隨著人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等分布式計(jì)算架構(gòu)的發(fā)展，高性能、高密度的計(jì)算需求高速增長(zhǎng)。作為科技創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的實(shí)體，數(shù)據(jù)中心成為很多公司的核心需求，每年上千億千瓦時(shí)的耗電量也不容忽視。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能，八仙過(guò)海各顯神通
據(jù)調(diào)查，目前困擾大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心最嚴(yán)重的問(wèn)題是：運(yùn)算密度的提高導(dǎo)致用電密度的迅速加大，數(shù)據(jù)中心總體擁有成本隨服務(wù)器的增加而成倍上升。過(guò)去的數(shù)據(jù)中心運(yùn)算能力是目標(biāo)，用電是“一般商品”，而現(xiàn)在和未來(lái)則相反，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)算能力是“一般商品”，用電是焦點(diǎn)。居高不下的能耗不僅會(huì)給企業(yè)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)，也造成了全社會(huì)能源的巨大浪費(fèi)。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能刻不容緩
當(dāng)今，全世界新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)正以驚人速度增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每11個(gè)月全世界的數(shù)據(jù)量即將翻倍，而且隨著時(shí)間的發(fā)展，這個(gè)周期還在縮短。這意味著我們需要提供更多的數(shù)據(jù)中心，隨之將帶來(lái)更多的能源需求，以及同步增加的能量排放。
如今，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。我國(guó)的數(shù)據(jù)中心總量已超過(guò)40萬(wàn)個(gè)，但是普遍存在能耗較高的問(wèn)題，年耗電量超過(guò)全社會(huì)用電量的1.5%。
據(jù)中國(guó)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)呂天文透露，2016年中國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量超過(guò)1200億千瓦時(shí)，這個(gè)數(shù)字超過(guò)了三峽大壩2016年全年的總發(fā)電量（約1000億千瓦時(shí)）。IDC預(yù)測(cè)，到2024年，數(shù)據(jù)中心耗電量將占到全社會(huì)耗電量的5%以上。
而根據(jù)瑞典研究人員Anders Andrae的預(yù)測(cè)，到2025年，數(shù)據(jù)中心將占到全球能耗的最大份額，占33％。其次是智能手機(jī)（15％）、網(wǎng)絡(luò)（10％）和電視（9％）。Andrae還預(yù)計(jì)，在更廣泛的應(yīng)用方面，如果沒(méi)有更快地采用更高效的能源，數(shù)據(jù)中心將消耗全球20%的電力，使其碳足跡占到全球碳足跡的5.5%。
政策頻出
2013年1月，工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)土資源部、電監(jiān)會(huì)、能源局等五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見(jiàn)》，政府開(kāi)始著手監(jiān)管數(shù)據(jù)中心的能耗問(wèn)題。之后，工信部又相繼出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)通信業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《關(guān)于國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案》、《關(guān)于組織申報(bào)2017年度國(guó)家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地的通知》等法規(guī)引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心向綠色節(jié)能型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
而具體到數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗層面，國(guó)家較早時(shí)便出臺(tái)了一系列的指引政策和具體要求。工信部在2017年4月發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)“十 三五”信息通信業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出：“十二五”期間新建大型數(shù)據(jù)中心的能耗效率（PUE）要普遍低于1.5；到2020年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的能耗效率(PUE)值必須達(dá)到1.4 以下。
2019年2月，工信部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》），明確提出建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心是構(gòu)建新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要任務(wù)，是保障資源環(huán)境可持續(xù)的基本要求，是深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的有力舉措。到2022年，數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這猶如一聲令下，開(kāi)啟數(shù)據(jù)中心“綠”境界。
另一方面，由于數(shù)據(jù)中心主要服務(wù)于互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息通信產(chǎn)業(yè)，所以國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展也多集中在北京、上海、廣東以及經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東部沿海省份。數(shù)據(jù)中心大規(guī)模的集中化雖然給當(dāng)?shù)貛?lái)不菲的經(jīng)濟(jì)效益，但是從單位GDP能耗來(lái)看，數(shù)據(jù)中心屬于高載能（能源消耗大）、零污染、投資密集型項(xiàng)目。針對(duì)這一點(diǎn)，各地方政府也開(kāi)始陸續(xù)出臺(tái)數(shù)據(jù)中心“限建令”，緩解能耗壓力。
2014年7月，北京市政府發(fā)布《北京市新增產(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄(2014年版)》，《目錄》中明確表示，在北京市禁止新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心，PUE值在1.5以下的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心除外。而北京也是國(guó)內(nèi)首個(gè)出臺(tái)數(shù)據(jù)中心限建令的城市。2018年9月，北京市發(fā)布《目錄（2018年版）》，在原有限建令的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步延伸。新版《目錄》明確規(guī)定全市禁止新建和擴(kuò)建互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)、信息處理和存儲(chǔ)支持服務(wù)中的數(shù)據(jù)中心，PUE值在1.4以下的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心除外；中心城區(qū)全面禁止新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心。
2018年，上海市也出臺(tái)了數(shù)據(jù)中心相關(guān)的“限建令” ，全稱(chēng)《上海市推進(jìn)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)助力提升城市能級(jí)和核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》。根據(jù)“限建令”要求，上海存量改造數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.4，新建數(shù)據(jù)中心PUE限制在1.3以下。
科技巨頭們的數(shù)據(jù)中心是怎么節(jié)能的？
如今，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。如何運(yùn)用新技術(shù)、新架構(gòu)降低能源降耗，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展，目前已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注和尋求突破的焦點(diǎn)，同時(shí)也帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。
事實(shí)上，在減小能耗方面，綠色數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的主要參與者一直在全力以赴地推出節(jié)能解決方案，其中包括微軟、戴爾、華為、Colocation America、Verne.、Green House Data和IBM公司。
例如，微軟Project Natick項(xiàng)目就是充分利用了海底在溫度上具有的天然優(yōu)勢(shì)，在蘇格蘭水域安裝了水下數(shù)據(jù)中心原型，為蘇格蘭群島的沿海地區(qū)提供高速的云計(jì)算能力和互聯(lián)網(wǎng)連接。
位于北卡羅來(lái)納州梅登的蘋(píng)果數(shù)據(jù)中心，是世界上最大的沼氣數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目之一。數(shù)據(jù)中心使用的電池燃料系統(tǒng)由Bloom Energy制造，由生物代謝物構(gòu)成的沼氣池產(chǎn)生的沼氣供能，四個(gè)單獨(dú)的燃料池可以生產(chǎn)24到200千瓦的能源。
谷歌則宣布已經(jīng)打造了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的AI，用以自動(dòng)管理數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜冷卻設(shè)備。冷卻系統(tǒng)每五分鐘會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的冷卻設(shè)備進(jìn)行快照，AI根據(jù)這些信息來(lái)決定采取哪些措施來(lái)優(yōu)化電力消耗。整套冷卻設(shè)備具備自動(dòng)微調(diào)冷卻的能力，而且已經(jīng)讓電源效率有了顯著提高。
目光回到國(guó)內(nèi)，阿里巴巴、騰訊、百度、華為、聯(lián)想等先后把數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移至貴州。“這是現(xiàn)在我國(guó)建立數(shù)據(jù)中心的新趨勢(shì)，選擇貴州是因?yàn)槠洳粌H清潔能源如水電資源充足，電力也很便宜，而且當(dāng)?shù)剡€有很多恒溫恒濕的山洞，是適合建大型綠色數(shù)據(jù)中心的好地方。而對(duì)于西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，能夠提供高科技工作崗位，留住并吸引人才，可謂抓住了新的機(jī)遇。”中科藍(lán)鯨公司首席運(yùn)營(yíng)官李煒說(shuō)。
科技的發(fā)展推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)步，但是環(huán)境保護(hù)的話題是時(shí)時(shí)刻刻值得提到和注意的。新的技術(shù)代表了新的可能，在今天應(yīng)用這些技術(shù)的數(shù)據(jù)中心可能還寥寥無(wú)幾，未來(lái)相信一定會(huì)普及開(kāi)來(lái)，遍地開(kāi)花。
不論如何，未來(lái)，數(shù)據(jù)中心必將衍生出一個(gè)節(jié)能產(chǎn)業(yè)，其規(guī)模絕對(duì)不在百億之下。如何能在其中搶占先機(jī)，還要看各大企業(yè)八仙過(guò)海、各顯神通了。
