開年至今，科(ke)技領域內最(zui)火熱(re)的詞應(ying)該就是(shi)東數西算了。東數西算的發展背景，起源于東西部地區對于算力(li)、能源的供需調節。當然，數據(ju)中(zhong)心集群化、低碳(tan)化、中(zhong)心化的發展，瞄(miao)準的更是(shi)數字經濟(ji)的數據(ju)紅利(li)與智能紅利(li)，東數西算下的智慧(hui)經濟(ji)、智慧(hui)城市(shi)等在這(zhe)個背景下，成為發展與增長的契(qi)機。

作為(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)經濟的(de)(de)基礎設施(shi)，數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)市場規(gui)模(mo)也(ye)在向上的(de)(de)背景(jing)中趨(qu)于增長。據(ju)(ju)Synergy的(de)(de)最新預(yu)測，未來三年內，全球超大(da)規(gui)模(mo)運(yun)營商運(yun)營的(de)(de)大(da)型數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)(xin)數(shu)(shu)(shu)量將突(tu)破(po)1000大(da)關，并在此后繼(ji)續快速(su)增長。而(er)國(guo)內的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)(xin)也(ye)僅次于美(mei)國(guo)快步發展(zhan)，2021年中國(guo)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)(xin)業務市場總(zong)規(gui)模(mo)接近3000億元，增長幅度達30%。

在數據中(zhong)心(xin)規模(mo)和容(rong)量(liang)快速增長的(de)情況(kuang)下，隨之而(er)來的(de)便是運維管理的(de)復(fu)雜度和難(nan)度日益增大。尤其是在“雙碳”目標的(de)要求下，數據中(zhong)心(xin)的(de)綠色化發展也(ye)成為大勢。

那么(me)，對于(yu)數據中心來說，“發(fa)展”與綠色(se)化(hua)的結合，有哪些必(bi)要性？綠色(se)改革的維度與趨勢又有哪些呢？

“雙碳”強(qiang)風吹(chui)拂

我們知道，智能時代數字化(hua)轉型(xing)與(yu)數字化(hua)經濟背后，數據(ju)中心是(shi)保障其安全高效的(de)算力(li)基礎設(she)施，也是(shi)城市構建智慧大(da)腦、智慧城市的(de)重要載體，關系(xi)著民生改善(shan)、經濟發(fa)展等。

大多數(shu)前期規劃構建(jian)的數(shu)據(ju)中心(xin)，都是各(ge)大企業(ye)自建(jian)滿足(zu)自身的業(ye)務(wu)需求。這(zhe)些數(shu)據(ju)中心(xin)以碎片化、粗(cu)放式建(jian)設為主，機架使用率不高(gao)，能源消(xiao)耗一(yi)直處于高(gao)位。這(zhe)也使得數(shu)據(ju)中心(xin)被業(ye)界詬病已(yi)久，直接影響到其健(jian)康發展。

研究機構數據(ju)顯示，過去十年，我國(guo)數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)整體用電量(liang)(liang)以每年超過10%的速度遞增(zeng)。截至2020年，數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)約占(zhan)我國(guo)用電量(liang)(liang)的2.7%。據(ju)IDC預(yu)(yu)計，到2024年數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)耗(hao)電量(liang)(liang)將占(zhan)到全(quan)社會(hui)耗(hao)電量(liang)(liang)的5%以上。可以預(yu)(yu)見的是，隨著市場體量(liang)(liang)和需求的持續(xu)增(zeng)長，這一比(bi)例預(yu)(yu)計仍(reng)將上升。

數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)這個(ge)“能(neng)耗大戶(hu)”，也(ye)被政府重點關注，在“雙碳”目(mu)標指引下，中(zhong)(zhong)央及地方對數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的能(neng)耗指標作(zuo)出新規定，不僅對新建(jian)數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的審批(pi)收(shou)緊，對存量數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的PUE值(zhi)(zhi)(zhi)也(ye)提出更(geng)高的節(jie)能(neng)要求。（注：PUE值(zhi)(zhi)(zhi)是電(dian)能(neng)使(shi)用效率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)，指數(shu)(shu)(shu)據中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)消(xiao)耗的所有能(neng)源(yuan)與IT設備消(xiao)耗能(neng)源(yuan)的比值(zhi)(zhi)(zhi)。簡單來說，PUE值(zhi)(zhi)(zhi)越接近1，意味著(zhu)節(jie)能(neng)減排程度越好。）

工信(xin)部等三部門印(yin)發的(de)《關于加強綠色數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)建(jian)(jian)設的(de)指導意見》提出，到(dao)2022年全國新(xin)(xin)(xin)建(jian)(jian)大型(xing)、超大型(xing)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)PUE需達到(dao)1.4以下。具體到(dao)各大城市，數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)的(de)節能指標也趨于嚴(yan)格。北京規定禁止新(xin)(xin)(xin)建(jian)(jian)和擴建(jian)(jian)PUE>1.4的(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)，上海(hai)要(yao)求新(xin)(xin)(xin)建(jian)(jian)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)PUE要(yao)限制在1.3以下。深圳更為嚴(yan)格，只有PUE低于1.25的(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中心(xin)(xin)(xin)才(cai)可以享受新(xin)(xin)(xin)增能源消費量40%以上的(de)支持。

數(shu)(shu)據(ju)中心(xin)的(de)(de)(de)綠(lv)(lv)色化，不僅是符合綠(lv)(lv)色經濟與雙碳戰略的(de)(de)(de)需求(qiu)，對(dui)于自身的(de)(de)(de)健(jian)康發展來說，也有提效降本(ben)的(de)(de)(de)需求(qiu)。我們知道數(shu)(shu)據(ju)中心(xin)的(de)(de)(de)電(dian)力成本(ben)是占比最大的(de)(de)(de)部分，基本(ben)上占據(ju)其(qi)營(ying)業成本(ben)的(de)(de)(de)60%左右。一(yi)個大型的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)中心(xin)，一(yi)年的(de)(de)(de)電(dian)費(fei)支(zhi)出(chu)在數(shu)(shu)千萬。通(tong)過(guo)綠(lv)(lv)色計算的(de)(de)(de)方式降低(di)用電(dian)量(liang)(liang)能(neng)耗(hao)，即便(bian)是節省幾個百(bai)分點的(de)(de)(de)耗(hao)電(dian)量(liang)(liang)，都意味著巨大的(de)(de)(de)成本(ben)節約。

無(wu)論是政策與(yu)(yu)戰略的(de)要求，還是自身發(fa)展優(you)化的(de)需要，數(shu)(shu)據中心(xin)的(de)綠色化都已然(ran)成(cheng)為其必然(ran)的(de)選擇(ze)。那(nei)么，對(dui)于數(shu)(shu)據中心(xin)來說，PUE值降低可以(yi)從(cong)哪些(xie)維度(du)展開？數(shu)(shu)據中心(xin)有哪些(xie)領先的(de)具體實踐(jian)與(yu)(yu)成(cheng)果？

全生命系統升維

如何降(jiang)低數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的PUE值提高能效，已成為大(da)型(xing)數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)建設與運營最關(guan)心(xin)和最關(guan)鍵的問題。我們可以從(cong)數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的綠色等級評估這個維度(du)，觀(guan)察到(dao)數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的綠色改革措施的方向。

開放數(shu)據(ju)(ju)中心委員會(hui)（ODCC）和國際綠(lv)色網格(ge)組織（TGGC）在國內數(shu)據(ju)(ju)中心的等級評估，指標涉及能源(yuan)效率、節(jie)能技術和綠(lv)色管理3個(ge)維度。

從評價對象的(de)維度(du)看，建筑(zhu)和布(bu)局(ju)層(ceng)面，指的(de)是需(xu)要(yao)從基建設(she)(she)(she)計角度(du)實(shi)現綠色數據中(zhong)心(xin)，包括選(xuan)址(zhi)、機房(fang)建筑(zhu)規(gui)劃(hua)、布(bu)局(ju)、建筑(zhu)節能(neng)設(she)(she)(she)計等(deng)；在(zai)動(dong)力(li)和環境設(she)(she)(she)施層(ceng)面，主要(yao)考慮(lv)(lv)的(de)是供電系統、空調系統、暖通系統以及(ji)加濕和除塵(chen)設(she)(she)(she)施的(de)綠色化設(she)(she)(she)計、運行和維護(hu)；在(zai)IT設(she)(she)(she)備(bei)層(ceng)面，主要(yao)考慮(lv)(lv)路由(you)器(qi)、網(wang)關和服務器(qi)等(deng)IT設(she)(she)(she)備(bei)的(de)選(xuan)型、網(wang)絡搭建以及(ji)使用中(zhong)的(de)節能(neng)優(you)化等(deng)；在(zai)管理(li)(li)層(ceng)面，需(xu)要(yao)從管理(li)(li)角度(du)來實(shi)現綠色數據中(zhong)心(xin)，包括管理(li)(li)制度(du)、監控系統等(deng)方(fang)面。

這些關(guan)鍵的(de)維度每一(yi)項(xiang)都(dou)不(bu)能(neng)掉鏈子，尤其是對(dui)新建的(de)數據中(zhong)心來(lai)說，否則PUE值的(de)不(bu)達標會(hui)面(mian)臨被關(guan)停(ting)的(de)局面(mian)。

在建筑布局(ju)層面，東數(shu)西算工程可謂是最典型(xing)的(de)(de)例子。將(jiang)新數(shu)據(ju)中(zhong)心的(de)(de)地(di)址選在能源(yuan)豐(feng)富的(de)(de)西部地(di)區，承接(jie)東部算力需求。以貴州(zhou)為例，其年平均氣溫僅有15℃，常年無風沙，且(qie)擁(yong)有眾多大型(xing)水(shui)電(dian)工程，電(dian)價便宜。這種得天獨(du)厚的(de)(de)氣候和能源(yuan)優勢，不(bu)僅有利于服務器散熱，而且(qie)利于電(dian)路板保(bao)持潔凈，用電(dian)成本與設備維護(hu)的(de)(de)降低，整體運營成本隨之也保(bao)持在最優水(shui)平。

對于(yu)(yu)已經建(jian)成(cheng)(cheng)的(de)(de)數(shu)據中心(xin)來說(shuo)，綠色化(hua)的(de)(de)改革主(zhu)要(yao)從動力環境設(she)(she)(she)(she)施和IT設(she)(she)(she)(she)備層面進行優化(hua)。數(shu)據統計(ji)，數(shu)據中心(xin)能(neng)源側的(de)(de)碳排放主(zhu)要(yao)來自于(yu)(yu)IT設(she)(she)(she)(she)備及(ji)基礎設(she)(she)(she)(she)施的(de)(de)電(dian)(dian)力消耗，在(zai)數(shu)據中心(xin)能(neng)耗結構中，主(zhu)設(she)(she)(she)(she)備耗電(dian)(dian)占45%～55%，空調(diao)(diao)設(she)(she)(she)(she)備占35%～45%，電(dian)(dian)源及(ji)其他設(she)(she)(she)(she)備占10%～15%。空調(diao)(diao)設(she)(she)(she)(she)備的(de)(de)冷(leng)卻系(xi)統能(neng)耗是數(shu)據中心(xin)的(de)(de)消耗大頭。液冷(leng)逐(zhu)漸成(cheng)(cheng)為數(shu)據中心(xin)的(de)(de)新選擇，隨著數(shu)據中心(xin)單機柜功率(lv)密(mi)度不斷提高，摩(mo)爾定律(lv)走向極限，液冷(leng)技(ji)術(shu)能(neng)帶來更為直接的(de)(de)散熱優勢。與傳統風冷(leng)技(ji)術(shu)相比(bi)，液冷(leng)系(xi)統耗電(dian)(dian)量方(fang)面約比(bi)風冷(leng)系(xi)統節省(sheng)電(dian)(dian)量30%～50%，應(ying)用液冷(leng)技(ji)術(shu)的(de)(de)數(shu)據中心(xin)機房整(zheng)體能(neng)效將得(de)到30%提升(sheng)。

在液(ye)冷(leng)(leng)(leng)數(shu)(shu)據中心(xin)的布局方面(mian)，互聯網巨(ju)頭(tou)也(ye)積極參與(yu)布局。谷歌2018年宣布將(jiang)在其數(shu)(shu)據中心(xin)采用(yong)液(ye)冷(leng)(leng)(leng)技術并表示今后其數(shu)(shu)據中心(xin)的降溫方式將(jiang)向(xiang)液(ye)冷(leng)(leng)(leng)方向(xiang)轉變(bian)。華為2017年推(tui)出FusionServer板級液(ye)冷(leng)(leng)(leng)方案，2018年華為云松山湖數(shu)(shu)據中心(xin)采用(yong)高性(xing)能液(ye)冷(leng)(leng)(leng)集(ji)群。2020年，阿里仁和的數(shu)(shu)據中心(xin)也(ye)開始采用(yong)服務器全浸(jin)沒液(ye)冷(leng)(leng)(leng)的方式。

在IT設備(bei)層面(mian)，綠色計算(suan)與(yu)數據中(zhong)(zhong)心(xin)的結(jie)合，成為新(xin)的重點。對(dui)于數據中(zhong)(zhong)心(xin)的整體能(neng)效而言，IT設備(bei)能(neng)效的提(ti)升，意味著(zhu)在消耗同等能(neng)源的情(qing)況下(xia)，數據中(zhong)(zhong)心(xin)可提(ti)供的服務能(neng)力達到最(zui)優，對(dui)數據中(zhong)(zhong)心(xin)的整體能(neng)效提(ti)升產生顯著(zhu)的作用。

例(li)如可以在數(shu)據中心(xin)(xin)用AI技術來進行(xing)數(shu)據的(de)分時(shi)調度，實現智能預(yu)測流量，進行(xing)合理的(de)擴(kuo)容(rong)和縮容(rong)。通過這(zhe)種計算資源(yuan)分配的(de)智能綠色計算，中心(xin)(xin)服務(wu)器利(li)用率相(xiang)較之前同(tong)比提升兩倍(bei)多。

據悉，北(bei)京氣象局的(de)數據中心通過搭建(jian)(jian)的(de)綠(lv)色(se)(se)高性能(neng)計(ji)(ji)算系統和(he)液(ye)(ye)冷技術，其(qi)核心算力提升(sheng)(sheng)近20倍，年用(yong)電(dian)量減少(shao)近200萬(wan)度(du)。阿里在(zai)雙十一(yi)的(de)服務器中，采用(yong)的(de)綠(lv)色(se)(se)計(ji)(ji)算，11天省下64萬(wan)度(du)電(dian)，減少(shao)二氧(yang)化碳(tan)排放(fang)394噸。冬(dong)奧會(hui)的(de)賽事上，數據中心也采用(yong)了智能(neng)的(de)綠(lv)色(se)(se)計(ji)(ji)算和(he)液(ye)(ye)冷技術。這些企(qi)業(ye)與機構(gou)已經(jing)開(kai)始享受到綠(lv)色(se)(se)計(ji)(ji)算與液(ye)(ye)冷技術應用(yong)的(de)甜頭，許多擅長AI技術的(de)企(qi)業(ye)也開(kai)始在(zai)綠(lv)色(se)(se)計(ji)(ji)算方(fang)面發力，以AI智能(neng)解決方(fang)案來降低數據中心的(de)能(neng)耗，不斷推(tui)進著數據中心的(de)綠(lv)色(se)(se)建(jian)(jian)設(she)與升(sheng)(sheng)級(ji)。

邁(mai)向融合與極簡

在數(shu)據中心(xin)(xin)不斷升級打(da)怪的路上，核心(xin)(xin)的方(fang)(fang)(fang)向還是(shi)圍繞著其全生(sheng)命(ming)周期中最大限度(du)地降(jiang)本增(zeng)效。具(ju)體的趨勢還是(shi)以綠色化(hua)、智能化(hua)、安全可信的方(fang)(fang)(fang)向深(shen)化(hua)，細致的方(fang)(fang)(fang)向上會有不同程度(du)的偏向。

在綠色化的(de)(de)發展中，除了典型的(de)(de)液冷(leng)技(ji)術的(de)(de)升級與規模應用(yong)外，其配(pei)套的(de)(de)余熱回收、利用(yong)技(ji)術也會(hui)(hui)被深入研究。而在配(pei)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)中，會(hui)(hui)逐漸應用(yong)最(zui)先進的(de)(de)鋰電(dian)(dian)池(chi)。傳統(tong)的(de)(de)配(pei)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)存在系(xi)統(tong)割裂、復雜、故障難定位等(deng)問(wen)題，高效長壽的(de)(de)鋰電(dian)(dian)將會(hui)(hui)覆(fu)蓋原鉛電(dian)(dian)池(chi)，配(pei)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)將會(hui)(hui)逐漸走向(xiang)全面(mian)的(de)(de)鋰電(dian)(dian)化。

在智(zhi)能(neng)化(hua)的方向(xiang)，技(ji)術與(yu)創新(xin)會(hui)不斷融合(he)，數據中心(xin)的集聚效應(ying)，將(jiang)會(hui)推動異構算力融合(he)、云(yun)網融合(he)、多(duo)云(yun)調度等(deng)；同(tong)時也能(neng)夠推動技(ji)術創新(xin)和(he)模式(shi)創新(xin)，提升關鍵技(ji)術產品的研發支持和(he)規模化(hua)應(ying)用。

安(an)全(quan)可(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)，數(shu)據中(zhong)心(xin)基礎設(she)施的(de)(de)(de)(de)(de)建設(she)未來(lai)會更多考(kao)慮(lv)按需擴容與(yu)支(zhi)持架構(gou)彈性的(de)(de)(de)(de)(de)能力。數(shu)據中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)壽命通(tong)常(chang)是10-15年，而IT技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)壽命通(tong)常(chang)是3-5年，數(shu)據中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)建設(she)要有前瞻(zhan)性，在生命周期(qi)內(nei)最大程度的(de)(de)(de)(de)(de)滿足2～3代IT設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率演進，承載各類的(de)(de)(de)(de)(de)IT業務(wu)，匹配不(bu)(bu)同功(gong)率密度的(de)(de)(de)(de)(de)IT設(she)備混合部署。在數(shu)據安(an)全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)層面，則是存儲與(yu)遠(yuan)程計算的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)靠性進階與(yu)數(shu)據安(an)全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)流通(tong)。在數(shu)據量(liang)爆炸增(zeng)長與(yu)算力激(ji)增(zeng)的(de)(de)(de)(de)(de)背(bei)景下，IT基礎設(she)施復雜且標準不(bu)(bu)一的(de)(de)(de)(de)(de)異構(gou)環境，要求(qiu)數(shu)據中(zhong)心(xin)運維具備更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)專業性和可(ke)(ke)靠性。

如果從數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)心本(ben)身(shen)(shen)的(de)(de)(de)建(jian)設(she)角度來(lai)看(kan)，呈現(xian)的(de)(de)(de)是集群(qun)化(hua)、快速化(hua)、高效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)趨勢(shi)，如東數(shu)西算工程的(de)(de)(de)大(da)力推進(jin)，集群(qun)效(xiao)(xiao)應(ying)明顯。在(zai)應(ying)對(dui)諸如戰爭、疫情等“黑天(tian)鵝”事件(jian)時，數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)心建(jian)設(she)周(zhou)期要求不(bu)斷嚴苛。伴隨著(zhu)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)心由支撐系統(tong)轉(zhuan)向生產(chan)系統(tong)，系統(tong)級和(he)數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)心級架構極簡(jian)將成(cheng)為主流，除了應(ying)對(dui)其本(ben)身(shen)(shen)投資成(cheng)本(ben)大(da)的(de)(de)(de)弊端，在(zai)預(yu)制化(hua)、全(quan)模塊化(hua)設(she)計下，數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)心的(de)(de)(de)快速部署、運維簡(jian)單(dan)、高效(xiao)(xiao)節能(neng)等優勢(shi)都將會放大(da)。

在數(shu)字(zi)經濟的(de)大(da)旗下(xia)，數(shu)字(zi)基礎設施的(de)數(shu)據(ju)中心，成(cheng)本與效率，能耗與碳(tan)排，走上了趨優的(de)道(dao)路。對于產業(ye)(ye)來說，數(shu)據(ju)中心的(de)變(bian)革(ge)也(ye)會壯大(da)其生(sheng)態(tai)。不斷加(jia)強數(shu)據(ju)中心上游設備制造業(ye)(ye)和下(xia)游數(shu)據(ju)創新型應用、新型消費產業(ye)(ye)等(deng)集(ji)聚(ju)與落地。例如算力樞紐(niu)的(de)數(shu)據(ju)中心，會發展一批數(shu)據(ju)加(jia)工、數(shu)據(ju)清洗、數(shu)據(ju)內容服務等(deng)偏勞動密集(ji)型的(de)產業(ye)(ye)。

回(hui)顧數據中心(xin)的(de)(de)綠色化發(fa)(fa)展(zhan)，我們會發(fa)(fa)現綠色化已經融入到智能化基礎(chu)建設的(de)(de)底層，生活(huo)、生產(chan)的(de)(de)各個方面都被(bei)敷上了減碳排(pai)的(de)(de)降溫貼(tie)，產(chan)業鏈的(de)(de)上下(xia)游都加(jia)入了節能環保(bao)的(de)(de)改造，發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)進(jin)(jin)程不(bu)斷(duan)深度融入進(jin)(jin)綠色、低碳、循環的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)規(gui)劃下(xia)。

綠(lv)(lv)色化的減(jian)碳網已經層(ceng)層(ceng)深裹住我(wo)們經濟、生產與生活，雖然離(li)實現完(wan)全(quan)的綠(lv)(lv)色地球還有一段距離(li)，但(dan)全(quan)球雙碳戰略的硬核(he)實施與減(jian)碳排技術的不(bu)斷深化，讓這個康(kang)莊大(da)道越來越平坦，不(bu)斷加速著碳達標、碳中和(he)目標的實現。