讓數據中心甩掉能耗沉重賬單

2023-03-20 11:28:47 來源:新華網
        【每日科技網】
讓數據中心甩掉能耗沉重賬單

  《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》明确提出,到2022年,數據中心平均能耗基本達到國際先進水平。

  當今,全世界新産生的數據正以驚人速度增長。據統計,平均每11個月全世界的數據量即将翻倍,而且随着時間的發展,這個周期還在縮短。這意味着我們需要提供更多的數據中心,随之将帶來更多的能源需求,以及同步增加的能量排放。因此,數據中心提供商必須大幅降低碳排放,加速向綠色數據中心邁進。

  近日,工信部、國家機關事務管理局、國家能源局聯合印發《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》(以下簡稱《意見》),明确提出建設綠色數據中心是構建新一代信息基礎設施的重要任務,是保障資源環境可持續的基本要求,是深入實施制造強國、網絡強國戰略的有力舉措。到2022年,數據中心平均能耗基本達到國際先進水平。這猶如一聲令下,開啟數據中心“綠”境界。

  高能耗呼喚綠色數據中心

  如今,數據中心已經成為全球經濟發展的基石。我國的數據中心總量已超過40萬個,但是普遍存在能耗較高的問題,年耗電量超過全社會用電量的1.5%。

  據調查,目前困擾大多數企業數據中心最嚴重的問題是:運算密度的提高導緻用電密度的迅速加大,數據中心總體擁有成本随服務器的增加而成倍上升。過去的數據中心運算能力是目标,用電是“一般商品”,而現在和未來則相反,數據中心的運算能力是“一般商品”,用電是焦點。

  業内人士預見,未來發展方向是所有企業基本形态将在雲端用人工智能(AI)處理大數據。一切有雲、AI的地方都必然涉及大數據。如果人們現在不降低數據中心的能耗,毫無疑問,不久的将來需要支付一份沉重的賬單。

  《意見》提出,大力推動綠色數據中心創建、運維和改造,引導數據中心走高效、清潔、集約、循環的綠色發展道路,實現數據中心持續健康發展。

  所謂綠色數據中心,指數據機房中的IT系統、制冷、照明和電氣等能取得化的能源效率和最小化的環境影響。

  “要想數據中心可持續發展,選址尤為重要。”中科藍鲸公司首席運營官李炜說,“由于數據中心屬于高能耗産業,其用電負荷供應須高度可靠、穩定,因此應該選擇在供電能力充裕、供電價格相對較低的區域建設,以降低運營成本。又因數據中心内設備的能耗大部分會轉化為熱量,所以為盡可能提高制冷系統的效率或是使用自然冷源散熱,其更适合建設在室外環境溫度常年适宜及其偏冷,常年有風的地區。”

  聯想數據中心業務集團技術總監單獎定介紹:“數據中心選址要選好,盡量不選擇常年溫度較高的地方,如海南、廣東,也要避開需要長遠距離電力傳輸的地方。所以,比較理想之地,是較寒冷、離發電站近,且有綠色能源的地方。”

  目前,阿裡巴巴、騰訊、百度、華為、聯想等先後把數據中心轉移至貴州。“這是現在我國建立數據中心的新趨勢,選擇貴州是因為其不僅清潔能源如水電資源充足,電力也很便宜,而且當地還有很多恒溫恒濕的山洞,是适合建大型綠色數據中心的好地方。而對于西部欠發達地區發展大數據産業,能夠提供高科技工作崗位,留住并吸引人才,可謂抓住了新的機遇。”李炜說。

  “練内功”提能效刻不容緩

  “盡管數據中心完成從發達地區到欠發達地區遷移轉型,但并沒有降低能耗。下一步的挑戰是,提高能源使用效率(PUE),這就需要數據中心‘大練内功’,更新完善自身機制。”李炜指出。

  據統計,現行數據中心平均消耗的功率是大型商業寫字樓的百倍以上,一個大型數據中心使用相當于一個美國小城市的總電量,為服務器供電和冷卻所需的電能超過數據中心總運營成本的40%。而目前,國内衆多數據機房普遍存在大量低效系統,導緻數據中心能源使用效率不高,能達到綠色數據中心要求的為數不多,具有相當大的提升空間。

  在強化綠色設計層面,《意見》指出,加強對新建數據中心在IT設備、機架布局、制冷和散熱系統、供配電系統以及清潔能源利用系統等方面的綠色化設計指導。鼓勵采用液冷、分布式供電、模塊化機房以及虛拟化、雲化IT資源等高效系統設計方案,充分考慮動力環境系統與IT設備運行狀态的精準适配;鼓勵在自有場所建設自然冷源、自有系統餘熱回收利用或可再生能源發電等清潔能源利用系統;鼓勵應用數值模拟技術進行熱場仿真分析,驗證設計冷量及機房流場特性。

  單獎定指出:“綠色數據中心的理念在IT界不是新課題,已提出近十年左右。從IT人士角度來看,三部委發布的《意見》對如何構建綠色數據中心的指導相當全面,亮點頗多。一直以來,更低的PUE值是每個數據中心運營商緻力追求的目标。而對很多數據中心來說,實現尚有一定距離,可能某一點做到了,但未考慮到數據中心的整體架構,這需要提前規劃設計,如不同應用的可用性差異化、災備機制等。”

  《意見》提出,新建大型、超大型數據中心的PUE值達到1.4以下,高能耗老舊設備基本淘汰。

  單獎定說:“現在國内很多傳統數據中心的PUE值大于2.2,與國際先進水平相比有較大差距。因此,數據中心的設備應盡量選用綠色技術,比如聯想采用首創的45℃溫水水冷技術,PUE值低于1.1,為北京大學科研創新提供強大計算力保障。而同樣的計算機,不同廠家制造的節能效果不一,所以IT産品要節能性更好的。”

  此外,《意見》中指導性地提到了建立綠色運維管理體系,“這明确了節能、節水、資源綜合利用等方面的發展目标,并結合氣候環境和自身負載變化、運營成本等因素科學制定運維策略。如果發現很多計算機不是一直需要高峰負載運營,應考慮随需停運一部分,這可通過運維有效控制實現。”單獎定進一步說。

  完善綠色标準評價體系

  近兩年,由中國電子學會起草、中國電子技術标準化技術研究院參與編寫的《國家綠色數據中心試點評價指标體系(2017)》,就先進适用技術推廣使用、運維管理體系建設、能效提升、水資源利用、有害物質控制、廢棄電器電子産品處理、可再生能源和清潔能源應用等方面,做出了具體相關規定。

  去年,為總結推廣國家綠色數據中心試點經驗和做法,全面提升數據中心節能環保水平,三部委遴選出49家國家綠色數據中心,以起到先進示範作用。

  在推進相關試點工作時,工信部節能司能源節約處副處長袁令介紹說,已修訂綠色數據中心國家标準,指導行業标準委員會以及電子四院編制《數據中心資源利用電能能效要求和測量方法》等一系列重點标準,并且将其作為試點建設和評監的核心依據。

  “與歐美早先構建綠色數據中心進程相比,我們今天在追趕之中。然而中國數字經濟發展起來後,已經感受到國外客戶十幾年前的痛,我們追趕速度非常快。随着5G時代的到來,數據中心要處理更多數據,計算密度更高,能耗越來越成為首要考慮的問題,構建數據中心的一系列标配必須是綠色的。希望在《意見》之後,跟進實施細化到可執行性的機房設計、應用及基礎設施架構、液冷等關鍵節能技術的指導意見。”單獎定表示。

  為保障綠色數據中心達到高質量發展要求,《意見》提出,要建立完善綠色标準評價體系等長效機制。“顯然,這是國家兼顧現有基礎條件,制定出的長遠目标。如果能夠将其切分為階段性目标,有步驟地推動國内企業一步步往前走,相信會更快達到能源效率目标值。”李炜說。

  “希望政府層面對率先采取綠色技術的企業,能夠給與一定的激勵肯定,如表彰、提高企業商譽,而對于弄虛作假的行為,能夠有一定懲戒約束制度。再有,今後可以鼓勵推動更多的企業,把綠色數據中心機房作為特色産品輸送給‘一帶一路’沿線國家。”李炜強調。(記者 華 淩)

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