數據中心：鍊接超算時代與可持續未來

　　有數據顯示，ChatGPT每回答20-50個問題就需要「喝掉」一瓶500毫升的水，而最初訓練GPT模型時更是消耗了數以萬計的水。

　　據估算，使用微軟進的數據中心(IDC)來訓練GPT-3模型，将直接消耗70萬升淡水——這足夠用來制造370輛寶馬汽車或者320輛特斯拉電動車。

　　如果僅僅使用一般性能的數據中心，再考慮規模更大、處理更複雜的GPT-4模型，以及龐大的用戶群體，ChatGPT耗水量更加驚人。

　　但另一方面，全球正面臨水資源短缺危機。

　　世界銀行2030水資源小組研究發現，到2030年全球水資源需求量(預測)與可用水供應量之間将出現40%的缺口。

　　這是數字化與可持續發展「雙主題」時代下的抉擇，也是社會經濟在增長(growth)與發展(development)之間進行權衡的縮影。

　　1.數據中心的可持續挑戰

　　去年底，ChatGPT的突然爆火，點燃了全球AIGC(生成式人工智能)的應用熱潮。相較而言，AIGC需要更強大的算力和存力。而作為承載算力和存力的基礎設施，IDC行業亦獲得了更大發展機遇。

　　不過，以AIGC為核心的新一輪技術革命也給IDC行業的發展帶來挑戰。

　　除了技術層面需要不斷創新升級外，IDC行業還面臨一系列可持續性挑戰。這是當前可持續發展時代背景下的新命題。

　　IDC行業面臨的第一大可持續挑戰就是碳排放問題，這主要源自其巨大的能耗。

　　根據國際能源署(IEA)的估計，2022年全球數據中心消耗電力240-340太瓦時，約占全球電力需求的1-1.3%。與2015年相比，全球數據中心耗電量增加了10%-60%。

　　若不進行能源轉型，數據中心因耗電所産生的溫室氣體排放量将是驚人的。

　　相比能耗，本章開頭所提到的數據中心耗水問題容易被人們所忽略。

　　數據中心的耗電并非都直接用在數據處理和存儲上，其中大約一半的電力用在設備散熱上。而随着數據中心規模越來越大，傳統冷卻系統耗電成本較高且不符合更低能耗指标(PUE)要求。因此，大型數據中心逐步棄電用水，通過冷水機或冷卻塔來交換熱量。(注：PUE(Power Usage Effectiveness)指數據中心電能利用效率，是數據中心總耗電量與數據中心IT設備耗電量的比值，PUE數值大于1，越接近1表明用于IT設備的電能占比越高，制冷、供配電等非IT設備耗能越低。)

　　這雖然可以大幅降低耗電量，但卻又因蒸發等原因造成驚人的耗水量。比如微軟在2022财年的耗水量為640萬立方米，同比增加34%。

　　另一方面，由于擔心設備遇水發生腐蝕等破壞，數據中心多使用淡水，僅有一小部分為非飲用水或可再生水。

　　2022年，谷歌全球各地的數據中心共耗水52.2億加侖(約1,976立方米)，其中四分之三以上均為淡水。

　　這種用水結構進一步增加了數據中心行業對全球水生态系統的影響。

　　除能耗和水耗問題外，電子廢棄物同樣是數據中心具有前瞻屬性的可持續挑戰。

　　數據中心裝配了大量電子設施設備，這也意味将産生相應的電子廢棄物。

　　根據聯合國大學(UNU)的數據，2019年全球累計産生了5,360萬噸電子垃圾，較2014年增長920萬噸，預計2030年将達到7,470萬噸。

　　廢棄的電子垃圾可能含有有毒物質，用于熱量交換的設備中還存在造成溫室氣體排放的制冷劑。

　　若不經過妥善處置，這些電子廢棄物将造成資源浪費、有毒物質和溫室氣體排放，對生态環境造成嚴重破壞。

　　随着可持續挑戰日益加劇以及公衆意識的增強，數據中心的建設和運營受到限制甚至被迫放棄。

　　近期，谷歌原本計劃在烏拉圭建設的數據中心，因每天消耗數百萬升水而遭到當地居民的強烈反對。目前，該項目正重新計劃和協商，以關注當地水資源危機。

　　此外，Meta、AWS、Equinix、Vantage的多個數據中心項目，也因能耗、水耗或占地面積較大等問題，受到當地民衆抵制。

　　2.數據中心行業的應對之道

　　面對數字化機遇和可持續發展挑戰，數據中心運營商們已在理念、管理和行動上進行了實踐和創新。

　　2022年初，國家發改委聯合多部門印發了關于建設國家算力樞紐節點的通知，「東數西算」工程正式全面啟動。其中，「東數西算」工程對IDC行業實現低碳、綠色、可持續發展提出了更高要求。

　　作為「東數西算」工程投運規模的第三方IDC運營商，秦淮數據(CD.US)率先在行業内提出了「零碳算力」的戰略理念，并在綠色選址、運維管理、技術創新、可再生能源等方面給出了秦淮的答案。

　　在選址規劃上，秦淮數據遵循「能源流」「業務流」「數據流」三流合一的原則，在能源分布、與用戶的距離、運營的網絡連通性等多重因素中尋找解。

　　為強化數據中心的綠色屬性，秦淮數據優先考慮在在可再生能源富集區和「棄風棄電」比例較高的地區布局數據中心，并考慮數據中心與數據處理需求密集區域的距離，以減少數據傳輸過程中的能源損耗。

　　在綠色運維管理方面，秦淮數據以「PUE-WUE-CUE」為踐行節能低碳理念的關鍵鍊路，明确運營環節環境管理目标。(注：WUE(Water Usage Effectiveness)指數據中心水資源利用效率，是數據中心總耗水量與數據中心IT設備耗電量的比值，WUE數值越小，代表數據中心利用水資源的效率越高。CUE(Carbon Usage Effectiveness)指數據中心碳使用效率，是數據中心IT能耗産生的二氧化碳量與數據中心IT設備耗電量的比值，CUE數值越小，代表數據中心碳排放量越低。)

　　目前，秦淮數據的數據中心能源利用效率國内外。有數據顯示，中國85%的數據中心PUE仍在1.5~2之間。根據Uptime的調查，全球數據中心平均PUE是1.55。而根據秦淮數據《2022年ESG報告》，其國内數據中心平均PUE為1.21，優于國内外平均水平。

　　圖：全球數據中心平均PUE

　　圖片來源：Uptime，2022 Global Data Center Survey

　　另一方面，秦淮數據《2022年ESG報告》顯示，其水資源強度2022年為527.89噸/百萬元，低于去年的530.48噸/百萬元。

　　為減少廢水排放及水資源浪費，秦淮數據利用廢水回收方案，将廢水回收率提高至95%。秦淮數據還利用雨水收集裝置，以減少淡水取用量。

　　同時，秦淮數據在節水冷卻、無水冷卻、熱回收等技術創新方面進行了探索。

　　其中，秦淮數據研發的「玄冰」冷卻系列技術，有效提高了能源和水資源使用效率，并在能耗、水耗和成本上形成了優勢。

　　比如，「玄冰」浸沒液冷可使數據中心PUE低至1.09，年均PUE保持在1.1以下。「玄冰」無水冷卻技術則采用無水替代方案，從根本上破解限水、缺水困境，并實現行業内WUE為零、無水節能效益。

　　圖：秦淮數據「玄冰」冷卻系列技術環境表現

　　圖片來源：秦淮數據，《2022年ESG報告》

　　在可再生能源利用方面，秦淮數據正穩步推進實現其可再生能源的目标。

　　2020年，秦淮數據提出，到2030年，其國内新一代超大規模數據中心将采用可再生能源。

　　次年，秦淮數據又提出，到2040年，其全球自有數據中心算力園區使用綠色能源。同年，秦淮數據正式加入「RE100」倡議組織。(注：RE100( Renewable Electricity)是由國際氣候組織與碳信息披露項目(CDP)在2014年合作發起的全球企業可再生能源倡議，加入RE100的企業必須公開承諾2050年前實現使用可再生能源，并按照要求每年披露用電數據和目标進展情況。)

　　為加強可再生能源在數據中心的應用，秦淮數據提出了超大規模數據中心「源網荷儲」一體化解決方案，通過自建大型可再生能源風光項目基地，利用當地可再生能源發電與電網資源，實現清潔能源的就近消納。

　　比如在參與甘肅省慶陽市樞紐節點選址建設的過程中，秦淮數據利用了當地富集的風、光、天然氣等可再生(清潔)能源的天然屬性，通過「源網荷儲一體化」的可再生能源開發模式，以将當地超大規模(容量達150MW)算力基礎設施集群打造為「零碳」數據中心。

　　除此以外，2022年，秦淮數據對海内外主要數據中心進行了碳盤查，并邀請專業第三方對碳排放數據進行核查，以為其制定碳減排目标和路徑奠定基礎。

　　目前，秦淮數據制定的溫室氣體減排目标是，到2050年運營範圍和價值鍊範圍溫室氣體排放量較基準年(2022年)均下降90%。

　　由此看來，2022年将開啟秦淮數據邁向「零碳算力」的新階段。秦淮數據正用自己的方式為零碳時代貢獻行業智慧和秦淮力量。

　　3.從「DATA」到「SAFE」

　　綠色低碳隻是可持續發展時代背景的冰山一角，亦是秦淮數據ESG戰略行動的其中一環。在去年「DATA」的基礎上，秦淮數據今年将ESG戰略體系升級為「SAFE」。(注：DATA是Decarbonization、Alignment、Technology、 Advanced的首字母縮寫，意為零碳引領、生态共赢、科技驅動和敢為當先)

　　通過其企業運營特性及企業文化，參考聯合國可持續發展目标，「SAFE」以「穩定透明(Stable)」「創想卓越(Advanced)」「共赢未來(Forward)」「綠色集約(Eco-friendly)」為核心要素，寓意秦淮數據将穩定、綠色、高質量的「将電力轉化為優質算力」。

　　圖：秦淮數據「SAFE」戰略體系

　　圖片來源：秦淮數據，《2022年ESG報告》

　　目前，秦淮數據正進入高增長時期。2022年，秦淮數據全年實現營收45.5億元，同比增長60%;淨利潤6.52億元，增長106%。2023年上半年，秦淮數據實現營收29.97億元，同比增長53%。

　　截至6月底，秦淮數據在全球已運營及在建數據中心共35座，IT總容量945MW。

　　從「DATA」到「SAFE」，不僅僅是ESG戰略體系的升級，也意味着秦淮數據将為其業務基礎注入強大的ESG基因，以築牢其持續增長的護城河。

　　近年來，随着數字經濟的發展，數據安全備受關注。對于數據中心行業來說，數據安全更是必須堅守的生命線。

　　目前，秦淮數據建立了多維立體的信息安全保障機制，通過數據安全治理架構、運營保障機制和數據安全審計措施，實現全方位、全流程的信息安全保護。

　　在其主要數據中心場所，秦淮數據分别通過了ISO/IEC 20000-1、ISO 27001:2013各類信息安全體系認證。從技術能力、安全管理、隐私管理到業務連續性等方面，采取更加完善的數據和信息保護行動。

　　針對可能出現的系統異常、網絡攻擊、物理安全不穩定等信息安全突發事故，秦淮數據建立了完整的應急響應流程，通過團隊的統一協調、有序的時間分析機制和閉環管理機制，确保能夠及時響應并妥善解決潛在的信息安全事故。

　　在安全、可靠、穩定運營的同時，秦淮數據還緻力于與區域共享發展價值。

　　在「東數西算」工程的戰略部署下，秦淮數據以核心業務，促進的數據中心所在區域形成具有特色的産業集群，賦能當地經濟發展。

　　無論是在山西大同、河北張家口，還是甘肅慶陽，秦淮數據通過數字中心建設，帶動裝備制造、服務器産線、數據産業基地、産業互聯網等上下遊協同發展，帶動當地數據中心産業集群發展。

　　同樣，秦淮數據還實現了賦能「出海」。

　　作為馬來西亞的超大規模數據基礎設施提供商之一，秦淮數據一直積極布局馬來西亞基礎設施建設，持續為馬來西亞數字化轉型加速助力。

　　2022年，秦淮數據榮獲馬來西亞政府授予的認可Malaysia Digital Status(MD Status)。後疫情時代，數字化和可持續發展已經成為全球經濟複蘇的主旋律。

　　近年來，中國在新基建、雙循環、「東數西算」等戰略驅動下，數字經濟逐步成為助推經濟增長的核心力量。

　　另一方面，中國「雙碳」目标等可持續發展戰略又使數字化發展面臨更高的綠色、可持續發展要求。

　　更為關鍵的是，數字化又是可持續變革的有效工具。

　　根據全球電子可持續發展倡議組織(GeSI)的研究，數字技術可以幫助中國每年減少二氧化碳排放量14億噸。

　　在數字化與可持續發展「雙主題」時代下，無論技術變革有多快，數字化的發展之路似乎是确定的。

　　正如秦淮數據首席執行官吳華鵬先生所說：雙重因素疊加，正在促使數據中心行業醞釀新的一輪産業變革，「綠色、低碳、集約、高效」原則成為推動綠色經濟和數字經濟協同發展的破局之鑰。

　　作為現如今經濟社會運行的關鍵基礎設施，可持續發展是IDC行業的必由之路，IDC也注定成為郁郁蔥蔥的綠色世界中不可或缺的一部分。