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开年至今，科技领(ling)域内最火热(re)的(de)(de)词应该就是(shi)东数(shu)(shu)西算了。东数(shu)(shu)西算的(de)(de)发展(zhan)(zhan)背(bei)景，起源于东西部地(di)区对于算力(li)、能(neng)源的(de)(de)供(gong)需调节。当然，数(shu)(shu)据中(zhong)心集群(qun)化(hua)(hua)、低碳化(hua)(hua)、中(zhong)心化(hua)(hua)的(de)(de)发展(zhan)(zhan)，瞄准的(de)(de)更是(shi)数(shu)(shu)字经济(ji)的(de)(de)数(shu)(shu)据红利(li)与(yu)智(zhi)能(neng)红利(li)，东数(shu)(shu)西算下的(de)(de)智(zhi)慧经济(ji)、智(zhi)慧城市等在(zai)这(zhei)个背(bei)景下，成为发展(zhan)(zhan)与(yu)增长的(de)(de)契(qi)机。

作为数字(zi)经济(ji)的(de)基础设施，数据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的(de)市(shi)场规(gui)模也在向上(shang)的(de)背景中(zhong)(zhong)(zhong)趋于(yu)(yu)增长。据(ju)Synergy的(de)最(zui)新预测(ce)，未来三(san)年(nian)内，全球超(chao)大规(gui)模运营商(shang)运营的(de)大型数据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)数量将(jiang)突破1000大关，并在此后继续快(kuai)速增长。而国内的(de)数据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)也仅次于(yu)(yu)美(mei)国快(kuai)步发展(zhan)，2021年(nian)中(zhong)(zhong)(zhong)国数据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)业务市(shi)场总规(gui)模接近(jin)3000亿(yi)元，增长幅度达30%。

在(zai)数据(ju)中心规模和容(rong)量快(kuai)速增长(zhang)的情(qing)况下(xia)，随之而来的便(bian)是运维(wei)管理复杂度和难(nan)度日益增大。尤(you)其是在(zai)“双碳”目标的要(yao)求下(xia)，数据(ju)中心的绿色(se)化发展也成为大势。

那么，对于数(shu)据中心来说，“发展”与(yu)绿(lv)色(se)化(hua)的结合(he)，有哪些必要性？绿(lv)色(se)改革(ge)的维度与(yu)趋势(shi)又有哪些呢？

“双碳”强风吹拂

我们知道，智能时(shi)代(dai)数(shu)字(zi)化(hua)转型与数(shu)字(zi)化(hua)经济(ji)背(bei)后，数(shu)据中心是保(bao)障其安全(quan)高效(xiao)的算力(li)基(ji)础设施，也是城市构建(jian)智慧大脑(nao)、智慧城市的重要载体，关系着民生改善、经济(ji)发(fa)展等。

大(da)多数(shu)前期(qi)规划构建(jian)的数(shu)据(ju)中(zhong)心，都是各大(da)企业自(zi)建(jian)满(man)足(zu)自(zi)身的业务(wu)需求。这些(xie)数(shu)据(ju)中(zhong)心以碎(sui)片化、粗放(fang)式建(jian)设(she)为主，机架使(shi)用率不高，能源消耗一直处于高位。这也使(shi)得数(shu)据(ju)中(zhong)心被业界(jie)诟(gou)病(bing)已(yi)久(jiu)，直接影响(xiang)到其健康(kang)发(fa)展。

研究机构数据显示，过(guo)去十年，我国数据中(zhong)心(xin)(xin)整体用电(dian)量(liang)以每年超过(guo)10%的速度递增(zeng)。截(jie)至2020年，数据中(zhong)心(xin)(xin)约占(zhan)我国用电(dian)量(liang)的2.7%。据IDC预计，到(dao)2024年数据中(zhong)心(xin)(xin)耗(hao)电(dian)量(liang)将占(zhan)到(dao)全(quan)社会耗(hao)电(dian)量(liang)的5%以上。可(ke)预见的是，随着市场(chang)体量(liang)和(he)需求的持续增(zeng)长，这一比例预计仍(reng)将上升(sheng)。

数据(ju)中心这个(ge)“能(neng)(neng)(neng)耗(hao)大(da)户”，也(ye)被政(zheng)府重点(dian)关注(zhu)，在“双碳”目标指引下，中央(yang)及地方对(dui)数据(ju)中心的能(neng)(neng)(neng)耗(hao)指标作出(chu)新(xin)规定，不仅(jin)对(dui)新(xin)建数据(ju)中心的审批收紧(jin)，对(dui)存量数据(ju)中心的PUE值(zhi)也(ye)提(ti)出(chu)更高的节能(neng)(neng)(neng)要求(qiu)。（注(zhu)：PUE值(zhi)是电(dian)能(neng)(neng)(neng)使(shi)用效率值(zhi)，指数据(ju)中心消耗(hao)的所有(you)能(neng)(neng)(neng)源与IT设备消耗(hao)能(neng)(neng)(neng)源的比(bi)值(zhi)。简单来说，PUE值(zhi)越接近1，意(yi)味着节能(neng)(neng)(neng)减(jian)排程(cheng)度越好。）

工信(xin)部(bu)等(deng)三部(bu)门印发的(de)(de)《关于(yu)加(jia)强绿色数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心建(jian)(jian)(jian)设的(de)(de)指导意见(jian)》提出，到2022年全国新(xin)建(jian)(jian)(jian)大(da)(da)型(xing)、超(chao)大(da)(da)型(xing)数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心PUE需达(da)到1.4以(yi)下。具体到各大(da)(da)城(cheng)市，数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心的(de)(de)节(jie)能指标(biao)也趋于(yu)严格(ge)。北京(jing)规(gui)定禁止(zhi)新(xin)建(jian)(jian)(jian)和扩建(jian)(jian)(jian)PUE》1.4的(de)(de)数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心，上海(hai)要(yao)求新(xin)建(jian)(jian)(jian)数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心PUE要(yao)限制在(zai)1.3以(yi)下。深圳更为严格(ge)，只有PUE低(di)于(yu)1.25的(de)(de)数据(ju)(ju)(ju)中(zhong)心才可以(yi)享(xiang)受新(xin)增能源(yuan)消(xiao)费(fei)量(liang)40%以(yi)上的(de)(de)支持。

数(shu)据中心(xin)(xin)的(de)绿(lv)色化(hua)，不仅(jin)是符合(he)绿(lv)色经济与双碳战略的(de)需(xu)求，对于自身的(de)健康发展来说，也有提效降(jiang)本的(de)需(xu)求。我们知道数(shu)据中心(xin)(xin)的(de)电(dian)力(li)成(cheng)(cheng)(cheng)本是占比最大(da)的(de)部分(fen)，基本上(shang)占据其(qi)营业成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)60%左右。一个(ge)大(da)型的(de)数(shu)据中心(xin)(xin)，一年的(de)电(dian)费支出在数(shu)千万。通过绿(lv)色计算的(de)方式降(jiang)低用电(dian)量(liang)(liang)能耗，即便是节省几个(ge)百(bai)分(fen)点的(de)耗电(dian)量(liang)(liang)，都意味着巨大(da)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本节约。

无(wu)论是政策与战略(lve)的(de)要(yao)求(qiu)，还是自身发展优(you)化(hua)的(de)需要(yao)，数据中心的(de)绿色化(hua)都(dou)已然成(cheng)为其必然的(de)选择(ze)。那(nei)么(me)，对于(yu)数据中心来说，PUE值降低可(ke)以(yi)从哪些(xie)维度(du)展开？数据中心有哪些(xie)领先(xian)的(de)具体实践与成(cheng)果？

全生命系统升维

如何降低数(shu)(shu)(shu)据(ju)中(zhong)心的(de)(de)PUE值(zhi)提高能效，已成为大(da)型数(shu)(shu)(shu)据(ju)中(zhong)心建设与运(yun)营最关心和最关键的(de)(de)问题(ti)。我们可以从数(shu)(shu)(shu)据(ju)中(zhong)心的(de)(de)绿(lv)色(se)等级评估这个维度(du)，观察到数(shu)(shu)(shu)据(ju)中(zhong)心的(de)(de)绿(lv)色(se)改(gai)革措施(shi)方向(xiang)。

开放数据中心(xin)(xin)委员会(hui)（ODCC）和(he)(he)国际绿色(se)网格组织(zhi)（TGGC）在国内数据中心(xin)(xin)的等级评估(gu)，指(zhi)标涉及能源效率、节(jie)能技(ji)术和(he)(he)绿色(se)管理3个维(wei)度(du)。

从评价对象的维(wei)度(du)(du)看(kan)，建(jian)筑和布(bu)局(ju)层(ceng)面，指的是(shi)(shi)需(xu)(xu)要从基建(jian)设(she)(she)计角度(du)(du)实(shi)现(xian)绿(lv)色数据(ju)中心(xin)，包括选址(zhi)、机(ji)房建(jian)筑规划、布(bu)局(ju)、建(jian)筑节能(neng)设(she)(she)计等(deng)；在动力和环境设(she)(she)施层(ceng)面，主要考(kao)虑的是(shi)(shi)供电系统、空调系统、暖通系统以及加(jia)湿和除尘设(she)(she)施的绿(lv)色化设(she)(she)计、运行和维(wei)护；在IT设(she)(she)备(bei)层(ceng)面，主要考(kao)虑路(lu)由器、网关和服务器等(deng)IT设(she)(she)备(bei)的选型(xing)、网络搭建(jian)以及使用中的节能(neng)优化等(deng)；在管(guan)理(li)层(ceng)面，需(xu)(xu)要从管(guan)理(li)角度(du)(du)来实(shi)现(xian)绿(lv)色数据(ju)中心(xin)，包括管(guan)理(li)制度(du)(du)、监控系统等(deng)方面。

这些关键的(de)(de)维度每(mei)一项都不能掉链子，尤其是(shi)对新(xin)建(jian)的(de)(de)数据中心来说，否则PUE值的(de)(de)不达标会面临被关停的(de)(de)局面。

在建筑布局层面，东数西算工(gong)程(cheng)可谓是最(zui)典型的例(li)子。将新数据中心的地(di)址(zhi)选在能(neng)源(yuan)丰(feng)富的西部(bu)地(di)区(qu)，承(cheng)接东部(bu)算力需(xu)求。以贵州为(wei)例(li)，其年(nian)平均气温(wen)仅(jin)有15℃，常(chang)年(nian)无(wu)风沙，且拥有众多大型水电(dian)工(gong)程(cheng)，电(dian)价便(bian)宜。这种得(de)天独厚的气候和能(neng)源(yuan)优势，不(bu)仅(jin)有利于服务器散热(re)，而(er)且利于电(dian)路(lu)板保持(chi)洁净，用电(dian)成本与设备维护的降低(di)，整(zheng)体运营(ying)成本随之(zhi)也(ye)保持(chi)在最(zui)优水平。

对于已经建(jian)成的(de)(de)数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心来(lai)说，绿色化的(de)(de)改革主要(yao)从动(dong)力(li)环(huan)境(jing)设(she)(she)(she)施(shi)和IT设(she)(she)(she)备层面(mian)进(jin)行(xing)优(you)化。数(shu)(shu)据(ju)统(tong)计，数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心能(neng)(neng)源侧的(de)(de)碳排放主要(yao)来(lai)自于IT设(she)(she)(she)备及基(ji)础设(she)(she)(she)施(shi)的(de)(de)电(dian)力(li)消(xiao)耗，在数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心能(neng)(neng)耗结构(gou)中(zhong)(zhong)(zhong)，主设(she)(she)(she)备耗电(dian)占45%～55%，空(kong)调设(she)(she)(she)备占35%～45%，电(dian)源及其(qi)他设(she)(she)(she)备占10%～15%。空(kong)调设(she)(she)(she)备的(de)(de)冷(leng)却系(xi)统(tong)能(neng)(neng)耗是数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心的(de)(de)消(xiao)耗大(da)头。液(ye)(ye)冷(leng)逐渐(jian)成为数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心的(de)(de)新选(xuan)择，随着(zhe)数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心单机柜功率密度不(bu)断提高，摩尔定律走(zou)向极限，液(ye)(ye)冷(leng)技术(shu)(shu)能(neng)(neng)带来(lai)更为直接的(de)(de)散热(re)优(you)势。与传统(tong)风(feng)冷(leng)技术(shu)(shu)相比(bi)(bi)，液(ye)(ye)冷(leng)系(xi)统(tong)耗电(dian)量方面(mian)约比(bi)(bi)风(feng)冷(leng)系(xi)统(tong)节(jie)省(sheng)电(dian)量30%～50%，应用液(ye)(ye)冷(leng)技术(shu)(shu)的(de)(de)数(shu)(shu)据(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心机房整(zheng)体能(neng)(neng)效(xiao)将(jiang)得(de)到30%提升。

在液冷数(shu)据(ju)中心的(de)布(bu)局(ju)方面，互联网巨(ju)头也积(ji)极参与布(bu)局(ju)。谷歌2018年宣布(bu)将(jiang)在其数(shu)据(ju)中心采(cai)用液冷技术并表示今(jin)后其数(shu)据(ju)中心的(de)降温方式将(jiang)向(xiang)液冷方向(xiang)转(zhuan)变。华(hua)为2017年推出FusionServer板(ban)级液冷方案，2018年华(hua)为云松山湖(hu)数(shu)据(ju)中心采(cai)用高性能液冷集(ji)群。2020年，阿里仁和的(de)数(shu)据(ju)中心也开始(shi)采(cai)用服(fu)务(wu)器全浸没液冷的(de)方式。

在IT设备层面，绿色(se)计算与数据(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)结合，成为新的(de)(de)重点。对(dui)(dui)于数据(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)整体能(neng)(neng)效而言，IT设备能(neng)(neng)效的(de)(de)提升(sheng)，意味着(zhe)在消耗同等能(neng)(neng)源的(de)(de)情况(kuang)下(xia)，数据(ju)中(zhong)心(xin)可(ke)提供的(de)(de)服务能(neng)(neng)力达到(dao)最(zui)优，对(dui)(dui)数据(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)整体能(neng)(neng)效提升(sheng)产生显著(zhu)的(de)(de)作用。

例如(ru)可(ke)以在(zai)数据中心用AI技术来进(jin)行(xing)数据的(de)分(fen)(fen)时(shi)调度(du)，实现智(zhi)能预测流量，进(jin)行(xing)合理的(de)扩容和缩容。通(tong)过这种计(ji)算资源(yuan)分(fen)(fen)配的(de)智(zhi)能绿色(se)计(ji)算，中心服务器利(li)用率相较之前同比提升两(liang)倍多。

据悉，北(bei)京气象局(ju)的(de)(de)(de)数据中(zhong)心(xin)通过搭建的(de)(de)(de)绿(lv)(lv)色(se)高性(xing)能计算(suan)(suan)(suan)系统和(he)液(ye)冷技术，其核心(xin)算(suan)(suan)(suan)力(li)提升近(jin)20倍，年用(yong)电减少近(jin)200万度(du)(du)。阿里在双十(shi)一的(de)(de)(de)服务器(qi)中(zhong)，采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)绿(lv)(lv)色(se)计算(suan)(suan)(suan)，11天省下64万度(du)(du)电，减少二氧化碳排放(fang)394吨。冬奥会的(de)(de)(de)赛事上，数据中(zhong)心(xin)也采(cai)用(yong)了智能的(de)(de)(de)绿(lv)(lv)色(se)计算(suan)(suan)(suan)和(he)液(ye)冷技术。这些(xie)企(qi)业与(yu)机构已经(jing)开始享受到绿(lv)(lv)色(se)计算(suan)(suan)(suan)与(yu)液(ye)冷技术应用(yong)的(de)(de)(de)甜头，许多(duo)擅(shan)长AI技术的(de)(de)(de)企(qi)业也开始在绿(lv)(lv)色(se)计算(suan)(suan)(suan)方面发力(li)，以AI智能解决方案(an)来降低数据中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)能耗，不断(duan)推(tui)进(jin)着(zhe)数据中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)绿(lv)(lv)色(se)建设与(yu)升级。

迈向融合与极简

在数据中(zhong)心(xin)不断升级打怪的(de)路上(shang)，核(he)心(xin)的(de)方(fang)向(xiang)还(hai)是围(wei)绕着(zhe)其全生命周期(qi)中(zhong)最(zui)大(da)限度地(di)降(jiang)本(ben)增效。具体的(de)趋势还(hai)是以(yi)绿色化(hua)(hua)、智(zhi)能化(hua)(hua)、安全可(ke)信(xin)的(de)方(fang)向(xiang)深化(hua)(hua)，细致的(de)方(fang)向(xiang)上(shang)会(hui)有(you)不同程度的(de)偏向(xiang)。

在(zai)绿(lv)色化的(de)(de)发(fa)展中，除了典型的(de)(de)液(ye)冷技(ji)术的(de)(de)升级与规模应用(yong)外，其配套的(de)(de)余热回(hui)收(shou)、利用(yong)技(ji)术也会(hui)被(bei)深入研(yan)究。而在(zai)配电系(xi)统(tong)中，会(hui)逐(zhu)渐(jian)应用(yong)最先进的(de)(de)锂(li)电池。传统(tong)的(de)(de)配电系(xi)统(tong)存在(zai)系(xi)统(tong)割裂、复杂、故(gu)障(zhang)难(nan)定(ding)位(wei)等(deng)问题，高效长寿的(de)(de)锂(li)电将会(hui)覆盖原铅电池，配电系(xi)统(tong)将会(hui)逐(zhu)渐(jian)走(zou)向全面的(de)(de)锂(li)电化。

在智能(neng)化(hua)的(de)方向，技术与创新会不(bu)断融合，数据(ju)中心的(de)集(ji)聚效应，将会推动(dong)异构算力融合、云网融合、多云调度等；同时也(ye)能(neng)够推动(dong)技术创新和模式创新，提升(sheng)关(guan)键技术产(chan)品的(de)研(yan)发支持和规模化(hua)应用。

安(an)全(quan)(quan)(quan)可(ke)靠(kao)的(de)(de)方向，数据(ju)(ju)中心(xin)基(ji)础设(she)施的(de)(de)建设(she)未来(lai)会更(geng)多考(kao)虑(lv)按(an)需扩容与(yu)支(zhi)持架构弹性(xing)(xing)的(de)(de)能力。数据(ju)(ju)中心(xin)的(de)(de)寿命通常(chang)是10-15年(nian)，而(er)IT技术(shu)的(de)(de)寿命通常(chang)是3-5年(nian)，数据(ju)(ju)中心(xin)的(de)(de)建设(she)要(yao)有前瞻性(xing)(xing)，在(zai)生命周期内最大程度满(man)足2～3代IT设(she)备(bei)的(de)(de)功(gong)率(lv)演进(jin)，承载各类的(de)(de)IT业务(wu)，匹配不(bu)(bu)同功(gong)率(lv)密度的(de)(de)IT设(she)备(bei)混合部(bu)署。在(zai)数据(ju)(ju)安(an)全(quan)(quan)(quan)的(de)(de)层面，则是存储与(yu)远(yuan)程计(ji)算(suan)(suan)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)进(jin)阶与(yu)数据(ju)(ju)安(an)全(quan)(quan)(quan)的(de)(de)流通。在(zai)数据(ju)(ju)量爆炸(zha)增长与(yu)算(suan)(suan)力激增的(de)(de)背景(jing)下，IT基(ji)础设(she)施复(fu)杂且标准不(bu)(bu)一的(de)(de)异构环(huan)境，要(yao)求数据(ju)(ju)中心(xin)运维具(ju)备(bei)更(geng)高的(de)(de)专业性(xing)(xing)和可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)。

如果(guo)从(cong)数(shu)(shu)据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)本(ben)(ben)身(shen)(shen)的(de)建设(she)角度来看，呈现的(de)是集群化、快(kuai)速(su)化、高效的(de)趋(qu)势，如东数(shu)(shu)西(xi)算工程的(de)大力推进，集群效应明显(xian)。在应对诸如战争(zheng)、疫情(qing)等“黑天鹅”事(shi)件，数(shu)(shu)据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)建设(she)周期(qi)要求不断严苛。伴随着数(shu)(shu)据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)由支撑系统(tong)转向生产系统(tong)，系统(tong)级(ji)和数(shu)(shu)据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)级(ji)架构极简(jian)将(jiang)成为主流(liu)，除(chu)了(le)应对其本(ben)(ben)身(shen)(shen)投(tou)资(zi)成本(ben)(ben)大的(de)弊端，在预制化、全模块化设(she)计下，数(shu)(shu)据中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的(de)快(kuai)速(su)部署、运维简(jian)单、高效节能等优势都将(jiang)会放大。

在(zai)数字(zi)经济的(de)(de)(de)大旗下，数字(zi)基础设施的(de)(de)(de)数据(ju)(ju)中(zhong)心，成本与效率，能耗与碳(tan)排，走上了趋优的(de)(de)(de)道路。对于产(chan)业(ye)来说，数据(ju)(ju)中(zhong)心的(de)(de)(de)变革也会壮大其生态。不(bu)断(duan)加(jia)强数据(ju)(ju)中(zhong)心上游(you)设备制造业(ye)和(he)下游(you)数据(ju)(ju)创新型(xing)应用、新型(xing)消(xiao)费产(chan)业(ye)等集(ji)聚与落地。例如(ru)算力(li)枢纽的(de)(de)(de)数据(ju)(ju)中(zhong)心，会发展一批(pi)数据(ju)(ju)加(jia)工、数据(ju)(ju)清洗、数据(ju)(ju)内容服务等偏劳动密集(ji)型(xing)的(de)(de)(de)产(chan)业(ye)。

回(hui)顾数据中心(xin)的绿(lv)色化(hua)(hua)发(fa)展(zhan)，我们会(hui)发(fa)现绿(lv)色化(hua)(hua)已经融(rong)入(ru)(ru)到智能化(hua)(hua)基础(chu)建设的底层，生活、生产的各(ge)个(ge)方面都(dou)被(bei)敷上(shang)了减(jian)碳(tan)排的降温贴(tie)，产业(ye)链的上(shang)下(xia)游都(dou)加入(ru)(ru)了节(jie)能环保的改造，发(fa)展(zhan)的进(jin)(jin)程不断深度(du)融(rong)入(ru)(ru)进(jin)(jin)绿(lv)色、低碳(tan)、循(xun)环的发(fa)展(zhan)规划下(xia)。

绿色(se)化(hua)的减(jian)碳(tan)网已经(jing)层(ceng)层(ceng)深裹住我们经(jing)济、生(sheng)产(chan)与生(sheng)活(huo)，虽(sui)然(ran)离(li)实(shi)(shi)(shi)现(xian)完全的绿色(se)地球(qiu)还(hai)有一段距离(li)，但(dan)全球(qiu)双碳(tan)战略的硬核实(shi)(shi)(shi)施与减(jian)碳(tan)排(pai)技术的不断深化(hua)，让这个康庄大道越来越平坦，不断加(jia)速着碳(tan)达标、碳(tan)中和目标的实(shi)(shi)(shi)现(xian)。