数据中心高能耗怎么破？这篇4000字长文让你看懂

  你见过真正的数据中心吗？

  “栋栋大楼矗立园区，井然有序地排列着。穿上‘鞋套’，走进其中一栋大楼，里面机器轰鸣，一眼望去，全是一排排的黑色机柜，机柜中的设备不停闪烁。虽是夏日，但大楼里却有点冷。”这是笔者参观某公司数据中心所见。

  无论是打车、网购，还是刷新闻、看视频和点外卖……这些行为的背后都离不开数据中心。可以说，数据中心已经成为互联网应用和服务的基石。

  数据爆炸与数据中心耗电量

  随着云计算、人工智能、大数据、物联网和移动互联网的深入发展，数据中心迎来新的发展机遇。一方面，数据中心步入快速发展阶段;另一方面，它却面临能耗过高的问题。中国8.29亿网民在2018年产生了7.6ZB的数据量，并且数据量还将以每年30%的速度增长。到2025年，中国智能互联设备将达到800亿，整个数据量将高达48.6ZB。

  数据的爆炸式增长，背后是数据中心惊人的耗电量。从全球来看，到2025年，数据中心将占到全球能耗的最大份额，高达33%;从国内看，全国数据中心的耗电量已连续8年超过12%的速度增长。2017年，国内数据中心总耗电量达到1200-1300千瓦时，这个数字超过三峡大坝和葛洲坝电厂发电量之和。预计，到2020年，中国数据中心耗电量为2962亿千瓦时，2025年高达3842.2亿千瓦时。

  并且，随着5G时代到来，数据中心耗电量将快速增加。居高不下的耗电量、温室气体的排放、大量的水资源消耗和设备报废后的环境污染……数据中心数量与规模的快速增长已经为资源与环境带来巨大挑战，绿色数据中心呼之欲出。

  国家政策的驱动力

  2019年2月14日，国家工信部、国家机关事务管理局和国家能源局三部委联合发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》(以下简称《意见》)。

  《意见》指出：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。

  《意见》的主要目标是：建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。

  对新建数据中心，《意见》称“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”，并“引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4”。

  对在用数据中心，意见指示“有序推动数据中心开展节能与绿色化改造工程”，“力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8”。

  根据IDC发布的《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》表明，虽然中国企业数据中心能源使用效率(PUE)值明显改善，但依然有85%的受访企业数据中心的能源使用效率在1.5-2.0之间，未来仍有很大的提升空间。

  关于数据中心高能耗问题，施耐德电气方面表示，“让数据中心变‘绿’不只是政策要求。事实上，在节能之外，绿色数据中心之‘绿’还涵盖多个环境要素，比如废旧铅酸蓄电池若处理不当，铅、汞、镉等有毒有害重金属会对环境造成危害。”

  并且三部委《意见》明确指出，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。

  核心问题：数据中为何如此耗能？

  数据中心高能耗产生的原因是什么？人们使用电脑或手机，都有这样的感受：时间一长，它们会发烫。道理相同，数据中心规模庞大，里面有大量的服务器、存储设备和交换机以及千亿级别的芯片，发烫程度非电脑和手机可以相比。因此，数据中心大量的电力被用于冷却。

  可以说，冷却效率的高低对数据中心高能耗有着决定性影响。