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開年至(zhi)今，科技領域(yu)內(nei)最火熱的(de)(de)詞應該就是東(dong)數(shu)西(xi)算(suan)(suan)了(le)。東(dong)數(shu)西(xi)算(suan)(suan)的(de)(de)發展背(bei)景，起源于東(dong)西(xi)部地區對(dui)于算(suan)(suan)力、能源的(de)(de)供需(xu)調節(jie)。當然，數(shu)據中(zhong)心(xin)集(ji)群化、低(di)碳化、中(zhong)心(xin)化的(de)(de)發展，瞄準的(de)(de)更是數(shu)字經濟的(de)(de)數(shu)據紅(hong)利(li)與智(zhi)能紅(hong)利(li)，東(dong)數(shu)西(xi)算(suan)(suan)下的(de)(de)智(zhi)慧(hui)經濟、智(zhi)慧(hui)城市等(deng)在這個背(bei)景下，成(cheng)為發展與增(zeng)長的(de)(de)契(qi)機(ji)。

作為數字(zi)經濟(ji)的(de)基(ji)礎設施，數據(ju)中(zhong)心(xin)(xin)的(de)市(shi)場規模也在向(xiang)上的(de)背(bei)景中(zhong)趨于(yu)增(zeng)長(chang)。據(ju)Synergy的(de)最新(xin)預測，未來三年(nian)內，全球(qiu)超大規模運(yun)營(ying)商運(yun)營(ying)的(de)大型數據(ju)中(zhong)心(xin)(xin)數量將突破1000大關，并在此后繼續快速增(zeng)長(chang)。而(er)國(guo)內的(de)數據(ju)中(zhong)心(xin)(xin)也僅次于(yu)美國(guo)快步發展，2021年(nian)中(zhong)國(guo)數據(ju)中(zhong)心(xin)(xin)業務(wu)市(shi)場總規模接近3000億(yi)元，增(zeng)長(chang)幅度達30%。

在數據中心規(gui)模和(he)(he)容量(liang)快速增(zeng)長的情況下，隨之而來(lai)的便是(shi)運維(wei)管(guan)理復(fu)雜度和(he)(he)難度日益增(zeng)大。尤其是(shi)在“雙(shuang)碳(tan)”目(mu)標的要求下，數據中心的綠色化(hua)發展也成為(wei)大勢。

那么(me)，對于數據中心(xin)來說，“發展”與(yu)綠(lv)色(se)化的結合，有哪些(xie)必要性？綠(lv)色(se)改(gai)革的維度與(yu)趨勢又有哪些(xie)呢？

“雙碳”強風吹拂

我們知道，智能時代數字化轉型與(yu)數字化經濟背后(hou)，數據中(zhong)心是(shi)保障其安(an)全高(gao)效的算(suan)力基礎(chu)設(she)施，也(ye)是(shi)城市(shi)構建智慧大腦、智慧城市(shi)的重要載體，關(guan)系著民生(sheng)改善(shan)、經濟發(fa)展(zhan)等(deng)。

大多數前(qian)期規(gui)劃構建的數據(ju)中心，都是各大企業(ye)(ye)自(zi)建滿足自(zi)身的業(ye)(ye)務需求(qiu)。這些數據(ju)中心以碎(sui)片化、粗(cu)放式建設為主，機架使用率不高(gao)，能源消耗一(yi)直處于高(gao)位。這也使得數據(ju)中心被業(ye)(ye)界詬(gou)病已久(jiu)，直接影響到其(qi)健康(kang)發展(zhan)。

研究機(ji)構數(shu)據(ju)顯示(shi)，過(guo)去(qu)十年(nian)，我國數(shu)據(ju)中心(xin)整體(ti)用電(dian)量以(yi)每年(nian)超(chao)過(guo)10%的(de)(de)速度遞增。截至2020年(nian)，數(shu)據(ju)中心(xin)約占我國用電(dian)量的(de)(de)2.7%。據(ju)IDC預計，到2024年(nian)數(shu)據(ju)中心(xin)耗電(dian)量將(jiang)占到全社會耗電(dian)量的(de)(de)5%以(yi)上(shang)。可預見的(de)(de)是，隨著市場體(ti)量和需求(qiu)的(de)(de)持(chi)續增長，這一比例(li)預計仍將(jiang)上(shang)升。

數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)這個“能耗大戶”，也(ye)被政府重點關注(zhu)(zhu)，在“雙碳”目標指(zhi)引下，中(zhong)(zhong)央及地方對數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)能耗指(zhi)標作出新規定，不僅對新建(jian)數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)審批(pi)收緊，對存量數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)PUE值(zhi)也(ye)提(ti)出更高的(de)(de)(de)節(jie)能要求。（注(zhu)(zhu)：PUE值(zhi)是(shi)電(dian)能使(shi)用效率(lv)值(zhi)，指(zhi)數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)消耗的(de)(de)(de)所(suo)有能源與IT設備(bei)消耗能源的(de)(de)(de)比值(zhi)。簡單來(lai)說，PUE值(zhi)越接近1，意味著(zhu)節(jie)能減排程(cheng)度越好。）

工信部等三(san)部門(men)印發的《關(guan)于(yu)加強綠色數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)建(jian)設(she)的指(zhi)導意見(jian)》提(ti)出，到2022年全國新建(jian)大型、超大型數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)PUE需達(da)到1.4以下(xia)。具體到各(ge)大城市，數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)的節(jie)能指(zhi)標(biao)也趨于(yu)嚴(yan)格(ge)。北京規定禁止新建(jian)和擴建(jian)PUE》1.4的數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)，上海要求新建(jian)數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)PUE要限制(zhi)在1.3以下(xia)。深圳更為嚴(yan)格(ge)，只有(you)PUE低于(yu)1.25的數據(ju)(ju)中(zhong)心(xin)才可(ke)以享(xiang)受新增能源(yuan)消費量40%以上的支持。

數(shu)(shu)據中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)綠色(se)(se)化(hua)，不僅是(shi)(shi)符(fu)合(he)綠色(se)(se)經濟(ji)與雙碳戰略(lve)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)，對于自(zi)身的(de)(de)(de)(de)健康(kang)發展來說，也有提(ti)效降本(ben)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)。我們(men)知道數(shu)(shu)據中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)電(dian)力成(cheng)本(ben)是(shi)(shi)占比(bi)最大的(de)(de)(de)(de)部分(fen)，基本(ben)上占據其營業成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)60%左(zuo)右。一(yi)個(ge)大型(xing)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據中(zhong)心，一(yi)年的(de)(de)(de)(de)電(dian)費支出在數(shu)(shu)千(qian)萬。通(tong)過綠色(se)(se)計算的(de)(de)(de)(de)方式降低用(yong)電(dian)量能耗，即便(bian)是(shi)(shi)節省幾個(ge)百分(fen)點的(de)(de)(de)(de)耗電(dian)量，都意味著巨大的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)節約(yue)。

無(wu)論(lun)是政策(ce)與戰略的要求(qiu)，還是自身(shen)發展優化的需要，數(shu)據中心的綠色化都(dou)已然成為(wei)其必然的選擇。那么，對于數(shu)據中心來說，PUE值降(jiang)低可以從哪(na)些維度展開？數(shu)據中心有哪(na)些領先的具體實踐與成果？

全生命系統升維

如何降(jiang)低(di)數據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)PUE值提高能效，已成為大型數據(ju)中(zhong)心(xin)建設(she)與運(yun)營(ying)最關心(xin)和最關鍵的(de)問(wen)題。我們(men)可以從數據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)綠(lv)色等級評估這個維(wei)度，觀察到(dao)數據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)綠(lv)色改革(ge)措施方向(xiang)。

開放數據(ju)中心(xin)委員會(hui)（ODCC）和(he)國(guo)際綠色網格(ge)組(zu)織（TGGC）在國(guo)內數據(ju)中心(xin)的等級評估(gu)，指標涉及能源效率、節能技術和(he)綠色管理3個維度。

從評價(jia)對(dui)象的(de)維度看，建(jian)(jian)筑(zhu)和(he)布(bu)局層(ceng)面(mian)，指的(de)是需(xu)要(yao)從基建(jian)(jian)設(she)(she)計角度實現綠(lv)色(se)數據中(zhong)(zhong)(zhong)心，包括(kuo)選(xuan)址、機房建(jian)(jian)筑(zhu)規劃、布(bu)局、建(jian)(jian)筑(zhu)節能(neng)設(she)(she)計等(deng)；在(zai)動力和(he)環境設(she)(she)施(shi)層(ceng)面(mian)，主要(yao)考慮的(de)是供電系統(tong)、空調系統(tong)、暖通系統(tong)以(yi)及(ji)(ji)加濕和(he)除塵設(she)(she)施(shi)的(de)綠(lv)色(se)化(hua)設(she)(she)計、運行和(he)維護；在(zai)IT設(she)(she)備層(ceng)面(mian)，主要(yao)考慮路由器、網(wang)關(guan)和(he)服務器等(deng)IT設(she)(she)備的(de)選(xuan)型(xing)、網(wang)絡搭建(jian)(jian)以(yi)及(ji)(ji)使(shi)用中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)節能(neng)優化(hua)等(deng)；在(zai)管(guan)理(li)層(ceng)面(mian)，需(xu)要(yao)從管(guan)理(li)角度來實現綠(lv)色(se)數據中(zhong)(zhong)(zhong)心，包括(kuo)管(guan)理(li)制度、監控系統(tong)等(deng)方面(mian)。

這些關鍵(jian)的維度(du)每一項都(dou)不能(neng)掉鏈子，尤其(qi)是對新建的數據中心來(lai)說(shuo)，否(fou)則PUE值的不達標會面臨被關停的局面。

在(zai)(zai)建(jian)筑布局層面(mian)，東(dong)數西(xi)算工程可(ke)謂是最典型的(de)(de)例子。將新數據中心的(de)(de)地(di)址選在(zai)(zai)能(neng)源(yuan)豐富(fu)的(de)(de)西(xi)部地(di)區，承(cheng)接東(dong)部算力需求(qiu)。以(yi)貴州為例，其年平(ping)均氣溫(wen)僅有(you)15℃，常年無風沙(sha)，且擁有(you)眾多大(da)型水電(dian)工程，電(dian)價便宜。這種得天獨(du)厚的(de)(de)氣候和能(neng)源(yuan)優勢，不僅有(you)利(li)(li)于服務器散熱，而且利(li)(li)于電(dian)路板保(bao)持潔凈(jing)，用(yong)電(dian)成本(ben)與設備維護的(de)(de)降低，整體運營成本(ben)隨(sui)之(zhi)也保(bao)持在(zai)(zai)最優水平(ping)。

對于已經建成的(de)(de)數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)來(lai)說，綠色(se)化的(de)(de)改(gai)革主(zhu)(zhu)要從動力環境設(she)(she)施(shi)和(he)IT設(she)(she)備層面進行(xing)優化。數據(ju)統(tong)計(ji)，數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)能源側的(de)(de)碳(tan)排放(fang)主(zhu)(zhu)要來(lai)自于IT設(she)(she)備及基礎(chu)設(she)(she)施(shi)的(de)(de)電(dian)力消(xiao)(xiao)耗(hao)，在數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)能耗(hao)結構中(zhong)(zhong)(zhong)，主(zhu)(zhu)設(she)(she)備耗(hao)電(dian)占(zhan)45%～55%，空調設(she)(she)備占(zhan)35%～45%，電(dian)源及其他設(she)(she)備占(zhan)10%～15%。空調設(she)(she)備的(de)(de)冷卻系(xi)統(tong)能耗(hao)是數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)的(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)大頭。液冷逐漸成為數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)的(de)(de)新選擇(ze)，隨著數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)單機柜功(gong)率密度(du)不斷提高，摩(mo)爾(er)定律走向極限(xian)，液冷技(ji)術能帶來(lai)更為直(zhi)接的(de)(de)散熱優勢。與(yu)傳(chuan)統(tong)風(feng)冷技(ji)術相比(bi)(bi)，液冷系(xi)統(tong)耗(hao)電(dian)量方面約比(bi)(bi)風(feng)冷系(xi)統(tong)節省電(dian)量30%～50%，應用(yong)液冷技(ji)術的(de)(de)數據(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)機房整體能效將得到30%提升。

在液冷(leng)(leng)(leng)數(shu)據(ju)中(zhong)心的(de)布局方(fang)(fang)(fang)面，互聯(lian)網巨頭也積極參(can)與布局。谷歌(ge)2018年宣(xuan)布將(jiang)在其數(shu)據(ju)中(zhong)心采用液冷(leng)(leng)(leng)技術并表示今后其數(shu)據(ju)中(zhong)心的(de)降溫方(fang)(fang)(fang)式(shi)將(jiang)向液冷(leng)(leng)(leng)方(fang)(fang)(fang)向轉(zhuan)變。華為(wei)2017年推出FusionServer板(ban)級液冷(leng)(leng)(leng)方(fang)(fang)(fang)案，2018年華為(wei)云松山湖數(shu)據(ju)中(zhong)心采用高性能液冷(leng)(leng)(leng)集(ji)群。2020年，阿里仁和的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)心也開始采用服務(wu)器全(quan)浸沒液冷(leng)(leng)(leng)的(de)方(fang)(fang)(fang)式(shi)。

在(zai)IT設(she)備(bei)層面，綠色計(ji)算與數據(ju)中(zhong)心的(de)結合，成為新的(de)重點。對于數據(ju)中(zhong)心的(de)整體能效而言(yan)，IT設(she)備(bei)能效的(de)提(ti)(ti)升，意味著在(zai)消耗同等能源的(de)情(qing)況下(xia)，數據(ju)中(zhong)心可提(ti)(ti)供的(de)服務能力達到最優，對數據(ju)中(zhong)心的(de)整體能效提(ti)(ti)升產生顯著的(de)作用(yong)。

例如可以(yi)在數(shu)據中(zhong)心用AI技術來進行數(shu)據的(de)分(fen)時調(diao)度，實現智能預測(ce)流量，進行合理(li)的(de)擴容(rong)和縮容(rong)。通(tong)過這種計算(suan)資源分(fen)配的(de)智能綠色(se)計算(suan)，中(zhong)心服務(wu)器利用率相(xiang)較之(zhi)前同比(bi)提升兩(liang)倍(bei)多。

據悉，北京氣象(xiang)局(ju)的數(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)通過搭建的綠(lv)色(se)高(gao)性(xing)能(neng)計算(suan)系(xi)統和(he)液冷(leng)技(ji)術，其核心(xin)(xin)算(suan)力提升(sheng)近20倍，年(nian)用(yong)(yong)電減少近200萬度(du)。阿(a)里(li)在雙十一的服務器中(zhong)(zhong)，采用(yong)(yong)的綠(lv)色(se)計算(suan)，11天省下(xia)64萬度(du)電，減少二氧(yang)化碳(tan)排放394噸。冬奧會的賽事上(shang)，數(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)也采用(yong)(yong)了智(zhi)能(neng)的綠(lv)色(se)計算(suan)和(he)液冷(leng)技(ji)術。這些(xie)企(qi)業與(yu)機構已經開始(shi)享受(shou)到綠(lv)色(se)計算(suan)與(yu)液冷(leng)技(ji)術應(ying)用(yong)(yong)的甜頭，許(xu)多擅(shan)長AI技(ji)術的企(qi)業也開始(shi)在綠(lv)色(se)計算(suan)方(fang)面發力，以AI智(zhi)能(neng)解決(jue)方(fang)案(an)來降低數(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的能(neng)耗(hao)，不斷推(tui)進著數(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的綠(lv)色(se)建設(she)與(yu)升(sheng)級。

邁向融合與極簡

在數據中心(xin)不斷升級打怪(guai)的(de)路上，核心(xin)的(de)方(fang)向還是(shi)圍繞著其全(quan)(quan)生命周期中最大限(xian)度地降本增(zeng)效。具體(ti)的(de)趨勢還是(shi)以綠(lv)色化、智能化、安全(quan)(quan)可(ke)信的(de)方(fang)向深化，細致的(de)方(fang)向上會有不同程度的(de)偏(pian)向。

在(zai)綠色化的(de)(de)發展(zhan)中(zhong)，除了(le)典型(xing)的(de)(de)液冷(leng)技(ji)術的(de)(de)升級與規模應用(yong)(yong)外，其配(pei)套的(de)(de)余熱(re)回收、利用(yong)(yong)技(ji)術也會(hui)被(bei)深入(ru)研究。而在(zai)配(pei)電系(xi)統中(zhong)，會(hui)逐漸應用(yong)(yong)最(zui)先(xian)進的(de)(de)鋰(li)(li)電池。傳統的(de)(de)配(pei)電系(xi)統存在(zai)系(xi)統割裂、復雜、故障難定位等問題，高效長壽的(de)(de)鋰(li)(li)電將會(hui)覆蓋原鉛電池，配(pei)電系(xi)統將會(hui)逐漸走向全(quan)面(mian)的(de)(de)鋰(li)(li)電化。

在智能化的(de)方(fang)向，技(ji)術與創(chuang)新(xin)會不斷(duan)融合(he)，數據中心的(de)集聚效應，將會推(tui)動(dong)(dong)異構算力融合(he)、云網融合(he)、多(duo)云調度等；同時也能夠(gou)推(tui)動(dong)(dong)技(ji)術創(chuang)新(xin)和模(mo)式創(chuang)新(xin)，提升關鍵技(ji)術產(chan)品的(de)研發支(zhi)持和規模(mo)化應用(yong)。

安全(quan)(quan)可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)方(fang)向，數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)基礎設(she)施(shi)的(de)(de)(de)建設(she)未來會更(geng)多(duo)考慮按需擴容與(yu)支(zhi)持架構(gou)彈性的(de)(de)(de)能力(li)(li)。數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)壽命(ming)通(tong)常(chang)是10-15年(nian)，而IT技術(shu)的(de)(de)(de)壽命(ming)通(tong)常(chang)是3-5年(nian)，數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)建設(she)要(yao)有前(qian)瞻(zhan)性，在(zai)生(sheng)命(ming)周期(qi)內最大程度滿足2～3代IT設(she)備的(de)(de)(de)功率(lv)演(yan)進，承載各類的(de)(de)(de)IT業務，匹配(pei)不(bu)同功率(lv)密度的(de)(de)(de)IT設(she)備混合部署(shu)。在(zai)數(shu)據(ju)安全(quan)(quan)的(de)(de)(de)層面，則是存儲與(yu)遠(yuan)程計算(suan)的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性進階與(yu)數(shu)據(ju)安全(quan)(quan)的(de)(de)(de)流通(tong)。在(zai)數(shu)據(ju)量爆炸增長(chang)與(yu)算(suan)力(li)(li)激增的(de)(de)(de)背景下，IT基礎設(she)施(shi)復雜且標準不(bu)一(yi)的(de)(de)(de)異(yi)構(gou)環境(jing)，要(yao)求數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)運維(wei)具備更(geng)高的(de)(de)(de)專(zhuan)業性和(he)可(ke)靠(kao)性。

如果從數據(ju)中(zhong)心(xin)本(ben)(ben)身的(de)(de)建(jian)設角度來看，呈現的(de)(de)是集群化、快速化、高效的(de)(de)趨勢(shi)，如東數西算(suan)工(gong)程的(de)(de)大(da)(da)力推進，集群效應(ying)(ying)明(ming)顯。在(zai)應(ying)(ying)對(dui)諸如戰爭、疫情等(deng)“黑天(tian)鵝(e)”事件，數據(ju)中(zhong)心(xin)建(jian)設周期要求不斷(duan)嚴苛。伴隨著數據(ju)中(zhong)心(xin)由支撐(cheng)系統轉向生產系統，系統級和數據(ju)中(zhong)心(xin)級架(jia)構極簡(jian)(jian)將成為主流，除了應(ying)(ying)對(dui)其(qi)本(ben)(ben)身投資成本(ben)(ben)大(da)(da)的(de)(de)弊(bi)端，在(zai)預制化、全模塊化設計下(xia)，數據(ju)中(zhong)心(xin)的(de)(de)快速部(bu)署、運(yun)維簡(jian)(jian)單、高效節能等(deng)優(you)勢(shi)都將會放大(da)(da)。

在數(shu)(shu)字經濟的(de)(de)大(da)旗下(xia)，數(shu)(shu)字基礎設(she)(she)施的(de)(de)數(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心，成本與效率，能耗與碳(tan)排，走(zou)上(shang)了趨優(you)的(de)(de)道路(lu)。對于(yu)產(chan)業(ye)來說(shuo)，數(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心的(de)(de)變革也會壯大(da)其生態。不(bu)斷加強數(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心上(shang)游設(she)(she)備制(zhi)造業(ye)和(he)下(xia)游數(shu)(shu)據創新(xin)型(xing)(xing)應(ying)用、新(xin)型(xing)(xing)消(xiao)費產(chan)業(ye)等集(ji)聚與落地(di)。例如算力樞紐的(de)(de)數(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心，會發展一批數(shu)(shu)據加工、數(shu)(shu)據清洗、數(shu)(shu)據內(nei)容服務(wu)等偏勞動密集(ji)型(xing)(xing)的(de)(de)產(chan)業(ye)。

回顧(gu)數據中心(xin)的(de)綠(lv)色(se)化發(fa)展(zhan)，我們(men)會發(fa)現綠(lv)色(se)化已(yi)經(jing)融入(ru)到(dao)智能化基礎(chu)建設的(de)底層，生活、生產的(de)各個方(fang)面都被敷上(shang)了減碳(tan)排的(de)降(jiang)溫貼，產業鏈的(de)上(shang)下游都加(jia)入(ru)了節能環保的(de)改造，發(fa)展(zhan)的(de)進(jin)程(cheng)不(bu)斷(duan)深度融入(ru)進(jin)綠(lv)色(se)、低碳(tan)、循(xun)環的(de)發(fa)展(zhan)規劃下。

綠(lv)色化(hua)的減碳網已經層層深裹住(zhu)我們經濟、生產與(yu)生活(huo)，雖然離實(shi)(shi)現(xian)完全的綠(lv)色地球還有一段(duan)距離，但全球雙(shuang)碳戰略(lve)的硬核(he)實(shi)(shi)施與(yu)減碳排技術的不斷深化(hua)，讓這個康莊大道越來越平坦(tan)，不斷加速(su)著碳達標(biao)、碳中和目(mu)標(biao)的實(shi)(shi)現(xian)。