微软沉海，苹果沼气：数据中心节能，八仙过海各显神通

随着人工智能、云计算、大数据等分布式计算架构的发展，高性能、高密度的计算需求高速增长。作为科技创新和技术应用的实体，数据中心成为很多公司的核心需求，每年上千亿千瓦时的耗电量也不容忽视。

数据中心节能，八仙过海各显神通

据调查，目前困扰大多数企业数据中心最严重的问题是：运算密度的提高导致用电密度的迅速加大，数据中心总体拥有成本随服务器的增加而成倍上升。过去的数据中心运算能力是目标，用电是“一般商品”，而现在和未来则相反，数据中心的运算能力是“一般商品”，用电是焦点。居高不下的能耗不仅会给企业带来了沉重的负担，也造成了全社会能源的巨大浪费。

数据中心节能刻不容缓

当今，全世界新产生的数据正以惊人速度增长。据统计，平均每11个月全世界的数据量即将翻倍，而且随着时间的发展，这个周期还在缩短。这意味着我们需要提供更多的数据中心，随之将带来更多的能源需求，以及同步增加的能量排放。

如今，数据中心已经成为全球经济发展的基石。我国的数据中心总量已超过40万个，但是普遍存在能耗较高的问题，年耗电量超过全社会用电量的1.5%。

据中国数据中心节能技术委员会秘书长吕天文透露，2016年中国数据中心总耗电量超过1200亿千瓦时，这个数字超过了三峡大坝2016年全年的总发电量（约1000亿千瓦时）。IDC预测，到2024年，数据中心耗电量将占到全社会耗电量的5%以上。

而根据瑞典研究人员Anders Andrae的预测，到2025年，数据中心将占到全球能耗的最大份额，占33％。其次是智能手机（15％）、网络（10％）和电视（9％）。Andrae还预计，在更广泛的应用方面，如果没有更快地采用更高效的能源，数据中心将消耗全球20%的电力，使其碳足迹占到全球碳足迹的5.5%。

政策频出

2013年1月，工业和信息化部、国家发展改革委、国土资源部、电监会、能源局等五部委联合发布《关于数据中心建设布局的指导意见》，政府开始着手监管数据中心的能耗问题。之后，工信部又相继出台《关于进一步加强通信业节能减排工作的指导意见》、《关于国家绿色数据中心试点工作方案》、《关于组织申报2017年度国家新型工业化产业示范基地的通知》等法规引导数据中心向绿色节能型产业发展。

而具体到数据中心节能降耗层面，国家较早时便出台了一系列的指引政策和具体要求。工信部在2017年4月发布的《关于加强“十 三五”信息通信业节能减排工作的指导意见》中指出：“十二五”期间新建大型数据中心的能耗效率（PUE）要普遍低于1.5；到2020年，新建大型、超大型数据中心的能耗效率(PUE)值必须达到1.4 以下。

2019年2月，工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》（以下简称《意见》），明确提出建设绿色数据中心是构建新一代信息基础设施的重要任务，是保障资源环境可持续的基本要求，是深入实施制造强国、网络强国战略的有力举措。到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平。这犹如一声令下，开启数据中心“绿”境界。

另一方面，由于数据中心主要服务于互联网、云计算、大数据等信息通信产业，所以国内数据中心的发展也多集中在北京、上海、广东以及经济较发达的东部沿海省份。数据中心大规模的集中化虽然给当地带来不菲的经济效益，但是从单位GDP能耗来看，数据中心属于高载能（能源消耗大）、零污染、投资密集型项目。针对这一点，各地方政府也开始陆续出台数据中心“限建令”，缓解能耗压力。

2014年7月，北京市政府发布《北京市新增产业的禁止和限制目录(2014年版)》，《目录》中明确表示，在北京市禁止新建和扩建数据中心，PUE值在1.5以下的云计算数据中心除外。而北京也是国内首个出台数据中心限建令的城市。2018年9月，北京市发布《目录（2018年版）》，在原有限建令的基础上进行了进一步延伸。新版《目录》明确规定全市禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务中的数据中心，PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外；中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。

2018年，上海市也出台了数据中心相关的“限建令” ，全称《上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）》。根据“限建令”要求，上海存量改造数据中心PUE不高于1.4，新建数据中心PUE限制在1.3以下。

科技巨头们的数据中心是怎么节能的？

如今，数据中心市场竞争激烈。如何运用新技术、新架构降低能源降耗，实现数据中心的绿色发展，目前已经成为业界关注和寻求突破的焦点，同时也带来巨大的市场机遇。

事实上，在减小能耗方面，绿色数据中心市场的主要参与者一直在全力以赴地推出节能解决方案，其中包括微软、戴尔、华为、Colocation America、Verne.、Green House Data和IBM公司。

例如，微软Project Natick项目就是充分利用了海底在温度上具有的天然优势，在苏格兰水域安装了水下数据中心原型，为苏格兰群岛的沿海地区提供高速的云计算能力和互联网连接。

位于北卡罗来纳州梅登的苹果数据中心，是世界上最大的沼气数据中心项目之一。数据中心使用的电池燃料系统由Bloom Energy制造，由生物代谢物构成的沼气池产生的沼气供能，四个单独的燃料池可以生产24到200千瓦的能源。

谷歌则宣布已经打造了一个专门的AI，用以自动管理数据中心的复杂冷却设备。冷却系统每五分钟会对数据中心内的冷却设备进行快照，AI根据这些信息来决定采取哪些措施来优化电力消耗。整套冷却设备具备自动微调冷却的能力，而且已经让电源效率有了显著提高。

目光回到国内，阿里巴巴、腾讯、百度、华为、联想等先后把数据中心转移至贵州。“这是现在我国建立数据中心的新趋势，选择贵州是因为其不仅清洁能源如水电资源充足，电力也很便宜，而且当地还有很多恒温恒湿的山洞，是适合建大型绿色数据中心的好地方。而对于西部欠发达地区发展大数据产业，能够提供高科技工作岗位，留住并吸引人才，可谓抓住了新的机遇。”中科蓝鲸公司首席运营官李炜说。

科技的发展推动人类进步，但是环境保护的话题是时时刻刻值得提到和注意的。新的技术代表了新的可能，在今天应用这些技术的数据中心可能还寥寥无几，未来相信一定会普及开来，遍地开花。

不论如何，未来，数据中心必将衍生出一个节能产业，其规模绝对不在百亿之下。如何能在其中抢占先机，还要看各大企业八仙过海、各显神通了。

本文综合自新华网客户端、中国新闻网、中国网、太平洋电脑网、中关村在线、中国IDC圈、申耀的科技观察、找机房等内容