守住绿色边界，数据中心也要有“分寸感” 原创

中国有句古话“万物并育而不相害，道并行而不相悖。”该句出自《礼记.中庸》，意思是万物一起生长而互不妨害，遵循各自的规律而互不冲突。这里面蕴藏的是和谐之道，有些人误以为“中庸”是无原则和随波逐流，但实际上儒家的“中庸”是“中和”之意，是一种对分寸感的精妙把控。

凡事过犹不及，发展不能以破坏生态为代价。眼下，人类社会正快速步入数字经济时代，数据爆炸式增长，算力需求激增，数据中心作为算力承载平台，已然成为一个不折不扣的“能耗大户”。过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增，且我国的数据中心能耗总量明显高于世界平均水平。在国家碳达峰碳中和目标的大环境下，数据中心的绿色化转型迫在眉睫。

那么何为“绿色”化转型？该如何衡量一个数据中心是否“绿色”？

数据中心也能“绿意盎然”

简单来说，绿色就是指采用创新节能技术，在保证业务性能的前提下尽可能提升设备的能效和工作效率，通过智能化的管理方式，在各个层面优化对资源的调配和管理，充分利用可再生能源优势，降低碳排放。数据中心作为承载各行业的新型基础设施，其绿色低碳化进程，不仅可以减少自身能耗，通过集约化、规模化的运作，还能改善算力的供给效率，帮助高耗能行业节能降碳。

那么如何衡量一个数据中心是否“绿色”？相信很多人第一个想到的是PUE指标（电能利用效率），这是业内最为熟悉的数据中心能源效率指标，也是政府评价数据中心工程性能的主要指标。最早由美国绿色网格组织在2007年提出，计算公式为：PUE＝数据中心总能耗/IT设备能耗。其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷设备、配电设备以及其他设备能耗，PUE值越趋近1，说明数据中心用于IT设备外的能耗越低，能效越高。

根据工信部近期披露的信息，目前全国规划在建的大型以上数据中心平均设计PUE值已降到1.3以下。然而伴随产业发展，PUE的局限性逐渐显露出来，如无法体现基础设施和IT设备内部各模块节能情况、缺乏对IT效能和运维能力等要素的评价等。因此除了用电效率（PUE），用水效率（WUE）、碳使用效率（CUE）、基础设施使用效率（IUE）等也是衡量数据中心能耗和绿色程度的重要指标。

有了判断的指标，那么在实践中又需要应用哪些技术才能让数据中心更“绿色”？UCloud优刻得基础设施技术总监付东明表示，“数据中心的绿色化不能只追求片面的‘绿色’，一定是要综合考虑全生命周期的运营和业务需求。”因此从数据中心的生命周期维度思考，可以将变“绿”的过程分为两个阶段，即设计建设阶段和运营阶段。从二者的碳排比例来看，前者仅占10%左右，而后者占比约90%。下面便从技术的视角，来看看如何让数据中心的建设和运营变得“绿意盎然”。

绿色数据中心的技术图景

在设计建设阶段，节能减碳技术主要体现在数据中心的设计和建设模式上，有PUE仿真设计技术、预制模块化建设技术、数据中心园区叠光和叠储技术等。而在占据碳排90%的运营阶段，碳排放以用电为主。从电能消耗的组成来看，数据中心运营过程的电力消耗是由服务器、存储和网络等ICT设备，以及制冷、变电、供配电等其他设备产生的。以一个PUE=1.5的数据中心为例，其中67%的电力消耗来自ICT设备功耗，27%来自制冷系统功耗，5%功耗由供配电损耗。

先从ICT（信息与通信技术）开始。数据中心本身就是ICT的产物，是支撑ICT技术和应用的载体。ICT设备的高效节能在数据中心转型升级中扮演着重要角色，相关技术有全闪存化存储、全光纤化网络、无损以太网络等，这些都可应用于数据中心节能提效。世界经济论坛的研究显示，ICT技术的广泛应用能大幅减少碳排放，到2030年各行业受益于ICT技术所减少的碳排放量将达121亿吨，10倍于ICT行业自身排放量。

再看制冷系统。随着芯片技术的进步，服务器计算能力有了数十倍的增长，但总体功耗大幅提升，对数据中心制冷技术带来极大挑战。当前数据中心制冷技术包括直接自然风冷却、间接蒸发冷却、冷板式液冷和浸没式液冷等。液冷作为数据中心PUE降低的新手段，与传统风冷不同，它使用的是高比热容的液体作为热量传输，进而满足服务器等IT设备散热需求。

而供配电设备可以通过高效UPS、UPS智能在线模式、电力模块等技术实现节能。另外，通过AI技术能够优化数据中心基础设施管理，减少由于资源调配不善或人工干预不及时而导致的资源浪费。

从现在绿色数据中心建设和所呈现的趋势来看，越来越多的技术能力被融入进来。青云科技副总裁林源介绍，“从新能源电力供给、冷热通道布局、液冷等基础设施建设优化，到物联网、边缘计算、AI等助力精细化运营，不同领域的‘软’、‘硬’技术都发挥出了作用，企业需要从全局角度寻求最优方案。”

当前，一些数据中心相关企业已经开发了大量创新技术，并在现有或新建的数据中心实施，但从整体能耗增长速度上看，我国数据中心耗电量增长率连续八年超过12%，能源成本已占数据中心总成本的一半。因此，数据中心的绿色化首先要着眼于提升能效，需要从节能减排技术、区域布局、数据中心的体系架构、产业链、运营管理模式以及算网协同等多维度共同发力。

增长与节能并非鱼与熊掌不可兼得，只有做到共生，才能赢来绿色数据中心产业的蝶变。