數據中心密集落地 電量是否也會(huì )隨之飆升？

  ICC訊 7月以來(lái)，我國多個(gè)超級數據中心落地。7月3日，騰訊清遠云計算數據中心正式開(kāi)服，整個(gè)數據中心集群規劃容納服務(wù)器超過(guò) 100 萬(wàn)臺，據稱(chēng)，該數據中心是華南地區最大的數據中心集群。

  7月31日，阿里云宣布，位于南通、杭州和烏蘭察布的三座超級數據中心正式落成。數據中心將新增超百萬(wàn)臺服務(wù)器，輻射京津冀、長(cháng)三角、粵港澳三大經(jīng)濟帶。

  作為集中儲存和處理數據的設施，數據中心需依托服務(wù)器全年不間斷運行以向互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供服務(wù)，并需要空調等輔助制冷設備，維持其可靠運行。因此，數據中心對電能的消耗量巨大。

  那么，數據中心的用能量到底有多大?未來(lái)一段時(shí)間內，超級數據中心仍將不斷落地，這是否會(huì )帶來(lái)較大的用電需求?

  數據中心的用能問(wèn)題，一直是業(yè)內關(guān)注的問(wèn)題。

  數據中心的電能消耗主要包括IT設備、制冷系統、供配電系統、照明系統及其他設施(包括安防設備、滅火、防水、傳感器以及相關(guān)數據中心建筑的管理系統等)。

  其中，IT設備主要指服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )等負責進(jìn)行信息交換存儲的設備，是數據中心總能耗的大頭，約總體用能的40%左右。

  華北電力大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授張素芳認為，今年以來(lái)，新冠肺炎疫情使線(xiàn)上服務(wù)、線(xiàn)上教育、線(xiàn)上辦公等業(yè)務(wù)需求驟增。由此可以預見(jiàn)，數據中心的數量將超過(guò)原有預測水平，其電力需求也將出現增長(cháng)。

  從數量上看，預計至2020年底，大型及以上數據中心機架數量將達到498萬(wàn)個(gè)，預計2025年，大型及以上數據中心機架數量將達到802萬(wàn)個(gè)。

  從地理分布看，廣東、上海、北京、浙江等經(jīng)濟較為發(fā)達的區域，大型及以上數據中心總機數占比較大。由于政策和可再生資源優(yōu)勢等因素，內蒙古、貴州等區域綠色數據中心數量也有所增加。

  中國信息通信研究院云計算與大數據研究所數據中心研究部高級業(yè)務(wù)主管吳美希撰文指出，一般觀(guān)念里面對于耗電都是只講“總數”不講“邊際”，數據中心耗電的“總數”看似龐大，其實(shí)從“邊際”的角度來(lái)看，數據中心確實(shí)通過(guò)努力在逐漸摘掉“能耗大戶(hù)”的帽子。

  隨著(zhù)數據中心數量的快速增長(cháng)，用電量勢必也會(huì )隨之增長(cháng)，但兩者并不一定能呈現出正比例的線(xiàn)性關(guān)系。也就是說(shuō)，用電量或將難以呈現類(lèi)似數據中心的爆發(fā)式增長(cháng)。

  要弄清兩者之間的關(guān)聯(lián)，首先要了解一個(gè)概念，即PUE，Power Usage Effectiveness(電源使用效率)，這是國際上通行的衡量數據中心電源使用效率的指標。

  不同數據中心，假設其服務(wù)器能耗相同，PUE值越低，數據中心在冷卻及其他輔助系統的能耗就越低，總能耗越低。

  2020年初，《Science》雜志刊登論文《重新校準全球數據中心能耗估算》現實(shí)，全球數據中心的PUE值在降低。具體看，與2010年相比，2018年全球數據中心計算實(shí)例增加了550%，而同期，全球數據中心的耗電量?jì)H增加了6%。

  和國外類(lèi)似，國內數據中心的能耗也呈現逐漸逐年下降的趨勢。

  2013年前，全國對外服務(wù)型數據中心平均PUE值在2.5左右，而到2019年底，全國對外服務(wù)型數據中心平均PUE值近1.6。

  PUE值為什么會(huì )降低?以下兩點(diǎn)是主要原因。

  一是規模變化。

  近年，數據中心的規模從小而散轉向了大型集中。2013年以前，全國大型以上數據中心的數量較少，而到了2019年，大型以上數據中心機架規模占比達到70%左右。這類(lèi)數據中心(如前文提到的超級數據中心)體量大，可通過(guò)集約有效的管理，實(shí)現能耗的優(yōu)化。

  二是技術(shù)提升。

  我國數據中心主要通過(guò)簡(jiǎn)化供電架構、引入冷卻技術(shù)、優(yōu)化能源管理等方式，對能耗進(jìn)行優(yōu)化。制冷技術(shù)在其中的應用最為亮眼。阿里云近年的開(kāi)發(fā)的幾大超級數據中心，就根據不同地區的特點(diǎn)，利用浸沒(méi)式液冷、河源水冷或自然風(fēng)冷，以減少相關(guān)能耗、降低PUE值。其中，利用浸沒(méi)式液冷技術(shù)的數據中心，其PUE值可以達到1.07左右。

  即便PUE值已經(jīng)明顯降低，但隨著(zhù)數據中心落地，用電量仍然會(huì )呈現一定上升。因此，如何通過(guò)技術(shù)水平和先進(jìn)能源管理手段，進(jìn)一步優(yōu)化增加的電量，讓數據中心更綠色、更節能，將是未來(lái)各方需要考慮的問(wèn)題。