中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书》显示,2020年我国数字经济规模达到39.2万亿元,占GDP比重为38.6%,同比名义增长9.7%,已成为国家经济增长的核心动能。

在此背景下,千行百业都将快速步入数字化转型,而当整个社会开始从信息化时代迈入数字化时代,就需要更多和更大的数据中心。而数据中心指数级增长的同时也消耗着越来越多的自然资源。因此,很多组织已开始呼吁数据中心的绿色可持续发展,国内外互联网巨头在IDC降低碳排放方面也取得了巨大的进步。

迄今为止,已有196个国家曾签署《巴黎协定》,承诺通过减少二氧化碳排放来应对气候的变化,碳达峰与碳中和正成为许多国家努力的目标。

2020年9月,中国宣布“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现“碳中和”。在国家“双碳”战略的背景下,数据中心产业也需要以降碳为目标,快速走向新发展阶段。

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低碳数据中心是产业发展的方向

2020年初,新基建的横空出世,代表了未来数字经济时代的发展总纲。如果说传统基建为物理世界修桥铺路,那么新基建就是在数字世界起到更大的价值。而大数据中心作为新基建的七大重点领域之一,也迎来了快速的发展契机。

数据显示:我国数据中心建设正处于快速发展阶段,截至2020年底,在用数据中心机架规模约500万架,近5年年均增速逾30%,高于全球数据中心的复合年增长率13%,预计“十四五”末将发展到1800万架,同时我国的IDC行业市场规模也呈逐年增长态势。

作为数字经济的“底座”,所有创新性的业务都要跑在数据中心当中,换言之,是数据中心的规模化发展,为数字经济的发展奠定了坚实基础。

但数据中心的建设和发展本身,就意味着巨大的能耗挑战。相关数据显示:2020年国内数据中心的总能耗突破了2千亿千瓦时,如果折算成标准煤的燃烧发电,则消耗了6千万吨煤的燃烧,排放了1.6亿吨的二氧化碳。

而在过去10年里数据中心的TCO当中,有60%是电费支出。耗电量也是数据中心PUE的重要组成部分,PUE越低意味着支持系统的电耗越低,也就是说有更多的电力是用在了IT设备上。

从降碳的角度,PUE一定是越低越好,2019年全球数据中心平均PUE为1.67,但近10年PUE下降趋势不明显。2019年中国大型数据中心平均PUE1.55,在建数据中心的平均设计PUE为1.41左右,超大型、大型数据中心平均设计PUE分别为1.36、1.39,体现出更为健康绿色的发展态势。

推动中国数据中心绿色化的一个重要驱动是政策引导,很多省市都已出台相关的PUE规定,例如上海颁布的《上海市数据中心建设导则(2021版)》就要求:新建大型数据中心单项目规模应不低于3000个标准机架,平均机架设计功率不低于6kW,机架设计总功率不小于18MW,综合PUE严格控制不超过1.3。

不难总结,具备绿色环保、低碳节能的低碳数据中心将是产业可持续发展的保证和方向。

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绿色数据中心亦是智慧数据中心

在电脑时代初期,我们都经历过攒机与品牌机交织的时代,这段历史告诉我们,只有品牌机能够做到最佳的兼容性,让所有的软硬件配合达到最优的性能表现。

眼下,这种相似的对比局面也在数据中心的建设中不断重现。传统数据中心集成商,采用现场“攒机”模式,存在诸多问题,例如:

交付时间长、运维复杂:冷冻水制冷系统由冷冻水机组、冷冻水制冷末端、水泵等7个制冷子系统构成。系统交付时间长,从安装到调试一般需要6个月的时间。同时由于系统复杂,运维工作量大。

PUE居高不下:冷冻水制冷链路长,热量从机房内传递到机房外需要经过4次换热,同时难以利用自然冷源,制约了PUE的进一步降低等。

正是为了解决这些难题,华为提出了四大重构,打造下一代绿色数据中心的新理念,它又是如何“炼”成的呢?

首先,通过全预制化、模块化建设重构架构。通过“乐高”式搭建,实现全生命周期的绿色。以1000机柜数据中心为例,可将建设周期由20个月缩短到6-9个月。此外,针对传统数据中心建设模式施工阶段产生大量的建筑垃圾,耗水、耗电量大,同期产生大量碳排放等问题,华为数据中心能源解决方案可实现施工用水和建筑垃圾减少80%,可回收率超过80%,施工碳排放减少90%。

例如,华为云东莞松山湖FDC数据中心,前3期采用华为预制模块化数据中心方案交付,交付速度每期1000柜,6个月完成交付,平均功率8kW/Rack,相对于传统建设方式节省一半以上的交付时间,有效支撑华为云海量业务快速上线需求。

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华为云东莞松山湖FDC数据中心

其次,通过融合高密,高效节能的方案重构供电。如电力模块,相比传统方案可省地40%,提升10%的出柜率。同时,华为UPS专利智能在线模式转换效率高达99.1%,从变压器到UPS输出全链路效率高达97.6%,相比业界高出3.6%,1500柜12MW的数据中心10年可省电费1550万元。

第三,通过间接蒸发冷却和iCooling智能能效优化等解决方案,重构温控。最大化利用自然冷源,大幅降低能源利用效率(PUE)。同时采用去架空地板架构,弥漫式送风,兼具低PUE、高功率密度及高出柜率。

第四,通过智能运维解决方案重构运维。智能可视,AI运维。通过运维数字化、智能化提升运维质量和效率,节省运维成本35%,提升资产利用率20%,实现数据中心全链路预测性维护、端到端能效调优、极致运维效率及资源利用率。

不难发现,运维和温控的重构都有赖于数字技术,换言之,绿色数据中心本身也将是一座“智慧”数据中心。

这就是华为下一代绿色数据中心的全貌。

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与“懂行人”一道,让绿色IDC的价值最大化

华为之所以能够定义下一代绿色数据中心,在于华为始终能够将方法论与实践应用相结合。不难发现,四大重构的理念,均有可落地的方案指引,也有实际的效果输出。

当下的IDC行业发展速度很快,快速的落地部署、节能环保的绿色诉求,以及智能化运维和安全考量均是IDC发展的关键所在。

而华为的绿色数据中心解决方案,则通过极简、绿色、智能和安全的四大关键词完美地满足了IDC的建设需求。

通过极简,模块化和预制化的架构,实现“一箱一系统”,制冷系统交付时间缩短50%;通过“绿色”有效利用自然冷源,相比于冷冻水制冷系统省电14%、省水40%;通过“智能”支持基于AI的iCooling能效优化技术,在同等硬件条件下,降低制冷系统能耗多达8%;通过安全匹配AI智能算法,实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测,降低运维人力投入25%。

我们知道,IDC最大的运营成本在于耗电,华为下一代绿色数据中心解决方案通过四大重构,切实的将电力消耗的下降体现在具体的数字上,大幅降低了IDC的运营成本。

华为对IDC的理解可以称之为“懂行”,绿色数据中心的发展也需要华为与行业内的“懂行人”一道,深入IDC的具体应用场景,释放IDC的价值。万国数据和世纪互联就是IDC行业的“懂行人”。

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万国数据廊坊一号数据中心和廊坊二号数据中心

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世纪互联苏州国科数据中心

实际上,华为之所以能够发布下一代绿色数据中心解决方案,在于华为能够从绿色数据中心的全栈维度进行思考,从规划、建设、运营,给出快速交付和最佳TCO的最优解。通过预制建筑+模块化DC技术融合,供电、制冷、管理系统等全套创新技术,让IDC的价值实现了最大化。

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