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让数据中心甩掉能耗沉重账单
2019年02月28日 16:09    来源:上海科技报社    关注度(117)

当今,全世界新产生的数据正以惊人的速度持续增长。据统计,平均每11个月全世界的数据量就将翻倍,而且随着时间的发展,这个周期还在缩短。这意味着我们需要提供更多的数据中心,随之将带来更多的能源需求,以及同步增加的能量排放。因此,数据中心提供商必须大幅降低碳排放,加速向绿色数据中心迈进。

近日,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》(以下简称《意见》),明确提出建设绿色数据中心是构建新一代信息基础设施的重要任务,是保障资源环境可持续的基本要求,是深入实施制造强国、网络强国战略的有力举措。到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平。这犹如一声令下,开启数据中心“绿”境界。

高能耗呼唤绿色数据中心

如今,数据中心已经成为全球经济发展的基石。我国的数据中心总量已超过40万个,但是普遍存在能耗较高的问题,年耗电量超过全社会用电量的1.5%。

据调查,目前困扰大多数企业数据中心最严重的问题是:运算密度的提高导致用电密度的迅速加大,数据中心总体拥有成本随服务器的增加而成倍上升。过去的数据中心运算能力是目标,用电是“一般商品”,而现在和未来则相反,数据中心的运算能力是“一般商品”,用电是焦点。

业内人士预见,未来发展方向是所有企业基本形态将在云端用人工智能(AI)处理大数据。一切有云、AI的地方都必然涉及大数据。如果人们现在不降低数据中心的能耗,毫无疑问,不久的将来需要支付一份沉重的账单。

意见》提出,大力推动绿色数据中心创建、运维和改造,引导数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路,实现数据中心持续健康发展。

所谓绿色数据中心,指数据机房中的IT系统、制冷、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。

ldquo;要想数据中心可持续发展,选址尤为重要。”中科蓝鲸公司首席运营官李炜说,“由于数据中心属于高能耗产业,其用电负荷供应须高度可靠、稳定,因此应该选择在供电能力充裕、供电价格相对较低的区域建设,以降低运营成本。又因数据中心内设备的能耗大部分会转化为热量,所以为尽可能提高制冷系统的效率或是使用自然冷源散热,其更适合建设在室外环境温度常年适宜甚至偏冷且常年有风的地区。”

联想数据中心业务集团技术总监单奖定介绍:“数据中心选址要选好,尽量不选择常年温度较高的地方,如海南、广东,也要避开需要长远距离电力传输的地方。所以,比较理想之地是较寒冷、离发电站近,且有绿色能源的地方。”

目前,阿里巴巴、腾讯、百度、华为、联想等先后把数据中心转移至贵州。“这是现在我国建立数据中心的新趋势,选择贵州是因为其不仅清洁能源如水电资源充足,电力也很便宜,而且当地还有很多恒温恒湿的山洞,是适合建大型绿色数据中心的好地方。而对于西部欠发达地区发展大数据产业,能够提供高科技工作岗位,留住并吸引人才,可谓抓住了新的机遇。”李炜说。

ldquo;练内功”提能效刻不容缓

ldquo;尽管数据中心完成从发达地区向欠发达地区迁移,但并没有降低能耗。下一步的挑战是,提高能源使用效率(PUE),这就需要数据中心‘大练内功’,更新完善自身机制。”李炜指出。

据统计,现行数据中心平均消耗的功率是大型商业写字楼的百倍以上,一个大型数据中心使用相当于一个美国小城市的总电量,为服务器供电和冷却所需的电能超过数据中心总运营成本的40%。而目前,国内众多数据机房普遍存在大量低效系统,导致数据中心能源使用效率不高,能达到绿色数据中心要求的为数不多,具有相当大的提升空间。

在强化绿色设计层面,《意见》指出,加强对新建数据中心在IT设备、机架布局、制冷和散热系统、供配电系统,以及清洁能源利用系统等方面的绿色化设计指导。鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房,以及虚拟化、云化IT资源等高效系统设计方案,充分考虑动力环境系统与IT设备运行状态的精准适配;鼓励在自有场所建设自然冷源、自有系统余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统;鼓励应用数值模拟技术进行热场仿真分析,验证设计冷量及机房流场特性。

单奖定指出:“绿色数据中心的理念在IT界不是新课题,已提出近十年左右。从资深IT人士角度来看,三部委发布的《意见》对如何构建绿色数据中心的指导相当全面,亮点颇多。一直以来,更低的PUE值是每个数据中心运营商致力追求的目标。而对很多数据中心来说,实现尚有一定距离,可能某一点做到了,但未考虑到数据中心的整体架构,这需要提前规划设计,如不同应用的可用性差异化、灾备机制等。”

意见》提出,新建大型、超大型数据中心的PUE值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰。

单奖定说:“现在国内很多传统数据中心的PUE值大于2.2,与国际先进水平相比有较大差距。因此,数据中心的设备应尽量选用绿色技术,比如联想采用首创的45℃温水水冷技术,PUE值低于1.1,为北京大学科研创新提供强大计算力保障。而同样的计算机,不同厂家制造的节能效果不一,所以IT产品要首选节能性更好的。”

此外,《意见》中指导性地提到了建立绿色运维管理体系,“这明确了节能、节水、资源综合利用等方面的发展目标,并结合气候环境和自身负载变化、运营成本等因素科学制定运维策略。如果发现很多计算机不是一直需要高峰负载运营,应考虑随需停运一部分,这可通过运维有效控制实现。”单奖定进一步说。

完善绿色标准评价体系

近两年,由中国电子学会起草、中国电子技术标准化技术研究院参与编写的《国家绿色数据中心试点评价指标体系(2017)》,就先进适用技术推广使用、运维管理体系建设、能效提升、水资源利用、有害物质控制、废弃电器电子产品处理、可再生能源和清洁能源应用等方面,作出了具体相关规定。

去年,为总结推广国家绿色数据中心试点经验和做法,全面提升数据中心节能环保水平,三部委遴选出49家国家绿色数据中心,以起到先进示范作用。

在推进相关试点工作时,工信部节能司能源节约处副处长袁令介绍说,已修订绿色数据中心国家标准,指导行业标准委员会及电子四院编制《数据中心资源利用电能能效要求和测量方法》等一系列重点标准,并且将其作为试点建设和评监的核心依据。

ldquo;与欧美早先构建绿色数据中心进程相比,我们今天在追赶之中。然而,中国数字经济发展起来后,已经感受到国外客户十几年前的痛,我们追赶速度非常快。随着5G时代的到来,数据中心要处理更多数据,计算密度更高,能耗越来越成为首要考虑的问题,构建数据中心的一系列标配必须是绿色的。希望在《意见》发布之后,跟进实施细化到可执行性的机房设计、应用及基础设施架构、液冷等关键节能技术的指导意见。”单奖定表示。

为保障绿色数据中心达到高质量发展要求,《意见》提出,要建立完善绿色标准评价体系等长效机制。“显然,这是国家兼顾现有基础条件制定出的长远目标。如果能够将其切分为阶段性目标,有步骤地推动国内企业一步步往前走,相信会更快达到能源效率目标值。”李炜说。

ldquo;希望政府层面对率先采取绿色技术的企业,能够给与一定的激励肯定,如表彰、提高企业商誉,而对于弄虚作假的行为,能够有一定惩戒约束制度。再有,今后可以鼓励推动更多的企业,把绿色数据中心机房作为特色产品输送给‘一带一路’沿线国家。”李炜强调。

摘自《科技日报》 

(作者:华凌 责任编辑:chunchun)

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