中心建在海底下的想法，是微軟的某個員工在2014年的時候提出來的，現在差不多都建好了，這個海底中心位于奧尼克群島，離海平面的距離是三十六米左右，由從奧尼克鋪設到海底的電纜進行供電。
首先，數據中心的計算機一直都處在高速運行的狀态，相信大家都知道，要是一直用手機電腦這類電子設備的話，過一會兒機身就變得特别燙，所以降溫就顯得很關鍵了，微軟自然也要注意這一點，設在水下，溫度問題就可以得到解決了，不然的話，光是制冷費用都得好幾億，而且還水下，計算機在運行的過程中就能夠進行降溫處理，這樣就可以避免來不及冷卻導緻的損失了。 一個數據中心要建好，需要花費數億，數據中心開支中的20%都用于電力，這20%裡邊，42%都被用于散熱，建在水下的話，就可以把這部分支出減去了，經年累月下來，省下來的錢可以用來開發很多新項目了。 其次，這樣做也是為了保護生态。水是一種清潔的可再生能源，其實被高溫蒸發掉的水分，也會變成水蒸氣，最終再液化成液态水，而且用水來當動力，不會給環境造成額外的負擔。 第三，這也是處于安全方面的考慮，要是把數據中心建在地面上的話，一個火災過來，基本上就什麼都沒有了，還有不懷好心的人也有可能進行人為破壞，但是建在水下就不存在這方面的問題了，畢竟潛水去做壞事還是挺難的。最後，微軟表示，世界上大部分人都生活在距離海岸線一百二十英裡的地方，把數據中心建在海底下，可以縮短用戶與數據中心之間的距離，加快計算處理速度，為未來AI技術的全面應用打好基礎。 綜上所述， 微軟之所以選擇把數據中心建在海底，是綜合考慮了成本、安全和創新等多個方面 ，其實不光微軟，還有很多大公司在籌建海底數據中心，不過微軟是第一個完成這個目标的。
4、建設在“ 極地、高緯度、沙漠、高原...... ” Facebook和Google把數據中心轉移到寒冷的北歐國家去；Facebook在瑞典呂勒奧建設造其第二個數據中心，自1961年以來，呂勒奧的氣溫高于30度的時間不超過24小時，在該地建立數據中心，會節省一大筆的散熱開支。 千奇百怪的數據中心選址。地下、海底、山洞、冰川、沙漠……似乎所有能想到的地方都可以建立數據中心。
三、經典習題彙總：（早期推送的内容）



2018年6月微軟公司将代号為“北方群島”的數據中心部署在蘇格蘭的奧克尼群島附近海底。 奧克尼群島目前是歐洲的可再生能源研究中心。 數據中心是用特定設備在互聯網上傳輸、存儲數據信息的場所，其運行和散熱耗能巨大，規模以運行耗能的多少來衡量。 下圖示意微軟公司大型數據中心的全球分布及奧克尼群島的地理位置。
(1)據圖概括微軟公司大型數據中心的分布特點。 （4分） (2)分析奧克尼群島附近海底布局水下數據中心的優勢條件。 （6分） (3)推測“北方群島”在建設中需克服的自然障礙。 （4分） (4)有人建議推廣“北方群島”的經驗，在全球範圍内建設沿海水下數據中心，你是否贊成？ 請表明态度并說明理由。 （6分）

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解析：
1、此題需要對全球地理位置有一定的認知，知道發達國家和發展中國家分布特點。（ 見下圖 ） 通過圖中可以看出，北美、西歐等經濟發達的國家和地區密集，中國、印度等經濟快速發展的國家較稀疏，分布不均衡。
2、題目指出“數據中心運行和散熱耗能巨大”，就需要圍繞散熱，能源以及地理位置等作答。
奧克尼群島附近海底緯度高，海水水溫低，設備散熱耗能少；（ 見下圖：海洋水溫随緯度變化 ） 受西風影響時間長，風能及潮汐能等能源豐富，運營成本低； 在蘇格蘭附近，鄰近歐洲發達地區，接近用戶，便于數據的分析和利用。
3、本題注意北方群島地理位置，位于奧克尼群島附近海底，海底巨大的水壓和海水的強腐蝕，易對建築材料造成破壞； 流動海水的沖擊及寒冷、黑暗的環境，加大了施工的難度。
4、本題為開放性試題，言之有理即可。 贊成可從節約能源降低成本，沿海需求量巨大和節約土地的角度來回答。 不贊成主要考慮以下幾個方面： 數據中心廢熱破壞海洋生态系統； 水下維修維護成本高昂； 建設成本高。
答案： (1)分布不均衡； 北美、西歐等經濟發達的國家和地區密集(較多)，中國、印度等經濟快速發展的國家較稀疏(較少)。
(2)緯度高，海水水溫低，設備散熱耗能少； 風能、潮汐能等可再生能源豐富，運營成本低； 鄰近歐洲發達地區，接近用戶，便于數據的分析和利用。
(3)海底巨大的水壓； 海水的強腐蝕； 流動海水的沖擊及寒冷、黑暗的環境。
(4)贊成。 節約能源，有利于降低成本； 沿海人口集中、經濟發達，對互聯網的需求量巨大； 沿海地區用地緊張，數據中心布局在水下，節約土地。 不贊成。 數據中心廢熱直接排放，導緻水溫升高，破壞海洋生态系統； 水下數據中心發生故障，維修成本高昂； 需要鋪設海底電纜，建設成本高。



2019年河南3月适應性測試 閱讀圖文資料，完成下列要求。(24分) 比特币作為互聯網貨币具有高收益、高風險的特點，全球比特币生産能力的70%集中于中國。比特币“礦場”是利用數量衆多的計算機服務器通過運算得到比特币的工廠，“礦場”計算機運行以及降溫需要消耗大量的電能。 四川馬邊縣水能資源豐富，但水電站普遍存在棄水現象，部分庫容存水不通過發電機組直接被排到下遊，水能利用率不足80%。近年來，馬邊縣出現比特币“礦場”集聚區，這些比特币“礦場”每年在該地和西北地區之間進行季節性遷徙。下圖為馬邊縣位置示意圖。
1、分析馬邊縣棄水現象普遍的原因。（6分） 2、推測比特币“礦場”季節性遷徙的特點，并說明理由。（8分） 3、馬邊縣出現比特币“礦場”收購水電站現象，請解釋出現該現象的原因。（4分） 4、很多人認為應該限制該地比特币産業繼續擴大，請說明其理由。（6分）

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解析： 本題考查區域自然資源綜合開發利用 (1)本題考查水庫的綜合效益（見下圖）。 從水庫的防洪功能角度考慮，在汛期到來之前要騰開庫容，需要棄水；因排洪需要，也會出現棄水現象。
從庫區電量消納能力不足（即當地市場小而需求不足且電力不能及時輸送出去），類似于風電的“棄風限電”現象，也會棄水。
(2)根據材料信息： 比特币“礦場”是利用數量衆多的計算機服務器通過運算得到比特币的工廠，“礦場”計算機運行以及降溫需要消耗大量的電能。 注意“ 礦場”需要大量電能，則可從電能供應與成本角度分析。 馬邊具有水電優勢，但河流水量季節變化大,夏季水量大而水電多且廉價，冬季相反;而西北經濟較落後,但能源礦産資源主富具有火電和風電優勢;同時冬李西北氣溫更低而利于計算機降溫，用電量也會減少。
(3)比特币“礦場”也就是我們說的大數據中心産業，因為其耗電量大，可以說也是動力指向性産業。因此受電力、電價制約大，要求有自己的發電設施；另外它也有高科技産業的特點，有資金實力。所以收購從受電力制約大，有資金實力兩個角度分析。
(4)注意觀點已給出“限制”,要從該産業帶來的不利影響以及該地不具備産業發展條件角度分析。材料中的關鍵信息： 比特币作為互聯網貨币具有高收益、高風險的特點；“礦場”計算機運行以及降溫需要消耗大量的電能。 說明缺陷有高耗能（影響當地其他産業用電需求），高污染（噪音、廢熱等），大規模（維護、管理成本高）、高風險（收益不穩定）。

答案：
(1)河流水量季節變化大 水電站調洪放水:(2 分)水電産能季節性過剩，供大于求:(2分)電力供給和需求存在空間上的不匹配，電力輸出能力不足。(2分)
(2)冬季遷至西北地區，夏季返回馬邊縣。(2分)理由:冬季，馬邊縣河流進人枯水期，水電發電量較小且電價較高，西北地區火電和風電相對豐富而廉價:(2分)冬季北方氣溫較低，便于服務器散熱,降低能耗;(2分)夏季，馬邊縣河流進入汛期，水電充裕，電價低廉。(2 分)
(3)比特币“礦場”電力需求量巨大，擁有自主水電站，可保障電力的穩定供給;比特币“礦場”屬于動力導向型産業，擁有自主水電站，可降低用電成本，提高經濟收益;比特币利潤較大，有資金支持收購水電站。( 任答兩點得4分)
(4)比特币交易風險較大，收益不穩定;比特币運算需消耗大量電力，會導緻實體經濟電力供給不足;廢熱排放過多，可能引發火災，存在安全隐患;馬邊縣經濟基礎較差，服務器運營維護等配套服務能力不足;服務器大規模運行，噪聲污染較大。(任答三點得6分）
2019·南甯适應性模拟 數據中心制冷耗能巨大。 一般電力成本占整個大數據中心支出成本的50%～70%，而其中制冷過程消耗的電能又占數據中心所有功耗的40%，散熱不充分會直接影響數據中心的運行。 早期數據處理量小、規模較小的互聯網公司其數據處理中心的散熱是安裝大型制冷空調解決。 随着數據處理量的增大，數據處理中心的耗能相應增大，有些大型互聯網公司把數據中心搬到高原山地的垭口。 近年來，微軟、阿裡巴巴等公司把數據中心建到了水下(如圖所示)。 讀圖，完成1～3題。 1．早期數據處理中心的布局主要( ) A．接近公司總部和科研機構 B．接近廣大用戶和高等院校 C．接近高等院校和廉價電力 D．接近廉價電力和廣大用戶 2．大型互聯網公司把數據中心搬到高原山地的垭口，主要原因是垭口地區( ) ①土地廣闊，價格低廉　②風力大　③海拔高，光照強　④氣溫低 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 3．大型互聯網公司把數據中心搬到高原山地的垭口，微軟和阿裡巴巴則把數據中心建在水下其根本目的都是( ) A．保護環境 B．提高收入 C．降低成本 D．創新技術

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答案1.A 2.B 3.C 解析： 1．早期數據處理量小、規模較小的互聯網公司其數據處理中心的散熱是安裝大型制冷空調解決。 故對廉價電力的要求不高，可接近公司總部和科研機構，與用戶關系不大。 A正确。 2．垭口是高原上狹窄的山口，土地不廣闊，①錯誤； 光照對數據中心影響不大，③錯誤； 山口風力大，高原海拔高，氣溫低，有利于散熱，減少開支，②④正确。 B正确。 3．大型互聯網公司把數據中心搬到高原山地的垭口，微軟和阿裡巴巴則把數據中心建在水下都是為了減少制冷過程電能消耗，節約開支，C正确。


地理概念： 高原、高山上的“垭口”
垭口在《辭源》裡的解釋是“兩山間的狹窄地方”，即連續山梁的一塊平坦且相對較低的位置，也可以說是高大山脊的鞍狀坳口。
青藏高原上的隆格山垭口

垭口的地理意義： ①山脊标高較低的鞍部，即相連的兩山頂之間較低的部分稱為垭口，指的是山脊上呈馬鞍狀的明顯下凹處。
②垭口是高原上常見的一個詞，常為高山大嶺的交通孔道。

③當地人不是為了登山而登山，他們隻是要翻過垭口，用最短和最省力的路途進山和出山。
④垭口的風會特别大（狹管效應）。 來源 ：樊勇地理工作室