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節能現在已經成為數據中心重要的任務。 近日，工業和信息化部在其官方網站發布了《〈綠色數據中心先進適用技術目錄（第一批）〉公示》。目錄共分為制冷/冷卻類、供配電類、IT 類、模塊化類、運維管理類五大類別，涉及17項具體技術。 技術的進步使得數據中心在節能方面不斷改善。去年3月份，工信部、國家機關事務管理局、國家能源局聯合印發的《國家綠色數據中心試點工作方案》透露，隨著信息化快速發展，全球數據中心建設總量已超過300萬個，耗電量占全球總耗電量的比例為1.1%~1.5%，其高能耗問題已引起各國政府的高度重視。 “作為工業領域的大耗能產業，國家對數據中心節能發展非常重視，行業和用戶也在持續關注，市場正在培養，發展潛力巨大。”在11月16日召開的中國數據中心節能技術大會上，中國電子節能技術協會數據中心節能技術委員會秘書長呂天文表示，節能現在已經成為數據中心重要的領域，甚至是著力點。 隨著互聯網、移動互聯網、云計算以及大數據等應用的快速發展，全球數據中心的建設步伐正在加快，與此同時，數據中心的節能降耗問題也進一步凸顯。在此次大會上，行業協會代表、專家學者以及企業界人士就如何降低數據中心能耗、實現綠色發展進行了深入的探討。 挑戰眾多 我國數據中心發展迅猛，總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，其中大多數數據中心的PUE（電源使用效率）仍普遍大于2.2，與國際先進水平相比有較大差距，如美國數據中心PUE已達1.9，先進數據中心PUE甚至達到1.2以下。PUE值是指數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比，PUE值越接近于1，表示一個數據中心的綠色化程度越高。可以看到，我國在降低能源消耗方面發展空間極大。 與此同時，人類社會從機械化、電氣化、自動化一路走來，正邁進萬物互聯、萬物智能的智能化時代，移動互聯網、云計算、物聯網等產業的崛起，使得需要節能改造的數據中心日益增多，據悉，2015年我國數據中心節能改造規模已達30億元左右。“預計到2019年，全球數據中心基礎設施市場規模將達到440億美元左右。”華為技術有限公司高級經理高繼軍認為，無論是從廠商角度還是從客戶角度出發，都應該去做更多的工作。 高繼軍同時指出，現在的數據中心存在很多挑戰，前期規劃難、建設周期長、質量管控難、人工維護難。“數據中心的運維成本70%是電費，主要是制冷能耗，全球數據中心電力消耗大約相當于7個大亞灣核電站的年發電量，總的耗電量非常驚人。數據中心的維護也面臨巨大的風險，70%的故障是人為操作造成的，人員水平的差異、經驗、熟練程度就決定了運維水平。” “數據中心要節能，必須重視節能規劃，在建設階段不重視，以后再改建就難了。”數據中心節能技術委員會執行副主任張廣明強調說。 規劃指標不等于實際功耗 “自從政府呼吁數據中心節能降耗，許多PUE指標在3~3.5的數據中心通過使用高效的節能組織、優化設備運行狀態、提高維護水平等，都將數值降到了2~2.5，這并沒有難度。”張廣明介紹，數值再往下降就沒那么容易了，“要靠高效的供電、制冷設備，模塊化技術，優化的方案來改善氣流組織設計；利用自然冷源、智能管理系統等一系列措施來支撐”。 張廣明估計，理想的數據中心能耗數值應該可以降到1.2左右，“這需要兩項技術的疊加，一是去掉制冷系統，把自然冷源的溫度提高到60~80攝氏度，這樣數據中心即使建設到海南島，全年也可以用自然冷源，不需要制冷；另外一項技術就是企業自主儲能供電，去掉傳統的UPS系統（不間斷電源系統），供電系統效率就能從80%左右提高到97%”。難處在于兩項技術都需要IT廠商參與，“制冷和供電技術設備廠商單獨做不了，必須要多方配合”。 自從按照行業和政府部門要求，PUE要達到1.5左右，新設計和改造的數據中心的規劃指標都齊刷刷降到了1.5，張廣明不客氣地指出，這太不正常，“PUE指標是個技術指標，不是政治和行政指標，目標的提出也要符合技術的發展規律”。 規劃值難以達到，其不合理之處在于，在確定IT設備數量和用電規模時，當前普遍采用的方法會加大IT設備數量和用電量，使得在整個數據中心生命周期內IT設備用電量都達不到規劃值。 PUE的規劃指標不等于實際運行效果，IT設備功耗應該統一根據數據中心的性質、用途、等級提出最終的目標，根據設備的規格、型號、功能、數量確定功耗，但這種方法比較困難。現在的方法是根據數據中心的建設面積、主機房面積、機架平均占地面積、機架數與功率密度計算得到的數值，“虛得太多。”張廣明指出。 另一方面，供電系統規劃不能保證制冷系統的連續性，使IT用電量在整個數據中心生命周期內不敢增加到規劃值。“不敢增加服務器，實質是不能保證電源能夠連續運行、連續制冷，這是被動能源帶來的問題。”張廣明說。 “制冷系統規劃欠缺也限制IT用電量在整個數據中心生命周期內都不敢增加到規劃值。”張廣明說。設備標稱的制冷功率忽略了冷氣利用效率，“制冷功率等于IT設備消耗功率是不對的，還應考慮傳輸的損耗、阻力等問題”。 液冷帶來技術革命 “從目前國內外最新的研究進展來看，使用液態冷媒替代空氣來對計算機設備進行冷卻，是未來計算機設備的一場技術革命。”中科曙光數據中心產品事業經理劉廣輝說。 從分類來說，液冷目前分為“冷板式液冷”和“全浸沒式液冷”兩大類。浸沒式液冷就是把所有的熱源浸沒在冷媒液體里，通過液體的蒸發或流動把熱量帶走。間接式液冷是把一個裝有液體的腔體和熱源接觸，通過腔體內液體的流動，將熱量帶走。 在實際應用中，冷板式液冷是比較普遍的設計，包括曙光在內的許多企業都有成熟的技術，特別是曙光的TC4600E-LP液冷刀片服務器已經實現了大規模量產，并將其成功應用在地球數值模擬裝置原型系統、中國最大的電網仿真高性能計算平臺等大項目中，獲得了市場的充分認可。 近日舉行的全球超算大會SC16大會上，中科曙光發布了E級計算系統的研發路線圖，而E級計算的挑戰首先就是解決能耗的問題。在考慮到冷板式液冷已經接近性能瓶頸，難以承載E級計算需求之后，曙光果斷地選擇了“全浸沒相變冷卻技術”作為攻關的主要方向。 “浸沒式液冷特點是無色、無味、無毒、低溫沸騰不可燃、不導電，但由于成本太高，目前市場上還沒有產品出來。”呂天文說。 數據中心要節能降耗，如果單純以耗電來衡量的話顯然不充分。呂天文告訴《中國科學報》記者，數據中心的能耗不單純是耗電，材料、人工、水、燃氣都包括在內，“我們要利用契機將PUE指標豐富起來”。 “未來數據中心應該是單一產品建設。”呂天文暢想道，“節能理念從現階段看，正在從房間型到微模塊過渡。未來隨著整體理念的發展，微模塊會向堆砌型數據中心發展。未來數據中心將實現產品統一，我們可以像砌磚一樣來堆砌數據中心，達到節地、節電、提高可靠性的目的。但技術的進步需要用戶逐漸消化、吸收，新技術替換舊技術也有滲透率，這是一個長期的過程。” （來源 互聯網） |
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