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如何让数据中心从源头变,阿里云率先达成国家

日期:2019-11-13编辑作者:关于科技

近些年来,随着各行各业数字化转型的加速,以及5G,边缘计算概念的逐步落地,对数据中心的需求再度爆发。这一方面带动了数字经济的发展,但是另一方面,由此产生的能源消耗也令人瞠目。

近日,工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局三部门联合印发了《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,提出到2022年全国新建大型、超大型数据中心PUE需达到1.4以下。记者了解到,阿里巴巴所有自研数据中心平均PUE已经低于1.3,是国内首个达成该目标的公司。

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PUE (Power Usage Effectiveness,电源使用效率)是衡量数据中心电力能源利用率的国际通用指标,越接近1表明能效水平越好。目前国内企业数据中心的PUE平均值在2-2.5,与指导意见提到的目标还有很大差距。

公共机构数据中心是能耗大户

事实上,数据中心巨大的耗电量困扰着全球科技公司。据统计,全球数据中心的耗电总量占总用电量的3%,其中有约40%用于与业务无关的制冷系统,造成了能源的极大浪费。

实际上,真正的能耗大户主要来自公共机构数据中心。据统计,全国公共机构数据中心超过4万个,用电量占公共机构总用电量的比例大约为8%,而中央国家机关数据中心用电量占总用电量更是高达30%左右。之所以成为耗电大户,主要在于数据中心是公共机构最大的单一用能主体。和大规模低能耗的云数据中心相比,公共机构自建的数据中心大多规模有限,很多可能只有十几个机架,不仅没有完善的管理和运营,同时也缺乏改造潜力。

阿里巴巴在绿色数据中心的研发上有丰富的实践经验,使用多种创新技术取代传统供电系统和空调制冷系统,阿里云智能技术设施事业部IDC技术研发负责人天吉向记者透露,公司自研的数据中心整体平均PUE已经低于1.3。

首先,公共机构数据中心在用途方面,80%都是以满足企业内部业务需要自建的中小型数据中心,大多都是在公共机构的楼宇内部因陋就简,既没有选址的概念,也没有比较过硬的设计标准。所以基本不具备后期改造的空间。

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其次,公共机构数据中心的建设力量不足,对能耗不够敏感,且相关单位并无后期改造的动力。在绿色化方面,公共机构数据中心同互联网、能源、电信、金融等行业差距比较明显,属于跟跑的地位。但从社会整体来看,他们的绿色化需求其实反而更为迫切。

其中在杭州的一处数据中心采用了深层湖水来制冷,最低PUE仅1.17,比普通数据中心全年节电数千万度,减少碳排放一万多吨。

疏解改造将成公共机构数据中心主旋律

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针对上述问题,在日前举办的2019中国绿色数据中心大会上,国家机关事务管理局公共机构节能管理司的相关负责人表示,针对公共机构数据中心的高能耗问题,今后除推进数据中心机房节能管理,继续公共机构绿色数据中心建设及改造以外,还要增进交流,推广经验。同时在公共机构组织开展数据中心的绿色测评,同时加强与中国电子学会等第三方机构的合作,提升公共机构绿色数据中心工作的专业化水平。

位于张北的北京冬奥云数据中心,同时采用风能和太阳能等清洁能源,充分利用自然能源,每年只有约15天是传统模式制冷,能耗降低59%,PUE最低至1.13,是全球最节能的数据中心之一。

另外,全国一线城市也在不断加码对新建数据中心的严控政策。以北京为例,主城区内将不会有新增数据中心,现存数据中心如果不能满足改造要求,则有很大可能被要求外迁他处。至于在主城区以外,也将只能兴建PUE在1.4以下的云数据中心。在上海,新建的标准甚至被要求到了1.3以下。但是,仅依靠疏解改造或者严格限制,也并不能完全解决数据中心“变绿”的问题。因为这是一个涉及从能源供给,能耗管理,以及升级改造的全链条问题。

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绿色数据中心要从源头变“绿”

不仅如此,该数据中心还部署了全球互联网行业最大规模的浸没式液冷服务器集群,不再使用传统机械制冷系统,PUE可逼近理论极限值1.0。

除了公共机构数据中心以外,很多大型数据中心也存在控制能耗的问题。事实上,现在提到绿色数据中心,首先想到的就是通过各种手段降低PUE。比如采用新的液冷技术,增强电源管理等。但事实上,绿色数据中心还应该考虑到源头的“绿色”。现在数据中心的电能很多来自于火电,这种靠烧煤或者烧气产生的能源,不仅成本高,其本身也并不绿色。在这种情况下,如何利用清洁能源和可再生能源,从源头让数据中心能耗变绿,就成了行业需要面对的问题。

作为全球领先的云计算服务商,阿里云拥有全球最丰富的云计算产品家族,包括绿色数据中心在内自研了一系列核心技术,包括超大规模通用计算云操作系统飞天Apsara、数据库POLARDB、弹性裸金属服务器神龙X-Dragon等。

事实上,现在国外的很多数据中心和企业已经展开了相关工作,比如说苹果,亚马逊等公司,已经在专门开展采购和消费绿色能源这样的模式了。

目前,阿里云在全球19个地域建立了56个可用区,"未来,我们将持续提升数据中心能源效率,同时致力于全面实现智能化管理。"阿里巴巴集团副总裁周明表示。

目光回到国内,中国在水电、光伏等可再生资源的开发技术方面处于国际领先地位,规模在全球也都是最大的,所以成本也最低。在内蒙或者张家口等风能资源丰富的地方,发电价格甚至只有0.22元,但是火电的价格,即便在山西这样的产煤大省,也要在0.5元左右,这还不算因为烧煤造成环境污染产生的费用。所以,未来20-30年,为数据中心提供清洁能源,将逐渐成为一种趋势。但之所以速度如此缓慢,主要是因为能源存储及转换的效率还较低所致。

因地制宜,园区化或将成趋势

现在的内蒙和张家口区域面积不大,但是却集中了全国大约70%的风能,光伏等清洁能源。可由于存储传输问题,很难全部对外输送。虽然现在采用柔性直供的方式,有一部分电能可以输送到北京,但对于解决数据中心能耗,也完全是杯水车薪。更何况即便是全部输送出来,由于能源附加值过低,对于当地的经济提振效果也并不明显。这就使得当地政府对于相关项目的态度并不积极。所以,在这里产生的清洁能源,有大部分都处于浪费状态。

现在行业内有一种声音,那就是将数据中心的高耗能标签变成高载能。也就是通过集中化建设,将这些清洁能源全部利用起来,不仅能够为数据中心供能,还能带动经济链条两端,真正为地方经济发展做出贡献。

在这种情况下,未来数据中心集中化,园区化的建设或将成为另外一个趋势。比如秦淮数据中心,在张北地区自建规模较大的园区,其内部配置变电站,以及相应的配套设施。这样,为了支撑这个园区,如模块化数据中心、ODM服务器等很多厂家,出于就近提供产品和服务的需要,也必然将研发,测试等很多业务留置在当地。这样不仅解决了使用清洁能源为数据中心供电的问题,还能将上下游的需求链打通,并因此产生很多就业机会,最终对当地经济产生提振作用。

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