從 9 月初開(kāi)始，江蘇省就開(kāi)始進(jìn)行嚴(yán)格的“能耗雙控”，隨后廣東省開(kāi)始限電，迅速擴(kuò)散到東北、廣西、浙江等地。
在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的背景下，所有產(chǎn)業(yè)都在以降碳為目標(biāo)積極努力，作為 “能耗大戶”的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)也不例外。今年 5 月，工信部等四部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》的通知中指出，隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)度加快，迫切需要推動(dòng)數(shù)據(jù)中心合理布局、供需平衡、綠色集約和互聯(lián)互通，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，促進(jìn)數(shù)據(jù)要素流通應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展。
數(shù)據(jù)中心作為高載能產(chǎn)業(yè)，能源成本在整個(gè) 10 年生命周期的運(yùn)營(yíng)總成本中比例超過(guò)一半。因此，降低能耗，脫碳轉(zhuǎn)型不僅是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，體現(xiàn)企業(yè)社會(huì)責(zé)任感，也是數(shù)據(jù)中心自身的迫切需求。
要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展，首先要明確節(jié)能減排是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、具有豐富內(nèi)涵的系統(tǒng)工程，包括優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源和碳使用及排放，實(shí)施低碳節(jié)能技術(shù)與方案，制定并實(shí)施低碳管理戰(zhàn)略等幾大方向。
創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合自然條件，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)
在優(yōu)化能源實(shí)施低碳節(jié)能技術(shù)方面，傳統(tǒng)節(jié)能手段已經(jīng)無(wú)法有效滿足常態(tài)化的效率要求，所幸，重點(diǎn)創(chuàng)新技術(shù)為數(shù)據(jù)中心節(jié)能提供了新的方向。
目前綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新技術(shù)有幾個(gè)方向：一是采用新的冷卻系統(tǒng)及節(jié)能方案，降低數(shù)據(jù)中心能耗；二是采用新能源技術(shù)，從源頭降低數(shù)據(jù)中心碳排放；三是熱與電相結(jié)合循環(huán)應(yīng)用；四是擴(kuò)大可再生能源的利用。
從有孚網(wǎng)絡(luò)自身建設(shè)部署的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心應(yīng)該充分考慮區(qū)域自然條件，綜合利用自然冷源，強(qiáng)風(fēng)弱水，輔以新型制冷、供配電技術(shù)、預(yù)配置/模塊化和AI運(yùn)維等技術(shù)的使用，逐步提高數(shù)據(jù)中心分步部署能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、綠色化。
比如有孚網(wǎng)絡(luò)北京永豐云計(jì)算數(shù)據(jù)中心就充分考慮到了北京市水資源不充裕的情況，選擇了在北京工況條件下節(jié)能效果優(yōu)秀的熱管節(jié)能系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合的方案。
熱管技術(shù)是 1963 年美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的G.M.Grover發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與制冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過(guò)熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。
除導(dǎo)熱能力強(qiáng)外，北京永豐云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采用的熱管技術(shù)創(chuàng)新方案還具有零能耗、利用自然冷源替代空調(diào)制冷、節(jié)省水資源、有效降低噪音等優(yōu)勢(shì)。
首先，熱管換熱系統(tǒng)的工作原理是利用循環(huán)工質(zhì)的氣液相變來(lái)傳遞熱量，通過(guò)特殊的管路聯(lián)接，將蒸發(fā)段和冷凝段分離開(kāi)來(lái)。室內(nèi)機(jī)中的工質(zhì)在機(jī)房?jī)?nèi)吸熱蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，經(jīng)過(guò)氣管流入冷凝器，并在冷凝器內(nèi)放熱冷凝為液態(tài)，然后通過(guò)液管回到室內(nèi)機(jī)繼續(xù)吸熱蒸發(fā)。熱管換熱系統(tǒng)的好處是熱量傳輸屬于無(wú)源運(yùn)行，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，零能耗且故障率極低，整個(gè)過(guò)程幾乎用不到電力，大大降低了數(shù)據(jù)中心的電能消耗。
其次，在運(yùn)行時(shí)間上，熱管節(jié)能系統(tǒng)也存在著較大的優(yōu)勢(shì)，熱管換熱系統(tǒng)的全年運(yùn)行模式分為三種：冷機(jī)制冷模式、部分自然冷卻模式、完全自然冷卻模式。采用熱管節(jié)能技術(shù)的主要原因是因?yàn)楸本┐嬖谥据^長(zhǎng)、氣溫較低等特性，能夠用自然冷源替代空調(diào)制冷正常運(yùn)作 4 個(gè)月，全年自然冷源與冷機(jī)交替工作時(shí)間為 3 個(gè)月，能夠很好地發(fā)揮節(jié)能效果。
熱管技術(shù)以前被廣泛應(yīng)用在航天、軍工等行業(yè)，自從被引入散熱器制造行業(yè)，人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計(jì)思路，擺脫了單純依靠高風(fēng)量電機(jī)來(lái)獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術(shù)使得散熱器即便采用低轉(zhuǎn)速、低風(fēng)量電機(jī)，同樣可以得到滿意效果，使得困擾風(fēng)冷散熱的噪音問(wèn)題得到良好解決。
在制冷系統(tǒng)中采用熱管節(jié)能技術(shù)在國(guó)內(nèi)相對(duì)使用較少，北京永豐云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采用該技術(shù)后取得了卓越效果。傳統(tǒng)的水冷式IDC數(shù)據(jù)中心耗水量的理論值為2.083L/kwh，而北京永豐云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是采用風(fēng)冷散熱的閉式水冷系統(tǒng)，耗水量的理論值為0.129L/kwh，全年只有在5℃~25℃的溫度區(qū)間需要耗水。風(fēng)冷螺桿機(jī)在室外氣溫高于35℃開(kāi)啟高壓微霧降溫，蒸發(fā)效果好，節(jié)水性能高，全年節(jié)水超過(guò) 12 萬(wàn)噸。
智能運(yùn)維開(kāi)啟低碳管理
除采用創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合自然條件外，在數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)維中引入智能運(yùn)維概念，可以提高資源利用率，合理調(diào)度資源，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的節(jié)能降耗。
有孚網(wǎng)絡(luò)秉持“數(shù)據(jù)中心是一個(gè)整體，節(jié)能從源頭開(kāi)始”理念，以建設(shè)綠色低碳、節(jié)能環(huán)保數(shù)據(jù)中心為目標(biāo)，積極采用數(shù)十項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備選型、實(shí)踐，從IT、電氣、動(dòng)力系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、微模塊技術(shù)等方面采用多項(xiàng)綠色節(jié)能技術(shù)，賦予低碳數(shù)據(jù)中心更豐富的內(nèi)涵，其中多項(xiàng)IDC節(jié)能技術(shù)專利獲得行業(yè)認(rèn)可，在保證高可靠性的同時(shí)顯著提升了運(yùn)營(yíng)能效。
比如為解決環(huán)保系統(tǒng)建設(shè)中算力方面的痛點(diǎn)，依托于自建的數(shù)據(jù)中心，有孚專有云能夠提供比傳統(tǒng)架構(gòu)提高數(shù)十倍的計(jì)算性能。同時(shí)結(jié)合有孚AI 和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，全面支持多種GPU應(yīng)用程序、深度學(xué)習(xí)框架。既能實(shí)現(xiàn)較高的計(jì)算處理性能，又在能效比、內(nèi)存支持，以及CPU本身的架構(gòu)上具有較大優(yōu)勢(shì)，挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保智能化。
在運(yùn)維方面， 20 年來(lái)，有孚網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)持高研發(fā)投入，引領(lǐng)云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心賦能創(chuàng)新，以AI技術(shù)賦能探索智慧化數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)，以綜合能源技術(shù)應(yīng)用賦能碳減排先行標(biāo)桿，通過(guò)基于AI的數(shù)據(jù)分析和挖掘，可以提前預(yù)測(cè)服務(wù)器、交換機(jī)以及SSD故障，減少數(shù)據(jù)中心的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。并且通過(guò)引入深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心自動(dòng)節(jié)能。采用人工智能建模分析、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心資源利用率，結(jié)合虛擬機(jī)遷移功能，根據(jù)業(yè)務(wù)需求合理地調(diào)度數(shù)據(jù)中心資源，挖掘節(jié)能潛力。
最后，在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施層面，通過(guò)采集和分析監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度和空氣流動(dòng)模型，自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷設(shè)備和配電設(shè)備的輸出，使能源獲得更高效的利用。
為實(shí)現(xiàn)我國(guó)2060 年碳中和目標(biāo)，數(shù)據(jù)中心亟需提高效率，擴(kuò)大可再生能源的使用范圍，創(chuàng)新研發(fā)節(jié)能減碳技術(shù)，加強(qiáng)碳中和管理制度和體系建設(shè)。近些年來(lái)，有孚網(wǎng)絡(luò)形成的全生命鏈管理模式為此項(xiàng)系統(tǒng)工程構(gòu)建了實(shí)踐基礎(chǔ)，綜合設(shè)計(jì)、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)、一體化部署更能發(fā)揮數(shù)據(jù)中心集群階乘化降耗效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降耗。
