伴隨云計算產業(yè)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)崛起，數(shù)據(jù)中心產業(yè)經歷了十幾年的快速成長，逐漸成為了數(shù)字經濟建設的“數(shù)字底座”，并迎來了持續(xù)的高速發(fā)展期。
中國信通院《數(shù)據(jù)中心白皮書2022》顯示：2021年全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模超過678億美元，較2020年增長9.8%，預計2022年總規(guī)模將達到746億美元，總體保持平穩(wěn)增長。而中國市場的增速則更為可觀：2021年，我國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模達到1500億元左右，近三年年均復合增長率達到30.69%，遠超全球平均水平。
在市場規(guī)模如此快速的增長背后，則是數(shù)據(jù)中心作為能耗大戶，不得不面對的降碳挑戰(zhàn)。相關數(shù)據(jù)顯示：在過去10年里數(shù)據(jù)中心的TCO當中，有60%是電費支出。
如何有效的降低數(shù)據(jù)中心的能耗，走出一條綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展之路？也許我們可以從貴安華為云數(shù)據(jù)中心的建設，獲得答案。
1）直面數(shù)據(jù)中心的能耗挑戰(zhàn)
數(shù)據(jù)中心產業(yè)正在變革的十字路口。
作為數(shù)字經濟發(fā)展的核心支撐，數(shù)據(jù)中心發(fā)展一直受到政策的推動。從新基建到“東數(shù)西算”戰(zhàn)略的啟動，帶動了一波又一波的數(shù)字化經濟基礎設施建設浪潮，為數(shù)據(jù)中心產業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。
有了數(shù)據(jù)中心基礎設施層面的保障，千行百業(yè)的數(shù)字化轉型就沒有了后顧之憂，應用上云、數(shù)據(jù)上云，業(yè)務創(chuàng)新上云等業(yè)態(tài)層出不窮，僅在貴州，華為云就已為超過 800 家貴州企業(yè)數(shù)字化轉型提供服務，全省 62 家省直部門 1438 個數(shù)據(jù)資源都已上云。
但同時，數(shù)據(jù)中心的建設和發(fā)展本身，也意味著巨大的能耗挑戰(zhàn)。國家政策強制要求降低新建數(shù)據(jù)中心PUE值。2021年7月，工信部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年）》中，明確提出到新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE要降低到1.3以下。
之所以PUE成為了數(shù)據(jù)中心降碳的焦點。是因為，數(shù)據(jù)中心的耗電量是數(shù)據(jù)中心PUE的重要組成部分，PUE越低意味著支持系統(tǒng)的電耗越低，所以有效降低PUE是綠色數(shù)據(jù)中心最核心的追求。但PUE的降低并非一件易事，數(shù)據(jù)中心的選址，風火水電的建設，乃至數(shù)據(jù)中心設備的低碳化設計，全生命周期的運維能力等綜合因素，都非常關鍵。
毫無疑問，數(shù)據(jù)中心行業(yè)正處在飛速的發(fā)展期，尤其是東數(shù)西算的啟動，可以帶來幾千億的建設規(guī)模。新建數(shù)據(jù)中心必須要滿足PUE的要求，盡管西部的電價更低，氣候更冷，但要做到最新要求的寒冷地區(qū)PUE要低于1.2的新標準，就需要在每一處數(shù)據(jù)中心中的細節(jié)下功夫。
而華為云貴安數(shù)據(jù)中心的能效比 PUE ，做到了驚人的 1.12，這到底是如何實現(xiàn)的呢？
2）從每一處細節(jié)，做到節(jié)能降碳的最優(yōu)比
2016 年，華為與貴州省政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，數(shù)據(jù)中心正式投建。2021年9月9日，貴安華為云數(shù)據(jù)中心一期已正式投入使用。
按照規(guī)劃的建設目標，貴安華為云數(shù)據(jù)中心全部建成后將成為華為全球最大云數(shù)據(jù)中心，承載華為云在貴州、重慶、廣西、廣東、云南、四川等地的客戶業(yè)務。
很明顯，從該數(shù)據(jù)中心的選址來看，就已經考慮到當?shù)貧夂虻囊蛩?，貴安年均溫度約 15℃，空氣質量良好，沒有化學、顆粒物污染，這讓采用直通風自然冷卻成為可能。
我們知道，風冷技術是數(shù)據(jù)中心最常用的節(jié)能方式，也是久經全球數(shù)據(jù)中心驗證的性價比最高的制冷方式。貴安華為云數(shù)據(jù)中心為了充分利用自然冷源，放置服務器的機房建筑相比其他普通建筑也做了一些特殊設計，包括更高的層高和用百葉窗替代普通窗戶，而百葉窗背后其實就是一個個的機柜。冷風經大樓百葉窗送進機房，熱風經熱通道從樓頂排出，最終形成了直通風冷卻。
此外，數(shù)據(jù)中心設施區(qū)和辦公區(qū)域采用中溫冷凍水系統(tǒng)，散發(fā)的熱量一部分通過瀑布和湖面實現(xiàn)自然冷卻，另一個部分通過熱回收技術用于游泳池和辦公區(qū)冬季制熱，實現(xiàn)余熱回收，減少熱損耗。此外還引入了服務器液冷技術，能夠把熱量直接從芯片上帶走，減少制冷無關損耗，提升設備密度降低能效比。
再有AI 技術的運用，也發(fā)揮了重要作用，基于 AI 技術能夠實現(xiàn)隨業(yè)務功率的變化實時調整制冷功率、削峰平谷，使各服務器負荷均衡，進一步提升資源使用效率比。同時在供電環(huán)節(jié)用功率半導體替換銅器件，結合智能算法，又能進一步降低供電損耗。據(jù)測算，在滿負荷運行的情況下，預計每年可節(jié)省電力 10億度，減少碳排放 81 萬噸，相當于年植樹 3567 萬棵。
3）智能化：讓機器來run機器
如果從數(shù)據(jù)中心全生命周期的角度來看，應該分為建設和運營兩個大的階段。前期的建設投入固然是成本支出的大頭，但后期持續(xù)的運營和運維支出，也是非常重要的考量因素。
隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴大，當故障發(fā)生時，想要在幾十萬甚至上百萬臺服務器中，通過人工來確定故障具體發(fā)生在哪個機房、哪個機柜、哪臺機器，并找到出問題的具體原因，已經非常困難。
而智能化運維，可以掌握每一個數(shù)據(jù)中心的任何一個機柜、服務器、網(wǎng)絡設備實時的運營情況，真正做到“讓機器來run機器”，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心運維的自動駕駛。
為此，華為云結合智能傳感和 IoT 等技術構建了數(shù)字孿生平臺，可以實時顯示數(shù)據(jù)中心環(huán)境和設備的狀態(tài)，把供電和制冷全鏈路狀態(tài)以及各模塊每臺服務器工作狀態(tài)、工作溫度全部可視化。
同時，結合華為河圖虛擬增強現(xiàn)實技術，運維工程師可以非常方便地實時看到機柜溫度、濕度、通風等機房環(huán)境信息，人均運維設備數(shù)量提升了 10 倍，故障定界定位時間也從 30 分鐘大幅降低到 1 分鐘。
數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降碳應該是貫穿全生命周期始終的工作，而通過智能可視，AI運維等智能化技術，提升運維質量和效率，可以節(jié)省運維成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全鏈路預測性維護、端到端能效調優(yōu)、極致運維效率及資源利用率。這亦是任何一家綠色數(shù)據(jù)中心，值得長期投入和創(chuàng)新的方向。
實際上，新一代的綠色數(shù)據(jù)中心，是在土地，電力，資金，環(huán)境，政策等主要資源要素約束下，最大化的利用各項資源，平衡技術和各項指標，求得的最優(yōu)解。我們也從貴安華為云數(shù)據(jù)中心身上感受到了，這種技術的均衡與PUE極致表現(xiàn)的協(xié)調與統(tǒng)一。
