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                      數據中心如何節能能耗|北京天拓明達電子科技有限公司
                            

                        棟棟大樓矗立園區,井然有序地排列著。穿上‘鞋套’,走進其中一棟大樓,里面機器轟鳴,一眼望去,全是一排排的黑色機柜,機柜中的設備不停閃爍。雖是夏日,但大樓里卻有點冷?!边@是筆者參觀某公司數據中心所見。

                      無論是打車、網購,還是刷新聞、看視頻和點外賣……這些行為的背后都離不開數據中心??梢哉f,數據中心已經成為互聯網應用和服務的基石。

                      數據爆炸與數據中心耗電量

                      隨著云計算、人工智能、大數據、物聯網和移動互聯網的深入發展,數據中心迎來新的發展機遇。一方面,數據中心步入快速發展階段;另一方面,它卻面臨能耗過高的問題。中國8.29億網民在2018年產生了7.6ZB的數據量,并且數據量還將以每年30%的速度增長。到2025年,中國智能互聯設備將達到800億,整個數據量將高達48.6ZB。

                      數據的爆炸式增長,背后是數據中心驚人的耗電量。從全球來看,到2025年,數據中心將占到全球能耗的*大份額,高達33%;從國內看,國內數據中心的耗電量已連續8年超過12%的速度增長。2017年,國內數據中心總耗電量達到1200-1300千瓦時,這個數字超過三峽大壩和葛洲壩電廠發電量之和。預計,到2020年,中國數據中心耗電量為2962億千瓦時,2025年高達3842.2億千瓦時。

                      并且,隨著5G時代到來,數據中心耗電量將快速增加。居高不下的耗電量、溫室氣體的排放、大量的水資源消耗和設備報廢后的環境污染……數據中心數量與規模的快速增長已經為資源與環境帶來巨大挑戰,綠色數據中心呼之欲出。

                      國家政策的驅動力

                      2019214日,國家工信部、國家機關事務管理局和國家能源局三部委聯合發布《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》(以下簡稱《意見》)。

                      《意見》指出: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。

                      《意見》的主要目標是:建立健全綠色數據中心標準評價體系和能源資源監管體系,打造一批綠色數據中心先進典型,形成一批具有**性的綠色技術產品、解決方案,培育一批專業第三方綠色服務機構。到2022年,數據中心平均能耗基本達到國際先進水平,新建大型、超大型數據中心的電能使用效率值達到1.4以下,高能耗老舊設備基本淘汰,水資源利用效率和清潔能源應用比例大幅提升,廢舊電器電子產品得到有效回收利用。

                      對新建數據中心,《意見》稱“鼓勵采用液冷、分布式供電、模塊化機房以及虛擬化、云化IT資源等高效系統設計方案”,并“引導大型和超大型數據中心設計電能使用效率值不高于1.4”。

                      對在用數據中心,意見指示“有序推動數據中心開展節能與綠色化改造工程”,“力爭通過改造使既有大型、超大型數據中心電能使用效率值不高于1.8”。

                      根據IDC發布的《2019中國企業綠色計算與可持續發展研究報告》表明,雖然中國企業數據中心能源使用效率(PUE)值明顯改善,但依然有85%的受訪企業數據中心的能源使用效率在1.5-2.0之間,未來仍有很大的提升空間。

                      關于數據中心高能耗問題,施耐德電氣方面表示,“讓數據中心變‘綠’不只是政策要求。事實上,在節能之外,綠色數據中心之‘綠’還涵蓋多個環境要素,比如廢舊鉛酸蓄電池若處理不當,鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬會對環境造成危害?!?/span>

                      并且三部委《意見》明確指出,水資源利用效率和清潔能源應用比例大幅提升,廢舊電器電子產品得到有效回收利用。

                      核心問題:數據中為何如此耗能?

                      數據中心高能耗產生的原因是什么?人們使用電腦或手機,都有這樣的感受:時間一長,它們會發燙。道理相同,數據中心規模龐大,里面有大量的服務器、存儲設備和交換機以及千億級別的芯片,發燙程度非電腦和手機可以相比。因此,數據中心大量的電力被用于冷卻。

                      可以說,冷卻效率的高低對數據中心高能耗有著決定性影響。

                      科技巨頭的數據中心怎么節能?

                      為解決數據中心能耗問題,企業“簡直是無所不用其極”。

                      比如將數據中心建在北極圈內(Facebook)、數據中心沉于海底(如微軟)、數據中心“藏”于山洞(如騰訊)等。這種種措施都是為了利用自然冷源給數據中心提供更高的能效,減少制冷方面能耗的損失。

                      1.Facebook北極圈數據中心

                      位于瑞典北部,Facebook有一個名為Node Pole的數據中心,處理著用戶發到Facebook上的任何自拍和任何一個“點贊”。

                      據悉,Node Pole2013年開始運行,藏身于一大片神秘的松林、湖泊和眾群島中間,是Facebook**在美國以外的地區開設數據中心,同時也是歐洲*大的數據中心之一。Node Pole中心長300米,寬100米,很龐大。

                      據悉,Node Pole是目前為止能效*高的計算機設施。相對于傳統服務器廠商的產品,這一項目開發的服務器硬件性能高38%,而運營費用則低24%。

                      這里冬天平均氣溫差不多零下20度,外界的冷空氣被泵進中心大樓內,服務器產生的大量熱空氣和進來的冷空氣循環交換,形成自然冷卻的過程。

                       

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