未来数据中心如何节能降耗？

发布时间：2023/12/18 18:10:22　访问68次

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  未来，数据中心既要实现百倍算力提升，以满足快速增长的智能化业务需求，还要实现百倍能效提升，以满足绿色低碳可持续发展的长期目标。

  近日，华为发布了《数据中心2030》报告。报告认为，随着“碳中和”逐渐成为全球的共识，数据中心将加速向绿色低碳的方向迈进：绿电的发展为数据中心提供了更加丰富、优惠的电能供给，全面助力数据中心零碳目标的实现。

  当前，随着算力和IT功率密度的增长，数据中心面临前所未有的能耗和散热挑战。如何实现数据中心行业的绿色发展、低碳排放，已成为当下数据中心建设重要的发展方向。数据中心看似是一个很小的行业，但其对于电量的消耗却非常惊人。以我国某公司在天津建设的数据中心为例，该数据中心共4栋楼，其中，3号楼共有10万台服务器，这10万台服务器的用电负荷约等于8万个城市家庭的总用电量。数据中心耗电量之高由此可见一斑。

  近些年，我国不断出台*策，降低数据中心的PUE（数据中心总能耗/信息设备能耗）。《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年）》，明确提出，到2023年，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下。从2020年开始工信部就把数据中心作为第九大高能耗行业，和液晶、电解铝、煤炭划到一起作为高能耗的行业。大模型时代，这一问题则更加突出。据悉，电力支出占大模型训练成本的60%，即大模型训练一次电费高达720万美元。

  中国移动通信研究院研究员李佳璐在接受中国经济时报记者采访时表示，目前，数据中心节能降碳面临以下三方面挑战。

  一、数据中心IT设备能耗水平过高。

  当前，IT设备占数据中心能耗约为一半，其中服务器能耗最高。由于数据中心需要保持IT设备24小时不间断运行，为了维持设备稳定和散热，用电和制冷方面消耗巨大。随着数据中心扩容和芯片等设备的不断优化，如何减少单位算力的能源消耗，提升能源转换效率是实现数据中心绿色低碳发展的关键。

  二、数据中心布局天然错配，导致能源利用率不高。

  我国东部地区数据中心建设需求旺盛，但资源瓶颈明显、供给受限；西部地区资源禀赋优渥，气候环境适宜，但数字经济发展水平低、属地需求弱。随着国家“东数西算”战略不断深入推进，未来能源利用率将更趋于合理。

  三、数据中心能源结构相对单一。

  整体用能以火电为主，绿电和其它能源的供应占比较低。火电能源消耗不能充分转化为数据中心运行能量，供能侧与用能侧能级的不匹配，导致系统能量损失大、能耗高。

  随着AI大模型的火热引爆了各行业对算力基础设施的需求，液冷散热的渗透速度也在加快。据赛迪顾问测算，去年全年国内液冷数据中心的市场规模为68.4亿元，但仅今年上半年，国内液冷数据中心的市场规模就高达50.2亿元。数据中心整体的碳排放量较大，对于数据中心服务商，高能耗也意味着更多经营成本。未来数据中心如何节能降耗？

  *财经大学数字经济融合创新发展中心主任陈端在接受中国经济时报记者采访时表示，数字经济同时具备两面性特征，一方面以数字技术为支撑，用线上化操作取代许多线下高能耗场景，拥有绿色发展的内核基因；另一方面数据中心作为数字经济的发展底座本身就是一个高能耗场景，综合运用多种手段带动数据中心向绿色低碳、可持续发展是数字新动能壮大的基本前提。数据中心作为将“瓦特”转变为“比特”的重要基础设施，从规划设计到持续运营的很多环节都存在持续改良优化的空间。

  “例如，通过AI预测性维护实现主动安全‘治未病’，通过系统自动化故障响应实现降本增效，通过应用高密度集成等高效IT设备、液冷等高效制冷系统节能减排等，围绕数据中心优化运营可以形成创新链和产业链。”陈端说。