當(dāng)你通過移動通訊設(shè)備連接信息世界時，在某個數(shù)據(jù)中心里的IT設(shè)備，正高速處理海量密集的數(shù)據(jù)。

“數(shù)據(jù)中心已成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的載體和戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施。”中國電信云網(wǎng)運(yùn)營部總經(jīng)理劉志勇對《瞭望東方周刊》說。

數(shù)字化浪潮的到來，讓以IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）為核心的DICT（數(shù)據(jù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)生態(tài)圈）業(yè)務(wù)成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和信息化發(fā)展的重要驅(qū)動力。而隨著未來5G與物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用，整個社會帶來的數(shù)據(jù)處理需求將繼續(xù)擴(kuò)增。

與此同時，數(shù)據(jù)中心也是耗能大戶。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國數(shù)據(jù)中心全年耗電量約占我國全社會用電量的2%以上。

新基建風(fēng)起，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，如何加快老舊數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色運(yùn)營？

“讓智慧節(jié)能方案落地，并推廣開來。”中國電信研究院副院長陳運(yùn)清告訴《瞭望東方周刊》，“人工智能可以適應(yīng)未來數(shù)據(jù)中心越來越精細(xì)化和定制化的節(jié)能需求，而數(shù)據(jù)中心節(jié)能是人工智能的理想應(yīng)用場景。”

能耗困局

如今驅(qū)車進(jìn)入內(nèi)蒙古或者貴州省，在高速公路兩側(cè)的巨大廣告牌上，時?？梢钥匆娨?ldquo;數(shù)據(jù)中心”“云經(jīng)濟(jì)”為關(guān)鍵詞的標(biāo)語。

烏蘭察布的數(shù)據(jù)中心

為什么這些新興的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施偏愛落地在“偏遠(yuǎn)”的西部？其中邏輯并不難理解，選擇背后是數(shù)據(jù)中心對節(jié)能的需求。

數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備（服務(wù)器、交換機(jī)等）要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要一個相對穩(wěn)定而低溫的環(huán)境。貴州省天然低日照，溫度和濕度有利于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與運(yùn)營；內(nèi)蒙古不僅氣溫較低，同時還有太陽能和風(fēng)力發(fā)電等優(yōu)越的綠色能源供應(yīng)條件，適于數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的需要。

不過，節(jié)能方案不能只依靠區(qū)域自然條件。

“超大城市、大城市是數(shù)據(jù)需求大的地方。”劉志勇說，在北上廣深等熱點(diǎn)區(qū)域建設(shè)大型數(shù)據(jù)中心是這些城市發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的剛需，而數(shù)據(jù)中心資源則相對緊缺，已建設(shè)的數(shù)據(jù)中心資源利用率較高。

顯然，上述的熱點(diǎn)區(qū)域，并不具有節(jié)能的自然條件優(yōu)勢。

那么，數(shù)據(jù)中心的能耗到底有多大？據(jù)國際環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)發(fā)布的《點(diǎn)亮綠色云端：中國數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究》，2018年，我國數(shù)據(jù)中心用電總量為1608.89億千瓦時，這已超過了當(dāng)年上海全社會用電總量（1566.7億千瓦），占中國全社會用電量的2.35%，占第三產(chǎn)業(yè)用電量的14.9%。

劉志勇表示，根據(jù)預(yù)測，2020年國內(nèi)數(shù)據(jù)中心年耗電量約為2045億千瓦時，占社會用電量的2.7%，2025年這一數(shù)據(jù)將達(dá)到約3950億千瓦時，占全社會用電量的4.1%。

要發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，就需要數(shù)據(jù)中心這一新型基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，在電力仍主要依賴于化石燃料的當(dāng)下，數(shù)據(jù)中心能耗的巨大，使得看上去“無煙”的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，成為增加全球碳排放的隱形推手。

微觀來看，更迫切的問題是，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與擴(kuò)張，對地方電力系統(tǒng)提出巨大挑戰(zhàn)，很多城市不得不推出限制政策以保證電力系統(tǒng)不會被數(shù)據(jù)中心壓垮。

另一方面，數(shù)據(jù)中心若不解決能耗困局，每年交付的電費(fèi)成本也帶來巨大的負(fù)擔(dān)。劉志勇表示：“IDC等大數(shù)據(jù)中心電費(fèi)成本占數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本的60%70%，能耗占收入比約10%~15%，對數(shù)據(jù)中心行業(yè)可持續(xù)、良性發(fā)展帶來了一定影響。”

中國電信集團(tuán)目前擁有超過683個星級IDC機(jī)樓，40萬機(jī)架，預(yù)計(jì)2021年底將達(dá)到60萬機(jī)架，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)業(yè)務(wù)需求仍將繼續(xù)增長。

2019年2月，工信部、國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局出臺《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求到2022年“數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE（電源使用效率）達(dá)到1.4以下”。

中國電信集團(tuán)已經(jīng)按照國家規(guī)定嚴(yán)控新增機(jī)房PUE，但業(yè)務(wù)需求增長為必然，預(yù)計(jì)IDC能耗增速超15%，尤其是城市群所在熱點(diǎn)區(qū)域，能耗增速將更快。根據(jù)預(yù)測，2021年IDC能耗將達(dá)到60億度以上，占集團(tuán)總能耗25%。

“節(jié)能是必然之舉，大勢所趨。”陳運(yùn)清說。找到有效節(jié)能方案，提高能效，成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)近兩年關(guān)注的焦點(diǎn)話題。

人工智能登場

數(shù)據(jù)中心能耗大的地方，主要集中在IT設(shè)備能耗和機(jī)房空調(diào)能耗（空調(diào)室內(nèi)機(jī)、水冷機(jī)組、蓄電池組等），前者占六成，后者占四成。

陳運(yùn)清介紹，一般而言，降低數(shù)據(jù)中心能耗，提高能效，著重在于空調(diào)功耗的優(yōu)化降低，以及后續(xù)IT功耗優(yōu)化。

例如，根據(jù)數(shù)據(jù)中心不同的冷卻方式，提出不同的優(yōu)化方案，風(fēng)冷機(jī)房偏重優(yōu)化空調(diào)運(yùn)行溫濕度參數(shù)，減少冗余機(jī)組的無效運(yùn)行時間，冷水機(jī)組則注重水溫、泵、冷塔和末端空調(diào)的參數(shù)優(yōu)化等。

劉志勇表示，中國電信前期主營固網(wǎng)業(yè)務(wù)，因此關(guān)注數(shù)據(jù)中心節(jié)能較早，在2005年以前，已經(jīng)開始發(fā)布數(shù)據(jù)中心能源管理指導(dǎo)手冊，并陸續(xù)把節(jié)能減排指標(biāo)納入考核，2012年后探索了多種節(jié)能手段，其中就包括上述的技術(shù)措施。2018年，對數(shù)據(jù)中心能耗的精確管控，讓中國電信集團(tuán)節(jié)費(fèi)7000萬元。

值得關(guān)注的是，早期數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備選型和運(yùn)營理念，都沒有把節(jié)能作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，相比于如今建設(shè)的主流數(shù)據(jù)中心，PUE都較高，對于存量的改造，就是一大難題。

這些早期數(shù)據(jù)中心缺少“彈性”，難以適應(yīng)業(yè)務(wù)靈活部署的需求，導(dǎo)致機(jī)房機(jī)架和電力資源利用率不足。舉例來說，有時一項(xiàng)業(yè)務(wù)只需調(diào)用部分IT設(shè)備，但由于早期數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)的限制，冷卻設(shè)備需要全開以維持溫濕度，這就造成了一定的電力資源浪費(fèi)；調(diào)整空調(diào)參數(shù)，也需要人工巡檢和監(jiān)測，保證在溫濕度節(jié)能優(yōu)化條件下機(jī)房正常運(yùn)營。

陳運(yùn)清表示：“數(shù)據(jù)中心節(jié)能的重中之重是提高能效，讓電力資源得到充分利用，減少不必要的浪費(fèi)。未來的業(yè)務(wù)需求，一定是更加靈活化和定制化，對存量數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造也要瞄準(zhǔn)這個需求。”

數(shù)據(jù)中心是典型的重資產(chǎn)，運(yùn)維管理工作量繁雜，隨著未來業(yè)務(wù)需求的多元化，如果依然采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行管理，其難度將無法想象。在這一趨勢下，傳統(tǒng)的節(jié)能手段漸漸無法滿足數(shù)據(jù)中心節(jié)能要求。“人工智能恰恰可以提供新的方向。”陳運(yùn)清說。

目前，中國電信集團(tuán)已經(jīng)通過智能巡檢機(jī)器人、傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能耗數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，預(yù)測未來能耗等核心參數(shù)。截至2020年上半年已完成8個節(jié)能試點(diǎn)，下半年計(jì)劃完成18個試點(diǎn)機(jī)房的智慧節(jié)能部署。

例如，中國電信集團(tuán)與協(xié)作廠商允登科技合作，利用智能巡檢機(jī)器人及傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，由中國電信后臺云大腦提供預(yù)測和可視化分析，進(jìn)行機(jī)房智能化管理，完成了4個省公司的節(jié)能試點(diǎn)。

這種節(jié)能手段，并不會影響數(shù)據(jù)中心本身的運(yùn)營，即在設(shè)備維持運(yùn)轉(zhuǎn)、業(yè)務(wù)不受影響的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)直接落地。

劉志勇對本刊記者表示，從試點(diǎn)效果來看，2020年上半年，在8個智慧節(jié)能市電機(jī)房實(shí)現(xiàn)近節(jié)電500萬元，節(jié)能率10%左右，預(yù)計(jì)2020年全年在全部18個市電機(jī)房將節(jié)省電費(fèi)1000萬元。

實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)

近日，工信部公示了《國家綠色數(shù)據(jù)中心先進(jìn)適用技術(shù)產(chǎn)品目錄（2020）》，包括 “機(jī)房環(huán)境參數(shù)測量分析及AI節(jié)能優(yōu)化技術(shù)”等63件技術(shù)產(chǎn)品列入其中。

“數(shù)據(jù)中心節(jié)能是人工智能技術(shù)大展身手的理想場景，數(shù)據(jù)量越大，人工智能學(xué)習(xí)效果越好，而數(shù)據(jù)中心的能耗數(shù)據(jù)可以讓人工智能充分學(xué)習(xí)。從節(jié)能上看，將智慧節(jié)能方案推廣出去，能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；墓?jié)能效果。”陳運(yùn)清說。

傳統(tǒng)的節(jié)能方式，可以概括為“專家會診、人工調(diào)整”；現(xiàn)階段，中國電信集團(tuán)采用的智慧節(jié)能方案，則是“AI分析，人工調(diào)整優(yōu)化”；未來，則將實(shí)現(xiàn)部分現(xiàn)場設(shè)備的自動控制節(jié)能運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)全自動節(jié)能控制。

據(jù)悉，中國電信集團(tuán)預(yù)計(jì)2020年底可實(shí)現(xiàn)100個以上數(shù)據(jù)中心的智慧節(jié)能規(guī)模化部署和推廣，目前正在建設(shè)集團(tuán)級AI節(jié)能能力平臺，將數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境參數(shù)、能耗參數(shù)納入集團(tuán)大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一入湖、統(tǒng)一建模，進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能策略，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)5000萬以上的電費(fèi)量級的節(jié)能效果。

“2021年，在今年成果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模，將數(shù)據(jù)中心智慧化節(jié)能和5G基站節(jié)能試點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)模部署到全國31個省公司。”劉志勇說。

從2013年開始，工信部陸續(xù)通過聯(lián)合四部委印發(fā)《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》，更新《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引》，省市層面也陸續(xù)出臺政策規(guī)范引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心建設(shè)。全國對外服務(wù)型數(shù)據(jù)中心的平均PUE已從2013年的2.0以上降至2019年的近1.6，顯示出我國數(shù)據(jù)中心能效水平整體提升。

2020年8月，工信部、國家發(fā)改委、商務(wù)部、國管局、銀保監(jiān)會、能源局等六部門發(fā)布《關(guān)于組織開展國家綠色數(shù)據(jù)中心（2020年）推薦工作的通知》，工信部、國家發(fā)改委、商務(wù)部等將聯(lián)合組織開展2020年度國家綠色數(shù)據(jù)中心推薦工作，其中能源資源使用情況占據(jù)評價指標(biāo)分值高的權(quán)重，高達(dá)67%。

由此可見，綠色運(yùn)營已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心的必然趨勢。

根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》的要求，中國電信集團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)是，在2016年后新建的大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心PUE值力爭控制在1.7以下，2017年以后新建的則控制在1.4以下，存量改造后的控制在1.8以下。

“通過在數(shù)據(jù)中心規(guī)?；渴餉I智慧化節(jié)能方案，可以提供進(jìn)一步的節(jié)能空間，將老舊數(shù)據(jù)中心PUE較容易地從2.0降到1.7左右，整體節(jié)能15%以上，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)電費(fèi)3億元。”劉志勇說。

而針對新建數(shù)據(jù)中心，劉志勇表示，中國電信集團(tuán)已經(jīng)制定并下發(fā)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南，在建設(shè)階段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化智慧節(jié)能部署，“使得新建數(shù)據(jù)中心在運(yùn)行伊始就具備智慧化AI節(jié)能的能力。”