数据中心：为什么德国需要数据中心组织的主席 - 图片：Xpert.Digital
云计算教授？为何这个简单的要求就能保障德国的未来
德国数字化目前面临哪些挑战？
德国面临着一个根本性问题：尽管德国每年在数字化、人工智能和机器人技术领域投入数十亿欧元，但其数据中心基础设施却不足。数字化雄心与实际技术基础设施之间的差距在国际比较中尤为明显。德国的IT连接负荷仅为2.7吉瓦，而美国的IT连接负荷高达48吉瓦，中国的IT连接负荷也高达38吉瓦，遥遥领先。这种结构性弱点不仅威胁着德国经济的竞争力，也危及德国在数字化领域的战略独立性。
尽管德国拥有欧洲最大的数字基础设施中心，拥有超过2000个数据中心和超过2700兆瓦的IT连接容量，但这仍然不足以满足日益增长的需求。专家预测，未来几年对云服务和人工智能应用的需求将呈指数级增长，而容量扩展的进展却远远低于必要的水平。
为什么数据中心对现代社会如此重要？
数据中心构成了现代数字社会的隐形支柱。没有它们，云服务、人工智能应用、联网生产设施以及数据驱动的业务流程都无法正常运转。它们是数字化的枢纽，却常常被人们遗忘，一切事物都汇聚于此——从简单的电子邮件通信到复杂的工业控制系统。
数据中心作为关键基础设施，其重要性尤为凸显。一旦发生故障，关键基础设施将陷入瘫痪，并产生深远的社会和经济影响。一旦数据中心发生故障，不仅会令个别公司陷入停顿，甚至整个行业，甚至基本的社会功能也会受到影响。即使是老牌云服务提供商，也经常出现服务中断的情况，尽管他们拥有最先进的技术，但仍难以应对高可用性数据中心运营的挑战。
德国数据中心每年耗电量约为200亿千瓦时，占总用电量的4%。输电系统运营商预计，到2045年，这一数字将大幅增长至880亿千瓦时。这些数据凸显了数据中心对德国能源基础设施和气候目标的巨大重要性。
当前形势下存在哪些地缘政治风险？
依赖少数几家美国供应商会带来巨大的地缘政治风险。根据最近的研究，欧洲仅拥有全球人工智能产能的4%，而70%位于美国。这种单方面的依赖使得德国和欧洲容易受到自身势力范围之外的政治决策和贸易冲突的影响。
这种情景已不再仅仅是理论上的：如果地缘政治紧张局势导致贸易限制或对数字服务征收惩罚性关税，德国可能面临中央云基础设施成本的突然损失或大幅上涨。这将对行政、医疗保健、能源供应和工业产生巨大影响，危及德国的数字主权。
在此背景下，数字主权意味着独立运营关键数字基础设施的能力。它并非完全孤立，而是一种在危机时刻保持行动能力并自主设定优先事项的战略能力。富有韧性的数字基础设施是欧洲创新能力、经济安全和技术主权的基石。
为什么目前的研究和培训情况不够充分？
这正是罗伯特·绍尔德勒博士在致联邦各部委的公开信中提出的核心问题：德国没有一个大学能够系统地研究数据中心的组织和未来发展。学术界的这一缺口尤其严重，因为数据中心是高度复杂的生态系统，必须设计得节能、安全、有韧性，并在组织上可持续。
德根多夫应用技术大学迈出了重要的第一步，自2022年起开设“数据中心管理——智能基础设施运营”学位课程。该课程由德根多夫应用技术大学与创新数据中心协会密切合作开发，旨在弥补行业内技术人才的短缺。然而，该课程更注重实践，虽然重要，但并未完全弥补基础研究的不足。
优化数据中心基础设施，降低德国对外部供应商的依赖，需要科学的方法和合格的培训，而这些只有具备相应研究背景的大学学位才能提供。该主题的复杂性需要跨学科方法，将计算机科学、工程学、经济学、超级计算和网络安全等各方面全面融合。
主席将涵盖哪些具体的研究领域？
数字基础设施和数据中心组织主席职位将涵盖多个关键研究领域。最初的重点是根据NIS 2指令开发新的安全与合规模型。NIS 2指令于2023年1月16日生效，并须于2024年10月前转化为国家法律，该指令对关键基础设施的网络安全提出了更为严格的要求。
该指令影响德国约3万家公司，并引入了新的义务。数据中心作为关键基础设施，必须实施全面的安全措施、开展风险管理、报告事件，并实施技术和组织网络安全措施。专门的主席可以制定科学合理的标准和程序，而不仅仅是满足法规合规性要求。
另一个关键研究领域是数据中心的能源效率和可持续性。《能源效率法》已规定，新建数据中心必须符合一定的能源使用效率值并充分利用废热。2026年7月1日后投入运营的数据中心必须利用至少10%的废热，到2028年，这一比例将逐步提高到20%。针对这些挑战的最佳解决方案进行科学研究将是相应教席的一项重要任务。
足够的基础设施需要多少投资？
投资需求数字令人印象深刻，也凸显了挑战的规模。到2030年，德国必须投资600亿至750亿欧元，才能在人工智能基础设施领域参与全球竞争。仅人工智能基础设施和数据中心一项，到2030年就需要约600亿欧元的投资才能弥补1.4吉瓦的产能缺口。
德勤研究报告《人工智能基础设施：德国如何在全球人工智能竞赛中迎头赶上》显示，到2030年，德国用于人工智能应用的高性能数据中心容量必须增加两倍，从目前的1.6吉瓦增至4.8吉瓦。然而，目前在建的数据中心容量仅为0.7吉瓦，另有1.3吉瓦正在开发中，这暴露出巨大的投资缺口。
高成本不仅源于硬件投资，还源于德国的结构性劣势。德国数据中心的建设成本比阿姆斯特丹高出约12%，比马德里高出17%。此外，德国的电价几乎是美国的两倍，电费占数据中心总运营成本的60%。
目前，每年约有29亿欧元投资于数据中心建筑和技术建筑设备。其中约22亿欧元用于空调、电源和其他建筑技术的设备和系统。包括服务器、存储解决方案和网络设备在内的IT硬件的年度投资额超过100亿欧元。
网络安全在数据中心扮演什么角色？
网络安全是数据中心运营的关键环节，随着数字化程度的提高和威胁形势的日益严峻，网络安全的重要性日益凸显。数据中心面临着众多威胁，从物理和环境危害到复杂的网络攻击，不一而足。这些威胁包括恶意软件攻击、网络钓鱼攻击，以及旨在造成数据中心网络过载并中断服务的分布式拒绝服务攻击。
NIS 2 指令大幅收紧了关键基础设施 IT 安全的最低要求，受影响的公司数量也显著增加。德国超过 3 万家受影响公司的安全义务正在增加。该指令要求在整个公司范围内采取范围广泛的综合安全措施：风险管理、事件报告、技术措施和治理。
尤为重要的是，NIS 2 的实施范围非常广泛，涵盖所有用于提供服务的 IT 系统、组件和流程。例如，这包括办公室 IT 或机构运营的其他 IT 系统。NIS 2 的实施主要由管理层负责，不得委托他人。
扩大的制裁条款规定了新的违法行为，并将罚款提高到10万欧元至2000万欧元不等，其中一些罚款与全球营业额挂钩。这凸显了立法机构对数据中心网络安全的重视。
主席如何为数字主权做出贡献？
设立数字基础设施和数据中心组织主席职位，将对加强欧洲的数字主权做出重大贡献。数字主权不仅仅是一个政治术语，更是一项战略要务，它描述了独立运营关键数字基础设施的能力。
该教席可以在几个领域做出具体贡献。首先，它将为主权数据中心的建设和运营制定科学合理的标准。这些标准不仅需要涵盖技术层面，还需要考虑组织、法律和经济层面。制定欧洲替代美国和中国标准的方案将是减少技术依赖的重要一步。
另一项重要贡献是研究弹性数据中心架构。这些架构需要设计成即使在关键组件发生故障或外部攻击的情况下也能保持正常运行。可以开发和优化确保最高可靠性的地理冗余数据中心概念。数据中心最多应位于1级地震带内，且彼此之间至少相距200公里，以最大限度地提高可靠性。
第三个重要的基石是制定专家培训方案。数据中心行业技术工人的短缺已经成为制约因素。设立大学教席不仅可以开发学士和硕士学位课程，还可以为现有专家提供继续教育项目。
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哪些地方适合放置这样的椅子？
那些已经在计算机科学、工程学、经济学、超级计算或网络安全等学科提供跨学科服务的知名大学，被考虑作为数字基础设施和数据中心组织教席的设立地。德国有多个校区可以满足这些要求。
慕尼黑莱布尼茨超级计算中心是理想的候选地点。作为高斯超级计算中心旗下三个高性能计算中心之一，莱布尼茨超级计算中心拥有超过60年的经验，并拥有300多名IT专家和研究人员。莱布尼茨超级计算中心致力于开发数据中心可持续运营的创新技术，并研究量子计算等未来技术。莱布尼茨超级计算中心与慕尼黑大学和慕尼黑工业大学的密切联系，为设立跨学科教席创造了理想的条件。
斯图加特高性能计算中心将是另一个合适的地点。HLRS 拥有超级计算机“Hawk”，是全球最强大的计算机之一，并且在高性能计算领域拥有丰富的专业知识。斯图加特大学在相关学科领域拥有强大的师资力量，可以支持跨学科研究。
卡尔斯鲁厄理工学院也值得考虑，尤其是考虑到设立该教席的发起人罗伯特·绍尔德勒博士正是在那里获得博士学位。卡尔斯鲁厄理工学院在计算机科学、电子工程和工业工程领域拥有雄厚的师资力量，并且在跨学科研究方面经验丰富。
法兰克福作为欧洲领先的数据中心所在地，拥有超过1,050兆瓦的IT装机容量，也是一个具有战略意义的地点。毗邻德国乃至欧洲最大的数据中心，将有利于开展实践研究和产业合作。法兰克福歌德大学和达姆施塔特工业大学可以共同支持这一倡议。
这样一个椅子的融资情况是怎样的？
数字基础设施和数据中心组织教席的资金可以通过多种渠道获得。鉴于其对德国数字主权的战略重要性，联邦政府和州政府的公共资金将是顺理成章的选择。联邦数字和信息技术部以及联邦研究和技术部（Scholderer博士致函的对象）可以启动这样的倡议。
另一个选择是寻求来自行业的私人资金。大型科技公司、数据中心运营商和能源供应商对该领域的研究和培训有着直接的兴趣。由多家行业公司资助的捐赠教授职位或许是一个可持续的解决方案。创新数据中心协会已经参与了德根多夫应用技术大学学位课程的开发，可以作为此类项目的协调者。
欧洲资助项目提供了第三个资金来源。“地平线欧洲”或“欧洲绿色协议”等项目可以为可持续和安全数据中心领域的研究提供资金。鉴于其对欧洲数字主权的战略重要性，此类资助是合理的。
公共和私人资金相结合似乎是最现实的做法。核心资金可以由公共部门提供，而具体研究项目可以由工业合作伙伴或欧洲项目资助。这将确保研究的科学独立性和实际相关性。
这样的椅子会产生什么具体影响？
设立数字基础设施和数据中心组织教席将带来诸多具体的积极影响。首先，它将有助于缩小技能差距，而这已成为数据中心行业发展的制约因素。通过培养具备扎实科学和实践知识的专家，德国可以增强其在国际竞争中的地位。
德国和欧洲数据中心组织标准的制定将是另一个重要影响。德国可以制定符合欧洲需求和价值观的本土标准，而不是采用美国或中国的标准。这将有助于增强技术主权，并减少德国企业对外国技术提供商的依赖。
研究可持续且节能的数据中心将有助于德国实现其气候目标。预计到2045年，数据中心的用电量将增至880亿千瓦时，因此，开发高效的技术和运营理念对于能源转型至关重要。
网络安全创新将是第四个关键领域。开发新的安全理念和技术不仅能提高德国数据中心的安全性，还能成为出口热潮。德国安全技术在国际上享有盛誉，可以通过科研进一步加强。
最终，其总体效果将是加强德国和欧洲的数字主权。通过发展自身的技能和技术，德国将减少对外国供应商的依赖，并在危机发生时能够利用自身的资源。
实施过程中需要克服哪些挑战？
设立数字基础设施和数据中心组织教席将面临诸多挑战。该领域的跨学科性质要求整合多个学科，这在组织和内容上都十分复杂。这样的教席需要融合计算机科学、电气工程、机械工程、工商管理和法律等领域的专业知识。
招聘合适的教授是另一个挑战。该领域相对较新，很少有学者能够兼具理论知识和实践经验。Robert Scholderer 博士凭借其在服务水平协议和 IT 服务目录方面的专业知识，可能是合适的人选，但该领域需要不同细分领域的多位专家。
购置合适的实验室设备和基础设施成本高昂。数据中心组织架构的主席职位不仅需要理论研究，还需要实际的实验室环境，以便测试各种技术和概念。这需要在硬件和软件方面进行大量的投资。
与产业界的协调对于成功至关重要，但也充满挑战。学术界和产业界的利益必须得到协调，且不能损害科学独立性。同时，必须确保研究与实践相关，避免过度理论化。
国际联网也很重要，但实施起来却很困难。由于数据中心是一个全球现象，德国的研究必须保持国际联系，即使是为了维护数字主权。这需要在国家利益和国际合作之间取得平衡。
德国数据中心的未来前景会是什么样子？
凭借数字基础设施和数据中心组织的既定主席职位，德国将能够在欧洲乃至全球数据中心领域发挥领导作用。该科学基础将带来更具创新性和效率的解决方案，以满足国际市场的需求。
法兰克福有望进一步巩固其作为欧洲顶级数据中心枢纽的地位。法兰克福已安装的IT容量超过1,050兆瓦，且未来新增容量有望达到1.3吉瓦，已成为欧洲领先的数据中心枢纽。科技支持将有助于克服电网连接和电力供应方面的瓶颈，加速发展。
可持续数据中心理念的发展有望使德国成为绿色技术的先驱。凭借对废热利用的法律要求及其雄心勃勃的气候目标，德国已经建立了监管激励机制。科学研究可以开发出超越最低要求的创新解决方案。
加强数字主权将使德国和欧洲减少对美国和中国技术供应商的依赖。国内标准和技术可以得到开发并在国际上推广。这不仅能增强战略独立性，还能创造新的出口机会。
培养高素质的专业人才将缓解行业技能短缺问题，并使德国成为吸引国际数据中心供应商的热门地点。训练有素的专业人才是知识密集型数据中心行业的关键选址因素。
通过科学研究，可以加速量子计算与其他未来技术的融合。莱布尼茨超级计算中心已在研究量子处理器与超级计算机的结合。设立一个专门的教席可以系统地推进这一发展，并使德国在下一代数据中心领域占据先机。
从中期来看，德国可以建立一个自主、可持续且高度安全的数据中心网络，为其他国家树立典范。卓越的科研成果、监管激励措施和行业专业知识的结合，将使德国成为现代数据中心概念的全球标杆。
为什么需要迅速采取行动？
罗伯特·绍尔德勒博士呼吁设立数据中心组织主席，这触及了德国面临的一个战略问题的核心。当其他国家正在大规模扩张其数字基础设施，增强其能力和科学基础时，德国却面临着落后的危险。
数字不言而喻：到2030年，德国需要600亿欧元的投资才能保持竞争力。如果没有科学依据和系统性方法，这些资金就无法得到最佳利用。设立教席将培养必要的专业知识，以有效管理这些投资并实现最大效益。
地缘政治风险日益加剧。对少数美国供应商的依赖，使德国容易受到其无法控制的政治决策和贸易冲突的影响。对于一个想要保持经济和政治行动能力的国家来说，数字主权并非可有可无，而是必需品。
《NIS 2指令》和《能源效率法》进一步加剧了网络安全和可持续性方面的挑战。如果没有科学支持，许多公司将难以经济高效地满足这些要求。
数据中心行业技术工人短缺问题日益严重。如果没有对专业人才进行系统的培训，德国将无法实施和运营计划中的扩容计划。
德国仍然有机会在欧洲乃至全球数据中心领域占据领先地位。凭借其强大的工业基础、科学传统以及位于欧洲中心的地理位置，德国具备成功实现数字化转型的所有先决条件。设立数字基础设施和数据中心组织主席职位将是抓住这一机遇、使德国适应数字化未来的重要基石。
时间紧迫。每一天，如果不对这一具有战略意义的课题进行系统的科学研究，就意味着在国际竞争中失去一天。政策制定者应该认真对待肖尔德勒博士的建议，并在为时已晚之前迅速采取行动。
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