數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

王月 盛凱 常金鳳 吳美希

(中國(guó)信息通信研究院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所，北京 100191)

0 引言

近年來，全社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加快發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的基石，產(chǎn)業(yè)需求旺盛，呈現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景多樣化、技術(shù)要求差異化的特點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的快速迭代，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的要求各不相同，互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)、金融、電力等不同行業(yè)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)也千差萬(wàn)別，數(shù)據(jù)中心底層“風(fēng)、火、水、電”等基礎(chǔ)設(shè)施為適應(yīng)各類上層IT設(shè)備和應(yīng)用的要求，出現(xiàn)了眾多新的技術(shù)發(fā)展方向和熱點(diǎn)[1-3]。本文圍繞數(shù)據(jù)中心預(yù)制化、智能化、能源再利用等方面剖析了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施熱點(diǎn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并從技術(shù)、管理、能效三方面總結(jié)了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

1 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施熱點(diǎn)技術(shù)分析

1.1 預(yù)制化大幅加快數(shù)據(jù)中心建設(shè)速度

伴隨信息技術(shù)的快速發(fā)展，業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。一方面，用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心交付時(shí)間的要求越來越短，數(shù)據(jù)中心建設(shè)投產(chǎn)的速度也越來越快；另一方面，數(shù)據(jù)中心涉及的設(shè)備和系統(tǒng)繁雜，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試復(fù)雜，為了滿足數(shù)據(jù)中心大規(guī)?？焖俑咝Р渴?，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)開展了一系列的探索和創(chuàng)新，模塊化、預(yù)制化成為一種新的建設(shè)模式。預(yù)制化模式預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，工廠組裝、集成、預(yù)測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)即插即用，實(shí)現(xiàn)快速安裝、快速交付，并減少現(xiàn)場(chǎng)施工帶來的安全隱患。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)研究數(shù)據(jù)中心預(yù)制模塊已超過10年，定義了數(shù)據(jù)中心內(nèi)部電氣、空調(diào)、機(jī)柜等子系統(tǒng)以及外部基礎(chǔ)設(shè)施的接口要求，發(fā)布了《數(shù)據(jù)中心預(yù)制模塊總體技術(shù)要求》等通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)中心的建設(shè)由工地遷移到工廠。

數(shù)據(jù)中心預(yù)制化加快向內(nèi)外縱深擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了部件預(yù)制、設(shè)備預(yù)制、系統(tǒng)預(yù)制及建筑預(yù)制。供配電設(shè)備預(yù)制裝配化在數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，通過將零散設(shè)備集成化，可實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)和交付，減少建設(shè)施工成本。近年來，出現(xiàn)了眾多更深入的技術(shù)創(chuàng)新和探索，如一體化PDU將插接件與PDU二合一設(shè)計(jì)，去除接線盒，快插連接，可解決高功率配電機(jī)柜接入問題、減少故障點(diǎn)、提升可用性。柴發(fā)主機(jī)預(yù)制化較為成熟，如集裝箱式的柴發(fā)，但配套系統(tǒng)工程屬性較強(qiáng)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將柴發(fā)配套進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、消防降噪系統(tǒng)等進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和預(yù)制，實(shí)現(xiàn)更為全面、徹底的柴發(fā)預(yù)制化。巴拿馬電源項(xiàng)目，將外電10 kV輸入、中壓配電、變壓器、低壓配電等集成優(yōu)化，縮短供電鏈路，可工廠預(yù)制并測(cè)試，隨需擴(kuò)容，提高供電效率。在制冷系統(tǒng)方面，部分廠商開始探索集成化的冷站。向內(nèi)，為了滿足數(shù)據(jù)中心ICT設(shè)備快速部署，互聯(lián)網(wǎng)公司提出了天蝎整機(jī)柜服務(wù)器方案，將服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與機(jī)柜系統(tǒng)融為一體，按照集中供電、集中散熱、集中管理、高密度設(shè)計(jì)，交付效率提升20倍，日交付能力提升至1 萬(wàn)臺(tái)；向外，為了加快數(shù)據(jù)中心建設(shè)，縮短數(shù)據(jù)中心建筑的建設(shè)時(shí)間，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心探索建筑預(yù)制化，采用鋼結(jié)構(gòu)模式，將柱、梁、樓板等構(gòu)件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝，可大幅縮短施工工期。

預(yù)制化也存在相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，一是預(yù)制化加快數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)度是因?yàn)槠渲卸鄠€(gè)環(huán)節(jié)并行，減少了安裝時(shí)間，但若預(yù)制化方式使用不當(dāng)，沒有縮短中間環(huán)節(jié)，那預(yù)制化的效果將得不到實(shí)現(xiàn)；二是預(yù)制化意味著相關(guān)設(shè)備的規(guī)格、配置已經(jīng)相對(duì)明確，如果后期業(yè)務(wù)更新迭代，相關(guān)模塊難以進(jìn)行改造更新，使用壽命可能較短；三是預(yù)制化只是一種新的模式，需要根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求、成本、質(zhì)量、技術(shù)等多個(gè)方面全盤總體考慮，并非所有項(xiàng)目都真正適合預(yù)制化，部分項(xiàng)目預(yù)制化的結(jié)果并不理想。

1.2 AI技術(shù)逐步提升數(shù)據(jù)中心管理水平

隨著IoT、AI等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心正在加速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化、智能化。在基礎(chǔ)設(shè)施管理方面，可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施和多個(gè)子系統(tǒng)的集中管理，通過數(shù)字化3D和數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全局可視，包括部件級(jí)、設(shè)備級(jí)、鏈路級(jí)、數(shù)據(jù)中心級(jí)的運(yùn)行狀態(tài)、關(guān)鍵參數(shù)、故障告警等信息，幫助管理者更直觀地掌控?cái)?shù)據(jù)中心運(yùn)行狀態(tài)。在節(jié)能優(yōu)化方面，基于歷史數(shù)據(jù)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心根據(jù)當(dāng)前負(fù)載工況，按預(yù)期進(jìn)行對(duì)應(yīng)的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)最佳能效。例如，數(shù)據(jù)中心冷凍水空調(diào)系統(tǒng)有成百上千的傳感器，設(shè)備運(yùn)行工況復(fù)雜，百度、華為等公司探索使用AI技術(shù)深度理解數(shù)據(jù)中心制冷控制需求，預(yù)測(cè)濕球溫度，結(jié)合業(yè)務(wù)負(fù)荷情況，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心的制冷負(fù)荷和設(shè)備最佳運(yùn)行工況，自動(dòng)下發(fā)并執(zhí)行系統(tǒng)最佳精細(xì)控制策略，大幅提升數(shù)據(jù)中心能源效率，部分場(chǎng)景下可降低制冷系統(tǒng)能耗15%以上[4-5]。除PUE優(yōu)化外，管理平臺(tái)還可與IT設(shè)備聯(lián)動(dòng)，通過IT業(yè)務(wù)變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)制冷輸出，實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)能效。在智能運(yùn)維方面，AI預(yù)測(cè)性維護(hù)可以提前識(shí)別關(guān)鍵故障(如螺釘松動(dòng)引起的高溫起火風(fēng)險(xiǎn))，取代季度性的人工測(cè)溫，減少大量人工運(yùn)維，降低運(yùn)維成本。

國(guó)內(nèi)外當(dāng)前已有眾多數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化管理運(yùn)維的工具和軟件，包括DCOS平臺(tái)、ITSM管理、DCIM工具、BA冷水自控系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、BIM技術(shù)等一系列工具和軟件，也出現(xiàn)了不少結(jié)合人工智能技術(shù)的優(yōu)秀實(shí)踐案例，如谷歌數(shù)據(jù)中心DeepMind宣稱通過AI技術(shù)可降低冷卻能耗40%，相當(dāng)于降低整個(gè)PUE值15%。但數(shù)據(jù)中心智能化管理在減少人工、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)的同時(shí)也存在相應(yīng)問題，一是成本問題，采用AI技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行優(yōu)化，需部署大量的傳感器，采集大量的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，運(yùn)用AI技術(shù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，投入大量人力、物力，對(duì)很多中小企業(yè)的數(shù)據(jù)中心來說，具有一定挑戰(zhàn)性，并且AI訓(xùn)練需要公司具備相應(yīng)AI技術(shù)專家，存在一定實(shí)施難度[6]；二是安全問題，采用AI技術(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心大量核心數(shù)據(jù)或?qū)⑸蟼髦猎贫?，?shù)據(jù)安全能否保障；三是可靠性問題，數(shù)據(jù)中心智能化管理系統(tǒng)通過模型訓(xùn)練推理給出一系列的運(yùn)行措施和建議，部分指令可自動(dòng)下發(fā)執(zhí)行，如能耗優(yōu)化過程中，會(huì)根據(jù)溫濕度、IT負(fù)載等情況調(diào)整數(shù)據(jù)中心冷機(jī)、冷塔、空調(diào)末端的運(yùn)行方式，自動(dòng)下發(fā)設(shè)備運(yùn)行策略的智能操作是否會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備宕機(jī)，或者因模型錯(cuò)誤導(dǎo)致運(yùn)行策略出錯(cuò)引發(fā)故障暫未可知。

1.3 數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能和能源再利用成為發(fā)展趨勢(shì)

隨著數(shù)據(jù)中心用電量的需求日益攀升，用電成本也逐漸提高，為了錯(cuò)峰用電、優(yōu)化電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu)，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心探索電價(jià)波谷時(shí)段儲(chǔ)能，電價(jià)波峰時(shí)段用能，從而降低數(shù)據(jù)中心用電總成本。另一方面，隨著國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略的推進(jìn)，數(shù)據(jù)中心使用可再生能源的步伐正在加快，在太陽(yáng)能、風(fēng)能富集的地區(qū)，數(shù)據(jù)中心可直接使用可再生能源電力，但太陽(yáng)能、風(fēng)能存在周期性、不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，需要進(jìn)行存儲(chǔ)以更大范圍使用[7]。

數(shù)據(jù)中心常用的儲(chǔ)能系統(tǒng)是不間斷電源UPS/HVDC的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中鉛酸電池使用最多，主要用作數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)電力故障后的后備電源。近年來，出現(xiàn)了鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池和液流電池等技術(shù)，綜合經(jīng)濟(jì)性、安全性、能量密度等方面的比較，鉛炭電池和磷酸鐵鋰電池更適用于數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能，未來應(yīng)用前景更為廣闊。在數(shù)據(jù)中心實(shí)際儲(chǔ)能系統(tǒng)部署層面，有數(shù)據(jù)中心園區(qū)級(jí)儲(chǔ)能、微模塊儲(chǔ)能、機(jī)柜級(jí)儲(chǔ)能等方案，互聯(lián)網(wǎng)公司、大型數(shù)據(jù)中心企業(yè)開展了相應(yīng)探索，但尚未大規(guī)模應(yīng)用。

數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能具有降低成本、融合可再生能源、削峰填谷、增強(qiáng)災(zāi)備能力、優(yōu)化電能質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，但建設(shè)過程中需要注意幾個(gè)方面：一是安全性，數(shù)據(jù)中心對(duì)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求較高，電池材料的安全可靠性及電池使用中存在的安全隱患需重點(diǎn)關(guān)注；二是經(jīng)濟(jì)性，需全面衡量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)投資與收益分析；三是部署方式，不同級(jí)別的儲(chǔ)能方案優(yōu)缺點(diǎn)不同，需根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在位置、規(guī)模、管理以及業(yè)務(wù)需求綜合考慮；四是節(jié)能環(huán)保，采用的相關(guān)電池設(shè)備是否對(duì)環(huán)境友好需特別關(guān)注，此外，電池設(shè)備材料處置需要按照相關(guān)法律規(guī)定執(zhí)行，減少環(huán)境污染。

規(guī)?；療峄厥粘蔀閿?shù)據(jù)中心能源再利用的有效途徑。數(shù)據(jù)中心通過水回收、熱收回等資源再利用方式，不斷推進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的進(jìn)程。當(dāng)前，越來越多的數(shù)據(jù)中心使用水冷卻系統(tǒng)，隨著水資源消耗快速增長(zhǎng)，水資源利用效率(Water Usage Effectiveness，WUE)逐漸得到數(shù)據(jù)中心管理者的重視，并作為關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化。數(shù)據(jù)中心水回收主要包括排污水再回收、雨水回收等形式。排污水水質(zhì)具有高鹽分、高硬度、高堿度特點(diǎn)，需通過改變濃縮倍數(shù)，降低排污水的無(wú)機(jī)鹽含量，一般經(jīng)過膜法處理后再次回到循環(huán)水或其他用水點(diǎn)。對(duì)數(shù)據(jù)中心來說，將雨水作為一種資源再回收利用，回收后的雨水經(jīng)過凈化、消毒等技術(shù)處理后，可以作為市政供水的一種有效補(bǔ)充。

當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的廢熱能源普遍存在熱能品質(zhì)低、無(wú)法直接利用的情況，往往需要借助熱泵技術(shù)對(duì)能質(zhì)進(jìn)行提升，再通過區(qū)域供熱管網(wǎng)輸出至用戶側(cè)使用。同時(shí)，利用設(shè)置在能源站內(nèi)的儲(chǔ)熱罐進(jìn)行熱能靈活分配，除基本熱力需求外還可與公共供熱網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)助冬季用熱調(diào)峰[8-9]。萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)北京三號(hào)數(shù)據(jù)中心成功推動(dòng)數(shù)據(jù)中心余熱回收對(duì)外供熱，項(xiàng)目使用螺桿式水源熱泵對(duì)外實(shí)現(xiàn)供熱，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了降低數(shù)據(jù)中心能耗?？傮w來看，當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心熱能回收應(yīng)用案例不多，一方面建設(shè)熱能回收系統(tǒng)需要投入較大成本，取得的收益不高，經(jīng)濟(jì)性不好，其次是余熱回收后的熱量供給輸出，需要與市政、周邊社區(qū)、單位溝通協(xié)調(diào)，跨主體溝通協(xié)調(diào)難度較大。數(shù)據(jù)中心作為能耗大戶，節(jié)能降耗、能源再利用已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律，未來需進(jìn)一步研究相關(guān)技術(shù)和協(xié)調(diào)機(jī)制，推動(dòng)能源回收再利用，降低碳排放、減少對(duì)環(huán)境的影響[10]。

2 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

2.1 技術(shù)從單點(diǎn)突破向全生命周期技術(shù)優(yōu)化

伴隨新冠肺炎疫情的發(fā)展，人民的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，在線購(gòu)物、在線娛樂、在線辦公、自動(dòng)化生產(chǎn)車間等成為了社會(huì)主流，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和融合，給數(shù)據(jù)中心帶來了眾多挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，業(yè)務(wù)量大幅增加，服務(wù)器等設(shè)備的數(shù)量和功率也快速提升，導(dǎo)致單機(jī)架功率密度快速提升，2010年我國(guó)數(shù)據(jù)中心平均單機(jī)柜功率在1 kW～3 kW，2015年達(dá)到3 kW～5 kW，2020年約為6 kW～10 kW，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到10 kW～15 kW。單機(jī)架功率密度提升給供配電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)帶來了諸多問題，如變壓器、配電柜、UPS等設(shè)備容量不足，在線產(chǎn)品維護(hù)困難，局部電流過大導(dǎo)致設(shè)備溫度過高，數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)局部熱點(diǎn)，制冷散熱滿足不了高密度機(jī)架的需求。

眾多新業(yè)務(wù)存在不確定性，業(yè)務(wù)量動(dòng)態(tài)變化，面對(duì)突如其來的業(yè)務(wù)高峰，數(shù)據(jù)中心需要快速擴(kuò)容、快速建設(shè)、快速投產(chǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要靈活高效。因此，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，不僅聚焦于單個(gè)設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新、單個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，需要從數(shù)據(jù)中心上層的應(yīng)用、IT設(shè)備的技術(shù)更新等方面綜合考量，同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維全生命周期的成本、便利性、復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體最優(yōu)，例如微模塊、預(yù)模塊、巴拿馬電源、間接蒸發(fā)冷卻、鋰電池等新技術(shù)應(yīng)用要和承載的業(yè)務(wù)類型、客戶類別、企業(yè)發(fā)展相匹配，隨著上層業(yè)務(wù)需求不斷更新完善。近年來，討論最為火熱的液冷技術(shù)，單論建設(shè)投資成本會(huì)相對(duì)較高，若考慮運(yùn)營(yíng)中降低能耗所節(jié)省的成本，從全生命周期考慮，對(duì)于高密度數(shù)據(jù)中心來說或許是一種可行的技術(shù)方案。

2.2 管理從數(shù)字化向智能化演進(jìn)

數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理需要耗費(fèi)大量人力物力財(cái)力，對(duì)于一個(gè)中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)需要20 ～ 30人，大型、超大型數(shù)據(jù)中心需要的將會(huì)更多，且需運(yùn)維值班人員24 h現(xiàn)場(chǎng)值守。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，仍然會(huì)出現(xiàn)大量的問題和故障，如網(wǎng)絡(luò)中斷、電力中斷等造成數(shù)據(jù)中心癱瘓，除此之外基礎(chǔ)設(shè)施局部故障也可能影響到用戶業(yè)務(wù)，如2020年谷歌數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)架輪子損壞，影響了冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，服務(wù)器溫度過高導(dǎo)致 CPU 性能受到遏制，造成一些用戶無(wú)法正常使用搜索、Gmail等服務(wù)。物理基礎(chǔ)設(shè)施的有效管理和穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)中心非常重要，隨著數(shù)據(jù)量的高速增長(zhǎng)，新建數(shù)據(jù)中心以大規(guī)模、超大規(guī)模為主，海量的設(shè)備和復(fù)雜的系統(tǒng)為高效管理帶來了挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心亟需加快數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，依托DCIM等管理系統(tǒng)提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)管理效率，節(jié)省成本。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心大多采用的是動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，統(tǒng)一接入電源、電池、油機(jī)、空調(diào)、煙感、水浸、門禁、溫濕度、視頻等終端設(shè)備，監(jiān)控統(tǒng)計(jì)相應(yīng)設(shè)備參數(shù)，提供集中化運(yùn)維監(jiān)控能力，但系統(tǒng)功能和性能參差不齊，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性都有待進(jìn)一步評(píng)估和確認(rèn)，且市場(chǎng)上眾多廠商提供的產(chǎn)品互不兼容，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)接口、命名規(guī)則、告警類別各不相同，為用戶多個(gè)數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理對(duì)接造成一定困難。近年來，數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備廠商、大型數(shù)據(jù)中心企業(yè)開始探索將大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)用于運(yùn)維管理中，如提高數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，研究訓(xùn)練節(jié)能、告警等數(shù)據(jù)模型，開展故障預(yù)測(cè)等，進(jìn)一步提升運(yùn)維管理系統(tǒng)的服務(wù)能力和智能化水平。

2.3 能效從綠色節(jié)能向低碳零碳發(fā)展

作為高耗能產(chǎn)業(yè)，綠色發(fā)展已成為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律。近年來，政府、企業(yè)以及研究機(jī)構(gòu)開展了一系列數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的研究和探索，國(guó)家和地方政府持續(xù)發(fā)布數(shù)據(jù)中心綠色和PUE相關(guān)政策，行業(yè)協(xié)會(huì)、研究機(jī)構(gòu)開展數(shù)據(jù)中心綠色等級(jí)評(píng)估，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新各類節(jié)能新技術(shù)，全國(guó)數(shù)據(jù)中心的平均PUE大幅降低，大型以上數(shù)據(jù)中心PUE達(dá)到1.5左右，能效水平日益提高。

2020年9月22日，在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上，國(guó)家主席習(xí)近平宣布“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。這對(duì)各行各業(yè)綠色發(fā)展提出了更高的要求，數(shù)據(jù)中心行業(yè)作為能耗大戶，需要長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，加快節(jié)能降碳研究。國(guó)際上已有龍頭企業(yè)走在前列，如谷歌在2007年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)碳中和，計(jì)劃于2030年實(shí)現(xiàn)無(wú)碳排放，F(xiàn)acebook、微軟、亞馬遜分別提出到2030、2030、2040年實(shí)現(xiàn)零碳排放、碳負(fù)排放、碳中和的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)企業(yè)方面，2020年12月31日，秦淮數(shù)據(jù)集團(tuán)宣布到2030年將實(shí)現(xiàn)中國(guó)運(yùn)營(yíng)范圍內(nèi)所有新一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心100%采用“可再生綜合能源解決方案”，集團(tuán)直接參與投資的清潔能源裝機(jī)容量將不少于2 GW；2021年1月，騰訊宣布啟動(dòng)碳中和規(guī)劃，預(yù)期將有更多企業(yè)加快碳中和的研究和落地。對(duì)于數(shù)據(jù)中心企業(yè)而言，除了降低PUE、節(jié)約水資源、提高能效，未來還需要通過市場(chǎng)化采購(gòu)可再生能源、自建可再生能源、購(gòu)買綠色電力證書等方式，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳中和目標(biāo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著技術(shù)的快速更新迭代，數(shù)據(jù)中心作為技術(shù)創(chuàng)新的制高點(diǎn)，仍會(huì)出現(xiàn)眾多創(chuàng)新性熱點(diǎn)技術(shù)，尤其是在國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略背景下，綠色節(jié)能、可再生能源、固碳降碳等新技術(shù)將持續(xù)火熱。技術(shù)創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，國(guó)家及地方政府鼓勵(lì)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈各方充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)開展技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，但如果技術(shù)不匹配相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景，不適合相應(yīng)用戶，新技術(shù)則無(wú)法發(fā)揮其真正的作用。因此數(shù)據(jù)中心采用新技術(shù)前需要充分評(píng)估衡量技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求開展技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，確保新技術(shù)真正為數(shù)據(jù)中心降本增效，提升數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)。