On-Premise Data Center Analysis and Outlook for 2030

随着数字化转型的深入，当前世界已经迈入数字优先（Digital first）时代，数字化成为用来解决各种问题的优先方案。数据拥有未来的最大价值。而这就是数据中心称为数据中心而不是计算中心。本文讨论On-prem 数据中心市场到2025-2030 年的市场趋势。讨论私有数据中心长什么样子，以及构建传统on-prem，大企业自建 on-prem，和边缘on-prem 数据中心的模型。本文从IT设备供应商角度讨论，而不讨论数据中心基础设施（如电源，制冷，DCIM，digital twins，机架管理，网络出口接入等）。和公有云相比，On-prem 仍然拥有最大的客户群，以及更多的存量市场。面对竞争，on-prem 数据中心要以进化来面对，利用贴近客户的优势，取长补短，发展出最符合客户需求的产品和解决方案。虽然最近云数据中心投资超过 on-prem 数据中心，但增速已经放缓，未来可能会以5/5 开来区分市场。对设备提供商来说，要服务客户的需求，由于大型数据中心和小型数据中心的需求侧重点差的比较远，本文很多地方将它们分开讨论。大型数据中心会有很多与云相似的痛点，而小型数据中心会有各种部署方法，以灵活性取胜。

我们回顾了当前本地数据中心的市场状况，并总结了许多趋势、挑战和预测。 在 2025-2030 年的时间范围内，本地数据中心市场的前景非常光明。 客户调查显示，7 成客户有 pay-as-you-use（payU）市场需求。 在这种模式下，ROI 和 TCO 成为供应商的责任。 供应商可能会采用软件定义基础架构和专用基础架构的组合来提供敏捷性和优化。 专门构建的基础设施可能是不同供应商在用户体验方面的差异化因素。 同时要具有开发性，多厂商和多云支持是用户希望拥有的功能，对某些用户来说至关重要。拼图的重要一块是所提供的服务。而服务化发放能力随着On-prem 用户的需求不同，可能扩展到不同服务。保持多样性是数据中心服务的一项差异化优势。除直接使用payU 很多用户都在构建自己的IT 服务化发放能力，也对供应商的服务化能力提出要求。我们相信数据服务将成为与基础存储服务一起提供的基础服务。 数据服务包括数据保护和数据处理和分析能力。可以帮助用户实时或接近实时地有效处理数据的服务将以服务化发放。换句话说，用户希望保持现在的服务种类和等级，然而将管理的复杂性卸载给提供商，同时以用户的身份享受具有弹性和敏捷性的服务。 根据 DC 的规模，供应商希望拥有一系列产品来满足用户需求。

以下10 点概括了数据中心的能力需要模型，提供商可以对照当前的情况，在下面的每一点构建差异化竞争能力：

1. 未来数据中心一个进化方向是硬件offload 模板化定制化提高效率降低成本，另一个方向是软件定义提高敏捷度，同时对解决方案硬件加速。但两个方向未来会互相融合。比如，一个同时包含软件化DC 和硬件方案加速的基础设施方案能够提供敏捷度和性能。

2. 数据中心的用户看重软件服务质量和生态，硬件差异化是未来提供更好服务和 ROI 的核心竞争力。比如，量化不同平台的ROI。在服务化发放的前提下，一个能够增加提供商ROI的平台就会提高利润率。而硬件的差异化能保证客户的SLO。

3. On-prem 数据中心也越来越注重敏捷度，并以服务化的方式提供。比如，用户的诉求是能够挑选所需要的服务，并且这些服务可能是不断变化的。如果客户要求在一小时内变更不同服务间的分布情况，作为供应商如何低成本的满足？

4. 数据中心使用率和机架密度要提高，单位能耗要降低。比如，在满足用户 SLO 的前提下，节能减低采用低功耗设备，在服务化模式下成为一个管理问题。

5. 支持跨界基础设施层面的互联互通，和数据及应用的跨界流动。On-prem 和边缘以及云的数据流动和应用搬迁。比如，能力构建支持和兼容业界的头部平台，以及大量的第三方软件生态支持。

6. 提供业界通用的云原生DevSecOps 服务以及数据服务。比如，全套的云原生环境服务，包括开源的和第三方软件。数据服务包扩数据库，大数据，以及数据共享等等。

7. 边缘应用和边缘数据中心正在快速增长，产生新的趋势。比如，边缘新应用的接入和部署问题。数据服务在边缘的形态和ROI。

8. 继续智能与自动化的数据中心运维，降低管理成本。比如，自动运维减低TCO。

9. 数据中心建设需要系统快速scale out 和交付能力。比如在on-prem 服务化场景下，如何快速弹性扩容。打通物流环节，用小时级在数据中心解决容量问题。

10. 数据中心用户需要 Pay-as-you-go 商业模式。比如，扩大融资能力，提供给客户 self-provisioning 和付款的通道等等。

当前 on-prem 数据中心建设模型有几个趋势。在技术趋同和服务化的大背景下，通过硬件提供的差异化能提供独特的特性，更低的成本和能耗，提高方案的特有竞争力。

1. 技术趋同化。随着云原生的流行，以及开源社区的公开性，数据中心建设越来越趋同。好的特性与技术被不同厂家很快的吸收，推出类似的产品。这时候如何内部做好成本管理，外部做差异化特性就很重要。

2. 产品服务化。同样随着云服务理念的流行以及用户认可。On-prem 数据中心的服务化越来越明显。用户喜欢直接比较On-prem 以及公有云的服务。On-prem 的定制化选择的可能性可以帮助用户得到最合适的服务，也是和公有云竞争的优势。

3. 选择多样化。保持统一服务界面的同时，在技术栈的每一层，客户都有很多的细分选择，包括异构计算。比如 CPU，可以选择 x86, ARM®, Power® systems。加速芯片也有很多家供应商或者自制。在操作系统可以选择各种Linux®或者 windows®。在虚拟化可以选择各种VM 以及容器化。在存储可以选择各厂家方案。虽然服务化之后，许多细节是不可见的，但是反映在性能和成本上，服务的质量和费用是不一样的。

4. on-prem 多种形态存在。规模小型或大型化。两头都有优势，而计算需求和与云竞争的规模经济使自己建立和管理中型数据中心慢慢失去成本优势。中型数据中心可以从给客户提供独特价值出发，然后通过提供商的供应链整合产生的低成本，来获得竞争优势。

5. 成本敏感化。很多选择都是基于成本。比如大型化之后，一点百分比都有很大影响，产生定制化需求。提供商可以抓住这个机会，提供多元化定制服务，提供更优惠的价格给客户。

6. 能耗加大化。每机架和数据中心能耗继续扩大。由于高密以及 AI 等应用，每U 的能耗在不断增加。这时候提供商的能源管理策略就能做出差异化。

7. 强调 sustainability，能源绿色化。数据中心绿色能源继续流行，比如太阳能和风能。提供商能做的还有采用可回收部件，妥善处理回收的旧设备，等等。

8. 混合云随着 on-prem 和公有云的发展继续进展。前面也提到供应商要打通市场上其它的主要平台和第三方应用。挑战方面，数据中心有很多待解决的挑战，这些问题都是用户希望提供商解决的：

1. 数据中心资源利用率仍然偏低

2. 提高能源利用率，从而使同样规模的数据中心能提供更多的计算资源

3. 继续提高ROI，降低 TCO

4. 数据中心管理，SLO 和自动负载调度(e.g., AI-based)

5. 数据安全

6. 数据价值挖掘

7. 容灾和数据保护

8. self-driving data centers

在2025-2030 预测方面，到 2025 年，虚拟化特别是容器虚拟化的份额在加大。Serverless 是否能在On-prem 流行取决于应用能否跟上。大型的数据中心仍然在尝试资源池化和 composable，提高密度降低能耗。存储会继续向普及化方向发展，而数据行业也是如此，贴近数据，对信息的快速挖掘能力会如同存储一样普及化。网络也继续向普及化发展，但是高速网络的 adoption rate 仍然很低。100Gb 成本还是高，200Gb 和400Gb 在成本上有挑战。在量子计算，memristor 等技术取得突破性进展之前，这些新技术到2025 年在on-prem 数据中心普及的可能性很小，本文不予讨论。但是3 年内，在边缘数据中心，一些新的商业模式比如 VR 可能会驱动新的边缘数据中心模式，所以要保持开放和灵活接入。

在数据中心级别可能会看到的结果是，1. on-prem 数据中心会朝以定制化降低成本提高效率以及提高敏捷度两个方向进化。性能加速后的软件平台和定制硬件吸取各自优点，开始融合。低效又不敏捷的数据中心会被市场淘汰。所以供应商要赋能用户，让他们更敏捷和高效。

2. 更超大规模的数据中心由于资源(e.g., 电力)的限制不会更经济。大型数据中心的尺寸会在2030 年左右达到瓶颈。所以地理分布的多数据中心和规模大小不等的跨界基础设施的支持会很重要。

3. 随着更多企业采取数字第一（digital-first）战略，更多的变化会发生在边缘，小型数据中心可能会看到一些新的形式。而大型数据中心的建设格局和模型会延续这些年新兴的模块化建设风格，因为大型数据中心是多年期的投入（船大难掉头）。意味着现在的头部厂商仍然在大型数据中心的建设方面有先发优势。

4. 由于计算密度和能力的提升，小型数据中心会具有现在中型数据中心的性能，而在占地供电等方面更经济，会分散部署在各地。小型数据中心的潜力很大，如何能够更好的服务用户，把用户留在分层分布的基础设施上是一个进一步探讨的方向。

5. On-prem 数据中心的服务会慢慢标准化和模板化。一个原因是公有云和on-prem 大厂商在推动用户习惯的改变，另一个原因是客户自己也会尝到模板化带来的好处。模板化和定制化并没有冲突，模板化是用户界面上的，而定制化是为了实现降本增效。

6. 向公有云搬迁和向 on-prem 搬迁的趋势同时存在。更需要弹性的向公有云移动，更需要成本以及控制的客户向on-prem 方向移动。最关键的还是提供合适客户，并敏捷的解决方案。On-prem 的服务化一定要比现在做的更好。