飛象網(wǎng)訊(易歡)發(fā)展綠色低碳數(shù)據(jù)中心,是當(dāng)下時(shí)不我待的命題,也是時(shí)代的風(fēng)口產(chǎn)業(yè)。
隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷深入和廣泛應(yīng)用,全球進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,全社會(huì)的數(shù)據(jù)總量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)、算力需求也在持續(xù)擴(kuò)張,作為算力發(fā)展的物理載體,數(shù)據(jù)中心在全球遍地開花的同時(shí)也面臨諸多挑戰(zhàn),首當(dāng)其沖的便是綠色節(jié)能低碳。
數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)從2016年的124.4萬(wàn)個(gè)增加到2019年的315萬(wàn)個(gè),三年增154%,其中超大型數(shù)據(jù)中心占比從11.3%增加到37.4%。預(yù)計(jì)2030年數(shù)據(jù)中心耗電量是2020年的5.1倍,這就意味著數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和發(fā)展本身將帶來(lái)巨大的能耗挑戰(zhàn)。
從2020年國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的總能耗來(lái)看,已突破2千億千瓦時(shí),約為10天的全社會(huì)用電量。如果折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒發(fā)電,則消耗了6千萬(wàn)噸煤的燃燒,排放了1.6億噸的二氧化碳!辈豢煞裾J(rèn),數(shù)據(jù)中心已成為“碳減排”的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域!崩顺毙畔⑹紫軜(gòu)師葉毓睿坦言。
浪潮信息首席架構(gòu)師 葉毓睿
尤其是在國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,推進(jìn)數(shù)據(jù)中心行業(yè)的脫碳轉(zhuǎn)型對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要作用。不僅如此,如何讓作為耗能大戶的數(shù)據(jù)中心可以降低用電成本、實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能減排不僅關(guān)乎到產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對(duì)推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展也至關(guān)重要,基于此,綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)正在成為大勢(shì)所趨。
“雙碳”目標(biāo)加速綠色數(shù)據(jù)中心變革
碳達(dá)峰、碳中和是近兩年比較熱的詞匯。為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化,促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,世界各國(guó)都在積極采取行動(dòng)加快實(shí)現(xiàn)碳中和,中國(guó)也在其列。2020年9月,中國(guó)宣布力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到二氧化碳排放峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的背景下,數(shù)據(jù)中心作為“新基建”的數(shù)字基底,也被賦予更多期望。
眾所周知,在當(dāng)下這個(gè)數(shù)據(jù)爆炸增長(zhǎng)的時(shí)代,數(shù)據(jù)中心的處理能力和存儲(chǔ)容量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),對(duì)能源的消耗也水漲船高,艾瑞咨詢的研究顯示,當(dāng)前電力成本已經(jīng)占數(shù)據(jù)中心整體運(yùn)營(yíng)支出中的一半以上,可以肯定的是,數(shù)據(jù)中心已成為主要的碳排放源之一。因此,要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),打造綠色數(shù)據(jù)中心至關(guān)重要。
為了加速綠色低碳數(shù)據(jù)中心的建設(shè),國(guó)家層面也出臺(tái)了一些政策為其助力。今年5月,工信部等四部門聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》的通知中指出,隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)度加快,迫切需要推動(dòng)數(shù)據(jù)中心合理布局、供需平衡、綠色集約和互聯(lián)互通,構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系,促進(jìn)數(shù)據(jù)要素流通應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展。
不久前,工業(yè)和信息化部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》(以下簡(jiǎn)稱“行動(dòng)計(jì)劃”)中更是明確,用3年時(shí)間,基本形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。到2021年底,全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均利用率力爭(zhēng)提升到55%以上,,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下,到2023年底降至1.3以下。
值得注意的是,數(shù)據(jù)中心是用能非常集中的大型設(shè)施,要想實(shí)現(xiàn)綠色低碳需求并非易事。對(duì)此,中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)鄔賀銓認(rèn)為,要實(shí)施數(shù)據(jù)中心綠色低碳運(yùn)行方式,就需要做到:優(yōu)化選址,形成自然風(fēng)洞效應(yīng);疊加光伏、綜合供能、高效致冷、余熱循環(huán)利用;通過數(shù)據(jù)清洗與標(biāo)注提升存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,減少無(wú)效數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),冷熱數(shù)據(jù)分開存放;云邊端協(xié)同優(yōu)化數(shù)據(jù)處理效率。
此外,中國(guó)信息通信研究院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副總工程師郭亮在努力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的大背景下,結(jié)合我國(guó)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展和綠色低碳的要求也給出了四點(diǎn)發(fā)展建議:第一,提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率,降低PUE;第二,投資建設(shè)分布式/大型集中式項(xiàng)目;第三,市場(chǎng)化采購(gòu)可再生能源;第四,購(gòu)買綠色電力證書。
與此同時(shí),郭亮指出:”過去幾年,我國(guó)的數(shù)據(jù)中心發(fā)展較國(guó)際數(shù)據(jù)中心發(fā)展水平差別并不大,機(jī)柜、組塊模塊方面發(fā)展都比較快,可以在技術(shù)方面投入更多的力量,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心效率的提高,降低PUE,減少碳排放!
技術(shù)創(chuàng)新助推數(shù)據(jù)中心有效節(jié)能減排
確實(shí)如此,除了國(guó)家層面的助力外,技術(shù)創(chuàng)新毫無(wú)疑問是助推數(shù)據(jù)中心有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的必選項(xiàng)。
事實(shí)上,圍繞綠色低碳,行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)如百度、阿里、騰訊、浪潮等一直在進(jìn)行著積極探索,通過在機(jī)柜、液冷等技術(shù)上的不斷創(chuàng)新,為構(gòu)建新一代綠色高效的數(shù)據(jù)中心貢獻(xiàn)力量,并且也都取得了非常不錯(cuò)的成果。
以浪潮為例,其一直在持續(xù)推進(jìn)基于綠色、開放標(biāo)準(zhǔn)的開放計(jì)算服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器技術(shù)創(chuàng)新,采用集中供電、集中散熱和集中管理的設(shè)計(jì)架構(gòu),具有更高的電源轉(zhuǎn)化效率,更加高效節(jié)能。據(jù)某大型數(shù)據(jù)中心實(shí)際測(cè)試顯示,使用浪潮整機(jī)柜,電源轉(zhuǎn)化效率提升5%,數(shù)據(jù)中心電力節(jié)約30%,系統(tǒng)故障率降低90%,并且運(yùn)維效率提升3倍以上,交付速度提升10倍以上。
此外,騰訊T-block數(shù)據(jù)中心,標(biāo)配清潔能源,采用模塊化市電直供和模塊化AHU自然冷卻技術(shù),實(shí)現(xiàn)了1.10的超低PUE。阿里建立了全球規(guī)模最大的全浸沒液冷數(shù)據(jù)中心,可以實(shí)現(xiàn)每年省電70000萬(wàn)度,機(jī)房能效提升30%,PUE低至1.09。
值得一提是,浪潮也一直在積極推進(jìn)數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)的研發(fā)與提升,在直接冷卻與間接冷卻等領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新,持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)散熱技術(shù)的能耗大、效率低等問題,實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)30%-50%的綜合能效提升,有效達(dá)到節(jié)能減排的目的。
據(jù)了解,目前,浪潮冷板式液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品線涵蓋了液冷機(jī)柜、緊湊型微模塊液冷數(shù)據(jù)中心、單排微模塊液冷數(shù)據(jù)中心、雙排微模塊液冷數(shù)據(jù)中心等一系列模塊化液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品,可以全方位的降低數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境的影響,極大的節(jié)省能耗。
除了上述一些企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和成果之外,產(chǎn)業(yè)界在推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心落地過程中所做的努力還遠(yuǎn)不止這些,并且還在持續(xù)輸出。相信在各行業(yè)的持續(xù)推動(dòng)下,未來(lái),老舊、高耗能的數(shù)據(jù)中心都將逐漸被改善提升或者淘汰,低碳節(jié)能的新型數(shù)據(jù)中心正駛向快車道,加速普及落地。
推動(dòng)綠色高效的開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)建立
需要關(guān)注的是,在推動(dòng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的過程中,除了在技術(shù)上的投入和創(chuàng)新之外,標(biāo)準(zhǔn)也是不可忽視的重點(diǎn)。我們注意到,浪潮一直在與產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴協(xié)同創(chuàng)新,針對(duì)高密度整機(jī)柜服務(wù)器、支持液冷的高效制冷系統(tǒng)、高壓直流的高效供電系統(tǒng)等領(lǐng)域積極推動(dòng)綠色高效的開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)的建立與實(shí)踐。
據(jù)葉毓睿介紹,作為開放計(jì)算社區(qū)的核心成員,浪潮在開放社區(qū)的參與度越來(lái)越深,從貢獻(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范,到參與開發(fā)標(biāo)準(zhǔn),到主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的制定。浪潮協(xié)同網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、電源等產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)鍵組件,以社區(qū)的方式推動(dòng)智能網(wǎng)卡、開放網(wǎng)絡(luò)硬件、48V直流供電系統(tǒng)、微模塊電源解決方案、存儲(chǔ)設(shè)備振動(dòng)控制等方面的新規(guī)范新應(yīng)用,加速新技術(shù)的落地和實(shí)踐,推動(dòng)綠色高效數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。
不僅如此,浪潮還積極推動(dòng)Open Rack等技術(shù)規(guī)范的制定!霸跇(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的推動(dòng)下,Open Rack取代了原本分散的、孤立的數(shù)據(jù)中心計(jì)算平臺(tái),也實(shí)現(xiàn)了硬件層面的解耦,從架構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)了能耗的優(yōu)化,也讓數(shù)據(jù)中心朝著綠色環(huán)保的方向邁進(jìn)了一大步!
目前國(guó)內(nèi)的大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用了開放計(jì)算架構(gòu),PUE可以達(dá)到1.2,系統(tǒng)故障率降低 90%,運(yùn)維效率提升3倍,總成本降低10%。而即將推出的Open Rack3.0相比2.0在空間、承重、供電、液冷支持等方面做出更多改進(jìn)。
盡管如此,我們也要清楚的知道,建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心并非一朝一夕之功,自然也無(wú)法“一蹴而就”。短時(shí)間內(nèi),我國(guó)數(shù)據(jù)中心仍舊存在一定程度的減排壓力,綠色低碳數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也有很長(zhǎng)一段路要走?梢灶A(yù)見的是,未來(lái)隨著國(guó)家對(duì)碳中和目標(biāo)的進(jìn)一步推進(jìn),以及產(chǎn)業(yè)鏈諸如浪潮、騰訊等企業(yè)的不斷創(chuàng)新,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)一定會(huì)朝著綠色、安全、可持續(xù)的方向加速推進(jìn)。