繼“南水北調(diào)”、“西電東送”之后，“東數(shù)西算”作為新的國家工程于今年初正式批復啟動建設，將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏8地建設全國一體化算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點——通過構建一體化新型算力網(wǎng)絡，將東部算力需求有序引導到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設布局，促進東西部協(xié)同聯(lián)動。

數(shù)據(jù)中心作為算力的堅實底座，如何匹配“東數(shù)西算”實現(xiàn)極致高效、安全可靠是亟待解決的問題。針對行業(yè)痛點，融合綠能、節(jié)能、智能于一體的新型綠色數(shù)據(jù)中心脫穎而出，引領算力底座全面升級，推動數(shù)字經(jīng)濟邁上更高臺階。新型綠色數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新實踐需要產(chǎn)學研各領域的戮力同心與跨界合作。

7月19日，在深圳的Win－Win華為創(chuàng)新周活動中，華為攜手信通院云大所、中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中科院自動化研究所等，舉辦“共贏算力時代”線上峰會，共商算網(wǎng)協(xié)同發(fā)展之路。值得關注的是，華為數(shù)據(jù)中心解決方案銷售部總監(jiān)遲九虹發(fā)表“東數(shù)西算，數(shù)來碳往，未來之變”主題演講。她認為，“東數(shù)西算”可實現(xiàn)算力與低碳均衡發(fā)展，華為基于“三能”打造綠色數(shù)據(jù)中心，將數(shù)字化貫穿數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、建設和運維全過程，使未來數(shù)據(jù)中心能夠全面支撐行業(yè)數(shù)字化轉型，夯實智能社會基石。

東數(shù)西算的戰(zhàn)略價值與衍生影響伴隨云計算、5G、AI等技術的融合聚變，數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長。據(jù)華為GIV預測，到2030年，人類將迎來YB數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)量增長23倍；全球通用計算算力將達3．3 ZFLOPS（FP32），AI計算算力超過105 ZFLOPS（FP16），增長500倍。

顯而易見，數(shù)據(jù)量的激增對算力提出了更高要求。算力已成為支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，與經(jīng)濟發(fā)展水平呈現(xiàn)顯著的正相關——算力規(guī)模前十的國家，有九個GDP排名前十。為提高整體算力水平，國家統(tǒng)籌規(guī)劃“東數(shù)西算”工程，戰(zhàn)略意義凸顯。

今年2月，國家發(fā)展改革委等四部委聯(lián)合印發(fā)文件，同意啟動建設國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃國家數(shù)據(jù)中心集群。至此，全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設計，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動。

相關統(tǒng)計顯示，中國數(shù)據(jù)產(chǎn)量總規(guī)模約占全球10％左右，且集中在北上廣深成渝。在土地、能源、資源日益緊張的背景下，東部熱點區(qū)域大規(guī)模發(fā)展數(shù)據(jù)中心難以為繼，而西部地區(qū)資源充裕，特別是可再生能源豐富，具備發(fā)展大型數(shù)據(jù)中心的潛力。以內(nèi)蒙古為例，風能和太陽能資源均居國內(nèi)領先地位，通過“東數(shù)西算”可實現(xiàn)算力與低碳均衡發(fā)展。

“東數(shù)西算”建設對ICT產(chǎn)業(yè)鏈乃至整個數(shù)字經(jīng)濟生態(tài)的帶動作用頗為明顯。其中，芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、云控平臺、大數(shù)據(jù)分析平臺等核心技術的自主可控，為國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強心劑；與此同時，國家對數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能提出更高要求，東部PUE要求小于1．25，西部小于1．2，示范工程PUE要控制在1．15以內(nèi)——蛻變后的新一代綠色數(shù)據(jù)中心，將迎來黃金發(fā)展期。

“三能”綠色數(shù)據(jù)中心揚帆起航概括而言，新一代綠色數(shù)據(jù)中心應具備“三能”特征，即綠能、節(jié)能、智能。首先是引用可再生能源，從用電的源頭解決綠色的問題。西部可再生能源豐富，政策鼓勵就地應用綠電。但風電和太陽能直發(fā)電都不穩(wěn)定，而數(shù)據(jù)中心對供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性又要求很高，所以數(shù)據(jù)中心的儲電和蓄冷技術成為關鍵因素。

華為推出創(chuàng)新性的增程式解決方案，在“風光”充足的時候，低成本地將電和冷蓄積起來，把不穩(wěn)定的供電通過介質(zhì)轉化成穩(wěn)定的電源和冷源。這一方案對整個數(shù)據(jù)中心能源系統(tǒng)供給和分配的智能化提出更高要求，也受到業(yè)界的廣泛關注。其次是節(jié)能技術的創(chuàng)新，供配電向模塊化、高密化發(fā)展，制冷則更多利用自然冷源。東數(shù)西算數(shù)據(jù)中心的典型特征是高密化、規(guī)�；�、超低PUE，匹配需求的有效路徑就是高效供電和自然制冷。

過去，供電系統(tǒng)大多采用“UPS并機＋鉛酸電池”方案，設備多，鏈路復雜，占地面積大。華為開發(fā)的電力模塊融合從中壓變壓器到負載饋線端的全功率鏈路，通過創(chuàng)新的融合架構和超高密的UPS集成，供電效率高達97．8％，供電系統(tǒng)從22柜減少到11柜，大大減少供電系統(tǒng)占地面積。在數(shù)據(jù)中心整體能耗中，除業(yè)務用電外，制冷系統(tǒng)的用電量占比高達60％以上，因此制冷系統(tǒng)的節(jié)能尤為重要。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心主要采用制冷機提供冷量，換熱效率低，電制冷的時間長。華為推出間接蒸發(fā)冷卻方案，將多個部件融合成一個制冷模塊，直接利用自然冷空氣使數(shù)據(jù)中心冷卻，從多次熱交換變成一次熱交換，縮短制冷鏈路提升效率。這個方案可根據(jù)不同的環(huán)境溫度，在干模式、濕模式和混合制冷三種模式之間智能切換，最大程度提高自然冷卻時間。

在內(nèi)蒙古，全年有8466小時可不使用空調(diào)，華為云在烏蘭察布的數(shù)據(jù)中心通過采用新的冷卻方案，實現(xiàn)全年PUE低于1．15。再次是在數(shù)據(jù)中心的建設和運營中采用數(shù)字化、智能化技術，確保方案最優(yōu)、效率更高。數(shù)據(jù)中心正朝集約化、規(guī)模化方向發(fā)展，從過去幾百柜增加到數(shù)千柜、上萬柜，設計、建設及后期運維難度也同步增加，借助數(shù)字化、智能化解決問題迫在眉睫。

優(yōu)秀的PUE方案對數(shù)據(jù)中心至關重要，但過往對PUE做測算主要依賴工程師的經(jīng)驗，粗放的方式難以保證PUE的精度。華為依托交付1000多個項目的經(jīng)驗，采用數(shù)字化建模、氣流仿真和人工智能相結合的技術，構建PUE仿真平臺，通過物理建模結合運行參數(shù)和負載率模擬運行狀態(tài)，PUE測算精度高達97％。

數(shù)據(jù)中心是個復雜且龐大的系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)建設依靠EXCEl表格化管理，工期和質(zhì)量難以保障。華為數(shù)字化平臺基于3D實例化模型打通物資流和數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)虛實聯(lián)動并行管理。在設計階段，通過3D建模和三維碰撞檢測，規(guī)避各系統(tǒng)干涉，降低變更率；在建設過程中，通過數(shù)據(jù)共享、資源協(xié)調(diào)、數(shù)字化物料管控，確保各工序質(zhì)量可控，并能加快進度。此外，在數(shù)據(jù)中心的運維環(huán)節(jié)，數(shù)字化、智能化技術對數(shù)據(jù)中心長期能效優(yōu)化以及自動化巡檢也大有助益。

探索未來數(shù)據(jù)中心的低碳路徑根據(jù)國際市場研究機構Markets and Markets發(fā)布報告，到2026年，全球綠色數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模將從2020年的492億美元增至1403億美元，年復合增長率達19．1％。綠色數(shù)據(jù)中心正在全球掀起建設熱潮，其對節(jié)能減碳路徑的探索永無止境。如何因地制宜，借助風光電轉化、廢冷廢熱利用等方式，提高能源綜合利用率，是業(yè)界面向未來的發(fā)力方向。

光伏建筑一體化就是個不錯的解決方案。太陽能屋頂疊光面積有限，提供的電力只占數(shù)據(jù)中心電力需求的0．5％左右，而光伏建筑一體化可有效擴大部署面積。光伏板既是發(fā)電裝置，也是建筑結構的一部分，光伏板發(fā)電的同時阻擋太陽對建筑的熱輻射，進一步降低空調(diào)系統(tǒng)功耗。利用自然低溫水作為冷源也是值得探索的冷卻方式。

我國江河湖海眾多，深層自然水通常低于12℃，可用于循環(huán)熱交換，甚至不需要電制冷。在寒帶，海水制冷PUE可小于1．08，熱帶亦能做到1．25以下。LNG氣化過程中會釋放大量的廢冷，同樣可作為數(shù)據(jù)中心的冷源。我國有22個LNG接收站，十四五期間還將建設更多站點。比如深圳大鵬的LNG站，相關海域的海水溫度很低，把這些冷量供給數(shù)據(jù)中心制冷，不僅可以滿足3萬多個機架的冷卻需求，也會減少對周邊海洋生態(tài)環(huán)境的破壞。廢熱資源的有效循環(huán)利用，也從學術研究進入實踐階段。

以鋼企為例，煉鋼過程中排放的煙氣溫度高達1000多度，利用溴化鋰技術可把煉鋼廢熱轉換成數(shù)據(jù)中心的連續(xù)制冷，在獲得經(jīng)濟效益的同時降低了碳排放。展望未來，對數(shù)據(jù)中心的評價指標將從當前的PUE演進到多指標綜合評價，包括對碳的利用率、水的利用率、單位電力的算力效率等。在新的指標體系引領下，會有大量的“零碳”甚至“負碳”數(shù)據(jù)中心涌現(xiàn)，符合碳中和時代要求的算力底座將完美綻放。

       原文標題 : “三能”賦能綠色數(shù)據(jù)中心 泛在算力夯實智能社會基石