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数据中心的绿色化生长偏向探讨

发布日期:2021-10-12 20:26

本文摘要:1 引言新冠肺炎疫情的发生,让在家自我隔离的中国老黎民真切地体会到了“新基建”对日常生活和事情的重要性。2020年3月,中共中央政治局常务委员会提出了“加速5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”的要求。数据中心首次被明确纳入到了新型基础设施的观点中,受到了社会各界的高度重视。但数据中心作为新型基础设施中的基础设施,其建设一直被能耗过大等情况议题所困扰,秉持绿色化生长原则已经成为了全社会的共识。

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1 引言新冠肺炎疫情的发生,让在家自我隔离的中国老黎民真切地体会到了“新基建”对日常生活和事情的重要性。2020年3月,中共中央政治局常务委员会提出了“加速5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”的要求。数据中心首次被明确纳入到了新型基础设施的观点中,受到了社会各界的高度重视。但数据中心作为新型基础设施中的基础设施,其建设一直被能耗过大等情况议题所困扰,秉持绿色化生长原则已经成为了全社会的共识。

因此,要想落实党中央的要求,真正加速数据中心建设进度,必须要明确未来数据中心如何实现绿色化生长的偏向。2 绿色数据中心的观点剖析要破解未来数据中心绿色化生长的偏向问题,首先要搞清楚绿色数据中心的观点,但绿色数据中心在当前并没有一个准确的权威界说,只能通过相识绿色数据中心的评价指标来明白这一观点。

而海内对绿色数据中心的评价方法许多,各有特点,各级政府和技术团体也一直在探索的历程中。在政策层面,2014年北京市率先出台了地方尺度DB11/T 1139-2014《数据中心能效分级》,之后一直在逐步推进北京市的绿色数据中心评价事情;2015年,工业和信息化部、国家机关事务治理局、国家能源局三部门公布了《国家绿色数据中心试点事情方案》,其主要评价指标包罗能效水平、碳排放、水资源、有害物控制、废弃电器电子产物处置、治理体系等方面,对绿色数据中心要求使用绿色能源、实现绿色采购、保证绿色运营、确保绿色处置。在技术层面,2014年开放数据中心委员会(ODCC)和国际绿色网格组织(TGGC)在海内团结开展了对数据中心的绿色品级评估,评估指标涉及能源效率、节能技术和绿色治理3个维度;2015年,住房城乡建设部印发了《绿色数据中心修建评价技术细则》,凭据《绿色修建评价尺度》(GB/T50378-2014),对数据中心开展绿色修建评价给出了详细准则;2018年,中国电子学会公布了团体尺度T/CIE 049-2018《绿色数据中心评估准则》;2019年,中国修建学会公布了团体尺度T/ASC05-2019《绿色数据中心评价尺度》。通过对以上各种政策和评价技术方法汇总分析,绿色数据中心的所有评价指标都可以包罗在表1的两个维度中。

表1 绿色数据中心评价涉及要素表从评价工具的维度看,包罗修建和结构、动力和情况设施、IT设备、治理4个条理。其中,在修建和结构层面,需要从基建设计角度实现绿色数据中心,包罗选址、机房修建结构、修建节能设计、维护结构及其质料、机房计划与结构等;在动力和情况设施层面,主要思量的是供电系统、空调系统、照明系统以及加湿和除尘设施的设计、运行和维护;在IT设备层面,主要思量路由器、网关和服务器等IT设备的选型、网络搭建以及使用中的节能优化等;在治理层面,需要从治理角度来实现绿色数据中心,包罗治理制度、事情人员、监控系统等方面。从评价领域的维度看,包罗能效、可靠性、碳排放、水资源、土地资源、污染排放、资源接纳使用7个方面。

其中,能效强调的是提供单元存储或盘算能力消耗的能量;作为新型基础设施,数据中心提供的服务品质更多地体现在数据存储和远程盘算的可靠性(包罗宁静性),越可靠其提供的服务价值也就越高;碳排放关注的是温室气体排放造成的影响;水和土地资源消耗也是绿色数据中心的一个重要评判要素;污染排放主要指噪声和电磁辐射等污染指标的排放;资源接纳使用则更多的是从其日常废弃的各种设备、线缆、电池、水等资源的循环使用水平来评价其对情况的友好性。由以上评价指标不难看出,绿色数据中心应该是:在保障服务宁静可靠的前提下,从修建、设备到治理各方面都能实现资源消耗和对情况影响最小化的数据中心。3 数据中心生长情况3.1 以往的政策2013年,工业和信息化部与国家生长和革新委员会、领土资源部、国家电力羁系委员会、中国能源局团结公布了《关于数据中心建设结构的指导意见》(以下简称《指导意见》),其中涉及了数据中心选址的建议,以及对数据中心用电的支持原则。文件不仅将数据中心根据机架规模分为超大型、大型、中小型3类,同时将数据中心的绿色化推进计谋实际上分为了新建和技术升级革新两类。

凭据《指导意见》,各地纷纷出台了地方数据中心生长的计划方案。除了个体气候和能源条件较好的地域鼎力大举勉励数据中心建设以外,在经济蓬勃的东部和南部地域,由于气候温暖、能源供应紧张,大多在大型和超大型数据中心新建方面接纳收紧政策,而更多的是在推动已有大型和超大型数据中心绿色化技术升级革新方面加鼎力大举度。对于中小型数据中心,由于数量众多、治理疏散、对国家政策不敏感等原因,实际上是放任生长状态。

由于《指导意见》中对数据中心PUE值提出了要求,所以在各地实施的政策中,也都将新建和升级革新后的数据中心PUE作为了主要评价指标。3.2 取得的结果由于各地方政府对《指导意见》努力贯彻落实,大量数据中心节能减排技术雨后春笋般快速泛起,从高压直流供电、照明控制到空调的新风和热管等一系列技术获得了广泛应用,让大型和超大型数据中心在动力和情况设施方面的能效水平获得了显著的提升。凭据《北京市信息传输业牢固资产投资和数据中心耗能调研》(2015年)陈诉[1],对北京市2013年典型数据中心的PUE观察数据显示,41.03%的数据中心PUE大于2.0,35.9%的数据中心PUE在1.8~2.0之间。凭据2019年工业和信息化部在《全国数据中心应用生长指引(2018)》中宣布的数据[2]:2018年,全国超大型数据中心平均PUE为1.63,大型数据中心平均PUE为1.54。

2013年后投产的大型、超大型数据中心平均PUE低于1.50,最优水平到达1.20左右。全国计划在建数据中心平均设计PUE为1.50左右,超大型、大型数据中心平均设计PUE划分为1.41、1.48。以气候和能源为主的结构指导也起到了努力的推动效果,在贵州、内蒙古等地域数据中心的新建项目发生了显着的聚集效应,让当地的数据中心相关工业实现了跨越式生长。

凭据2019年工业和信息化部在《全国数据中心应用生长指引(2018)》中宣布的结论:我国数据中心结构渐趋完善,新建数据中心,尤其是大型、超大型数据中心逐渐向西部以及北上广深周边都会转移。内蒙古、河北、贵州、宁夏等能源富足、气候条件适宜地域的数据中心在用机架数全国占比凌驾30%。由此可见,经由各级政府、行业组织和相关企业多年的努力,在数据中心绿色化生长方面已经取得了显著的结果。

3.3 当前的问题在取得结果的同时,以往的数据中心绿色化生长指引政策也面临着必须举行调整的问题[3]。凭据对PUE的界说可知,数据中心总能耗除以IT设备的能耗比,其下降的极限是PUE=1,讲明所有的能源都提供应了IT设备,其他配套设施的能源消耗为零。

众所周知,这种极限是不行能实现的,以现在的科技水平,PUE到达1.2~1.5已经是实际气候条件下能够实现的极限了。而随着全国规模内数据中心整体结构的完成,除非中国的气候和能源供应漫衍发生重大变化,否则也没有须要进一步大规模调整结构了。

以上情况讲明,以往政策对数据中心生长的引导偏向已经没有了进一步推动数据中心绿色化提升的空间。在作为新基建的数据中心仍要加速生长的大配景下,尽快找到新的绿色化生长政策推进偏向,是当前亟待破解的难题。

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4 未来生长建议4.1 IT设备对数据中心整体能效提升作用显著从绿色数据中心的评价工具中可以看出,以往的绿色化生长重点是在修建和结构、动力和情况设施两部门,而评价工具中的IT设备则一直没有被重点关注。但对于数据中心的整体能效而言,IT设备能效的提升,意味着在消耗同等能源的情况下,数据中心可提供的服务能力获得了最直接的提升。因此,推动IT设备的能效提升可以与以往政策取得同样的效果,对数据中心的整体能效提升发生显著的作用。以往之所以没有在IT设备能效方面出台重大推动政策,是因为将政策的执行工具局限在了商业数据中心运营单元。

而这些运营单元提供的服务主要是在数据中心的动力和情况运行维护方面,对数据中心中客户使用的IT设备选型采购没有控制权。因此,要推动IT设备的能效提升,相关的政策执行工具需要举行调整,应指向IT设备的制造商和使用方。

可思量的相关政策其实许多,如推动数据中心路由器、网关、交流机和服务器的绿色节能尺度修订;勉励相关产物的绿色认证开展;对接纳绿色节能产物更新升级的项目给予补助;推动国家相关财政政策有利于加速IT设备更新换代等。由于这些政策与数据中心的规模和产权无关,故对所有数据中心整体能效的提升都将发挥作用。如果这些政策能够统一配套出台,必将能对未来数据中心绿色化生长发挥庞大影响。4.2 边缘数据中心是未来数据中心生长的重要偏向边缘盘算是陪同着云盘算、雾盘算、物联网、5G、SDN、AI等技术而生长起来的新兴技术,近年来随着物联网和5G的生长迅速升温,是即将发作的万亿级工业。

边缘数据中心作为支撑边缘技术生长和5G边缘组网的载体,将成为未来数据的第一入口,是未来数据中心生长的重要偏向。边缘数据中心在建设结构和机房规模上与以往的大型、超大型云数据中心有很是大的差异。首先,在建设结构上,边缘数据中心为了实现其功效,空间距离上必须靠近服务工具,这就造成其不行能像大型数据中心一样选择气候和能源条件适宜的地域集中建设,而是要在人口密度较高、经济生长较蓬勃的地域漫衍式建设。

其次,其机房规模普遍偏小,见缝插针,以往对大型数据中心的动力和情况要求将不适用。如果将大型、超大型数据中心比作纵横驰骋的高铁网络,那么边缘数据中心就是四通八达的社区小道。

凭据边缘数据中心的特点,在推动其绿色化生长偏向上选择的评价指标有所差别,可以思量:在修建和结构、动力和情况设施方面偏重于对可靠性和电气宁静性的评价;在IT设备要求方面偏重于对能耗、信息宁静和组网架构特性的评价;在治理方面偏重于对自动化监控系统提出的要求。4.3 中小型数据中心的绿色化生长方兴未艾中小型数据中心在以往的政策引导中一直处于空缺地带,其原因是多方面的。

首先,从数据中心的运营方看,数据中心多为各企业和机构的内设部门运营,差池外提供服务,导致外部政府无法掌握其规模和数量,内部治理规模交织,难以界定运行边际;其次,从数据中心作用看,大多数承载机构和企业的焦点业务系统运行,出于商业和保密等原因,在运营成本和绿色化生长方面思量较少,各项引导政策对其吸引力不足;最后,从治理主体的数量和结构看,其治理主体数量众多且疏散,造成社会治理成本较高,政府无力对其全面严格管控。中小型数据中心虽然在治理上存在诸多的障碍,但其节能革新的潜力庞大,绿色化生长提升空间辽阔,是未来数据中心生长必不行少的一环。

5 竣事语随着各行各业对信息化技术的依赖水平越来越高,各种业务系统越来越庞大,对承载其运行的数据中心维护技术水平要求不停提高,企业内部在相关专业人才队伍建设和技术水平提升方面将逐步出现难以满足要求的局势,将部门业务系统委托给外部商业数据中心举行运行维护的情况会越来越多,这是社会化生长导致的不行逆转的专业化分工大趋势。政府如果能顺势出台相应的引导政策,一定会加速这种趋势的形成。

思量到未来数据中心专业化生长的大趋势,建议针对当前中小型数据中心的绿色化生长推进总计谋为:推念头构和企业内部运行的中小型数据中心向外部商业数据中心和边缘数据中心转化,从而逐步纳入政府管控规模。推动向商业数据中心转化的政策可以重点思量接纳增加供应的方式,即将数据中心确定为房地产开发配套基础设施,计划更多的当地中小型商业数据中心建设项目,从而拉动企业和机构接纳外部购置替代内部建设的方式,满足其对当地数据中心的刚性需求。对于企业和机构的内部数据中心资源丰裕,愿意对外开放的情况,可以出台政策,勉励其通过签约加盟的方式纳入各种信息化网络,成为提供外部服务的边缘数据中心,以便使用针对边缘数据中心的建设要求推动其绿色化生长。

参考文献[1] 北京市经济和信息化委员会. 北京市信息传输业牢固资产投资和数据中心耗能调研[R], 2015.[2] 工业和信息化部. 全国数据中心应用生长指引[R], 2018.[3] 中关村软件和信息绿色创新服务同盟. 北京市数据中心技术革新可行性研究[R], 2019.作者简介 蒋京鑫中国信息通信研究院实验室质量治理部主任,中国通信尺度化协会通信设备节能与综合使用特设任务组(CCSA/ST2)组长、全国电工电子产物与系统情况尺度化技术委员会(TC297)委员,恒久从事检测、认证、尺度化和政府技术支撑等事情。论文引用花样:蒋京鑫. 数据中心的绿色化生长偏向探讨[J]. 信息通信技术与政策, 2020(6):17-20.本文刊于《信息通信技术与政策》2020年第6期主办:中国信息通信研究院《信息通信技术与政策》是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊。本刊定位于“信息通信技术前沿的风向标,信息社会政策探究的思想库”,聚焦信息通信领域技术趋势、公共政策、 国家/工业/企业战略,公布前沿研究结果、焦点问题分析、热点政策解读等,推动5G、工业互联网、数字经济、人工智能、区块链、大数据、云盘算等技术工业的创新与生长,引导国家技术战略选择与工业政策制定,搭建产、学、研、用的高端学术交流平台。


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