在新基建的背景下，數(shù)據(jù)中心作為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的算力基礎(chǔ)設(shè)施和重要支撐，其數(shù)量與日俱增，建設(shè)體量與建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)國網(wǎng)能源研究院預(yù)測，作為用電大戶的數(shù)據(jù)中心，到 2030 年用電量將突破 4000 億千瓦時(shí)，占全社會用電量的比重持續(xù)增長，將升至 3.7%。因此數(shù)據(jù)中心行業(yè)積極響應(yīng)并規(guī)劃“碳中和”目標(biāo)與行動(dòng)，對我國 2060 年碳中和目標(biāo)的達(dá)成意義重大。

　　數(shù)據(jù)中心行業(yè)目前 70% 左右的電力供應(yīng)仍來自煤電。為了順應(yīng)國家“碳中和”目標(biāo)要求，我們可以看到很多科技巨頭表示，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心將采用光伏、風(fēng)能等綠色能源，提升使用可再生能源的比例。但使用綠色能源就是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的全部路徑了嗎？

　　能源供應(yīng)要“綠色”，使用更要“高效

　　眾多數(shù)據(jù)中心普遍存在的問題是能源使用效率不高，很多能源并非消耗在計(jì)算相關(guān)的領(lǐng)域，無論是否使用綠色能源，這些不必要的能源消耗是一定的。如果沒有從能源需求和使用源頭上進(jìn)行優(yōu)化，加之目前綠色能源的總供應(yīng)量少、穩(wěn)定性差等問題，那么數(shù)據(jù)中心的的“碳中和”之路就無處說起。

　　自 2012 年起，政府連續(xù)多年頒布的信息通信技術(shù)相關(guān)政策法規(guī)中，都對數(shù)據(jù)中心開展綠色節(jié)能工作提出要求，多地政府嚴(yán)格控制新建、擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心。至 2020 年底，由國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工信部、國家能源局等四部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》文件中，明確提出“充分整合利用現(xiàn)有資源，以市場需求為導(dǎo)向，有序發(fā)展規(guī)模適中、集約綠色的數(shù)據(jù)中心，服務(wù)本地區(qū)算力資源需求。對于效益差、能耗高的小散數(shù)據(jù)中心，要加快改造升級，提升效能?！边@些無疑都顯示了政府改變數(shù)據(jù)中心行業(yè)現(xiàn)狀的決心。

　　隨著數(shù)據(jù)中心成為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石，越來越多企業(yè)自建數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營管理存在諸多挑戰(zhàn)與困難，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營管理漏洞帶來的能源消耗問題變得越發(fā)突出。

　　數(shù)據(jù)中心的海量資產(chǎn)，如果依靠人工采集錄入資產(chǎn)管理軟件來進(jìn)行管理，往往工作效率低下、出錯(cuò)率較高，難以適應(yīng)快速增長的業(yè)務(wù)需求，長時(shí)間就會導(dǎo)致資產(chǎn)數(shù)據(jù)信息逐漸失真，導(dǎo)致資產(chǎn)數(shù)據(jù)不可用，寶貴的機(jī)房空間及 IT 設(shè)備便無法高效利用。

　　傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維對強(qiáng)弱電、制冷、IT、CT 等專業(yè)人員依賴性特別高，而單純堆人力的“汗水運(yùn)維”已經(jīng)很難滿足現(xiàn)如今的發(fā)展趨勢，設(shè)備老化、故障等問題難以被快速發(fā)現(xiàn)并及時(shí)響應(yīng)，也使能源消耗在無形之中。

　　過去數(shù)據(jù)中心依賴樓宇自控系統(tǒng)（Building Automation System，簡稱 BA 系統(tǒng)），以降低能源效率指標(biāo) PUE，而數(shù)據(jù)中心的耗能設(shè)備種類繁多（如 IT 設(shè)備、制冷設(shè)備、供配電系統(tǒng)、照明設(shè)備、安防設(shè)備、滅火、防水等），且其專業(yè)性極強(qiáng)?；?BA 系統(tǒng)的 PUE 優(yōu)化，通常需要依賴于過去的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，判斷在不同環(huán)境溫度和不同負(fù)載率下，如何調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，以盡可能地實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)能效的最大化。但依靠實(shí)踐摸索出來的經(jīng)驗(yàn)，難以精準(zhǔn)把控，某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致能源的損耗。

　　由此我們可以看出，數(shù)據(jù)中心的能源損耗無處不在，傳統(tǒng)落后的管理方式帶來了巨大的能源浪費(fèi)。如果沒有高效的智慧化運(yùn)營，即使部署再多節(jié)能系統(tǒng)，也未必能達(dá)到理想的節(jié)能效果。因此數(shù)據(jù)中心逐步提升可再生能源使用的同時(shí)，也要注重整體能效優(yōu)化，以解決高能耗、低能效問題。

　　過去，數(shù)據(jù)中心對整體能耗的優(yōu)化管理，主要用來降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本，而在“碳中和”的趨勢下，數(shù)據(jù)中心的能耗優(yōu)化管理，已經(jīng)不再只是經(jīng)濟(jì)效益的提升，而成為關(guān)乎企業(yè)社會責(zé)任的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　數(shù)字化智慧升級實(shí)現(xiàn)低能耗、高效能

　　數(shù)據(jù)中心能耗管理的本質(zhì)是一項(xiàng)多專業(yè)綜合的系統(tǒng)工程，簡單地堆疊“低能耗”產(chǎn)品難以實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。唯有借助數(shù)字化技術(shù)，利用一整套貫穿數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維全生命周期的智慧化管理方法來支撐，才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高效節(jié)能的目標(biāo)。

　　青云QingCloud (qingcloud.com)基于這一理念設(shè)計(jì)智慧數(shù)據(jù)中心解決方案，并正在國家超級計(jì)算濟(jì)南中心全新建設(shè)的數(shù)據(jù)中心落地實(shí)施，打造全數(shù)字化的數(shù)據(jù)中心智能管理平臺。依托 IoT 物聯(lián)網(wǎng)平臺，超算數(shù)據(jù)中心可以對海量設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)大數(shù)據(jù)的全景數(shù)據(jù)中心監(jiān)控，圍繞 IDC 設(shè)施管理、能耗與動(dòng)環(huán)管理、智慧運(yùn)維、智慧運(yùn)營四大板塊，建設(shè)“統(tǒng)一管理、智能聯(lián)動(dòng)、流程規(guī)范”的開放能力平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的智慧化賦能，從硬件和軟件、技術(shù)和管理多個(gè)層面促進(jìn)數(shù)據(jù)中心能效提升。

　　智慧數(shù)據(jù)中心解決方案通過標(biāo)準(zhǔn)化 IoT 資產(chǎn)建模流程結(jié)合服務(wù)流程，對資產(chǎn)全生命周期進(jìn)行管理，以三維場景展現(xiàn)機(jī)房和機(jī)柜整體使用情況，對于已用空間和可用空間進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)和展現(xiàn)，幫助數(shù)據(jù)中心更加有效管理機(jī)房的容量資源，讓各類資源的能源負(fù)荷更加均衡。

　　智慧數(shù)據(jù)中心解決方案，基于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接入超算數(shù)據(jù)中心的各孤立平臺，實(shí)現(xiàn)對 IDC 基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一監(jiān)控及智能聯(lián)動(dòng)，通過自定義編排形成諸如參觀路線智慧通行、區(qū)域感知智慧照明、空閑區(qū)域智能制冷等智慧化場景，以提升數(shù)據(jù)中心能源使用效率。

　　數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行環(huán)境及狀態(tài)時(shí)刻都在發(fā)生變化，同時(shí)每個(gè)設(shè)備都是有一定壽命限制，智能運(yùn)維功能板塊通過 IoT 平臺實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于運(yùn)維作業(yè)平臺實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維管理、智能化 AI 巡檢，在 AI 算法的加持下，減少人工巡檢內(nèi)容的同時(shí)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營方能夠?qū)ⅰ氨粍?dòng)檢查”轉(zhuǎn)化為“主動(dòng)識別”，確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類系統(tǒng)均以最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行，減少不必要的能耗，延長壽命，提高可靠性。

　　一直以來，更低的 PUE 值是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商致力追求的目標(biāo)。如今數(shù)據(jù)中心上承載的各類 IT 資源均實(shí)現(xiàn)了軟件定義，但控制數(shù)據(jù)中心本身能耗的核心反而要依賴于固化的 BA 系統(tǒng)和硬件設(shè)備。

　　而青云QingCloud 智能數(shù)據(jù)中心解決方案在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了軟硬解耦，拒絕被硬件設(shè)備“綁架”。針對 IoT 平臺對數(shù)據(jù)中心運(yùn)行產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，智慧數(shù)據(jù)中心做到了實(shí)時(shí)采集、匯總并分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)中心 PUE 隨環(huán)境變化及其他因素而波動(dòng)，并基于 AI 算法計(jì)算 PUE 的準(zhǔn)確表達(dá)函數(shù)因子，推算最優(yōu)的控制因子組合，優(yōu)化群控系統(tǒng)的參數(shù)，從而達(dá)到降低能耗、提升運(yùn)行效率的目的。

　　青云QingCloud 智慧數(shù)據(jù)中心解決方案像是一個(gè)“IDC App Store”，AI 算法可以持續(xù)優(yōu)化升級，所有的智慧功能均通過軟件定義實(shí)現(xiàn)，通過開放的 API，可以不斷開發(fā)新的增值業(yè)務(wù)功能場景，實(shí)現(xiàn)了功能場景模塊“可插拔”的功能。

　　數(shù)字時(shí)代對于計(jì)算力的需求依然在不斷高漲，青云QingCloud 認(rèn)為數(shù)據(jù)中心數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智慧化升級，已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)?；跀?shù)字化轉(zhuǎn)型，通過智慧能效管理方式，實(shí)現(xiàn)對“風(fēng)火水電”的高效監(jiān)控，依托技術(shù)革新降低能源消耗和利用效率的提升，只有在數(shù)據(jù)中心能源消耗的源頭上進(jìn)行優(yōu)化，才能為數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)鋪平道路。