伴隨新規(guī)定出臺，新能耗大戶“數(shù)據(jù)中心”正迎來一場技術變革。7月27日，北京市發(fā)展和改革委員會官網(wǎng)發(fā)布《關于印發(fā)進一步加強數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查若干規(guī)定的通知》(以下簡稱《通知》)。
《通知》顯示，為加強北京市內(nèi)數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查，即日起北京市內(nèi)新建、擴建數(shù)據(jù)中心若PUE(評價源效率指標，理想值為1)值超1.4，將被征收差別電價電費。
對此，行業(yè)人士表示該規(guī)定意味擴建、新建不達標數(shù)據(jù)中心，每年將付出數(shù)千萬、乃至上億元額外電費。這將促使更多大型、超大型數(shù)據(jù)中心向氣候涼爽或有可再生資源的中西地區(qū)轉(zhuǎn)移，而特大城市內(nèi)數(shù)據(jù)中心則將采用液冷技術。
PUE超標將多繳億元電費
根據(jù)通知，北京市將進一步加強市范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心項目的節(jié)能審查，對于PUE>1.4且<=1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以內(nèi))，執(zhí)行的電價加價標準為每度電加價0.2元;對于PUE>1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以上)，每度電加價0.5元。
此外北京市內(nèi)擴建數(shù)據(jù)中心，年能源消費量小于 1 萬噸標準煤(1萬噸標準煤約等于3000萬度電)的項目 PUE 值不應高于 1.3;年能源消費量大于等于 1 萬噸標準煤且小于 2 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.25;年能源消費量大于等于 2 萬噸標準煤且小于 3 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.2;年能源消費量大于等于 3 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.15。
對此，曙光數(shù)創(chuàng)副總經(jīng)理姚勇表示，以新建3000個標準機柜，單機柜平均功耗為18kW的中型數(shù)據(jù)中心為例。按北京市新規(guī)，其PUE值若超過1.4小于1.8，其一年預計將支付差別電價電費9460萬元，若PUE值超過1.8則預計將支付差別電價電費2.36億元。
“對目前的數(shù)據(jù)中心運營企業(yè)和單位來說，支付這些額外費用是難以承受的。”姚勇介紹，北京、深圳的數(shù)據(jù)中心規(guī)范和標準，對全國城市具有較強的示范作用。此外PUE值要低于1.4，數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)風冷散熱技術模式已難以滿足。
PUE新要求，風冷遇“冷”
隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎設施，規(guī)模增長迅速。但數(shù)據(jù)中心也是能耗大戶，大量數(shù)據(jù)吞吐和運算使得數(shù)據(jù)中心面臨著前所未有的能耗和散熱挑戰(zhàn)。如何加快數(shù)據(jù)中心行業(yè)的綠色發(fā)展、降低碳排放，成為當下的一個重要課題。
統(tǒng)計顯示，2018年全國數(shù)據(jù)中心總耗電量1500億千瓦時，占社會總用電量的2%。預計到2025年，這一占比將增加一倍達到4.05%，高能耗的背后是PUE值的居高不下。據(jù)報道，截至2019年年底，全國超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.46，大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55。
在此背景下，北京、上海、深圳等城市對新建數(shù)據(jù)中心節(jié)能提出了PUE的硬指標;2019年2月，工信部、國家機關事務管理局、國家能源局出臺《關于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設的指導意見》，要求到2022年“數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達到國際先進水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE達到1.4以下”。
“冷卻計算設備耗能一直是導致高PUE的直接原因”，姚勇介紹，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心風冷模式，導致一半能耗用于冷卻計算設備，其PUE值普遍在1.4以上。最為關鍵的，伴隨CPU、GPU等核心計算芯片的功耗升高，風冷模式下單機柜功率密度最高只能到30kW左右。
現(xiàn)實的情況卻是，雖然芯片工藝制程不斷進步，但服務器端CPU、GPU功率已突破300W、400W大關，目前在運行數(shù)據(jù)中心不少單機柜功率早已突破30kW，傳統(tǒng)的風冷技術亦因此可能遇“冷”。
城市數(shù)據(jù)中心進入液冷時代
與風冷技術相比，液冷技術的高效制冷效果，將更有益于服務器使用效率和穩(wěn)定性提升，令數(shù)據(jù)中心在有限空間內(nèi)，能夠布置盡可能多的服務器，從而提升數(shù)據(jù)中心運算效率。
2019年12月，曙光將“液冷‘爆發(fā)’倒計時鐘”的時針撥到11點50分，這距象征液冷在數(shù)據(jù)中心行業(yè)全面爆發(fā)的“零時”僅有10分鐘。
“液冷爆發(fā)”倒計時啟動現(xiàn)場
姚勇表示，目前對北京、上海等城市而言伴隨嚴苛PUE值政策出臺，其新建、擴建數(shù)據(jù)中心可以說已進入“液冷”時代。
“液冷技術也有很多種類，冷板液冷、浸沒液冷、浸沒相變液冷。從降低PUE值上來看浸沒相變液冷技術效果最好。在非高密度計算等領域新建、擴建數(shù)據(jù)中心，冷板式液冷也是很好的選擇。”姚勇說。
曙光率先于2015年推出國內(nèi)首款標準化量產(chǎn)的冷板式液冷服務器，并在當年完成國內(nèi)首個冷板式液冷服務器大規(guī)模應用，2017年交付了國內(nèi)首套商用全浸沒液冷服務器，并在2019年完成國內(nèi)首個刀片浸沒相變液冷服務器的大規(guī)模部署。
平穩(wěn)運行中的“刀片式浸沒相變液冷”服務器(局部)
以采用刀片式浸沒相變液冷技術的曙光綠色數(shù)據(jù)中心為例，其PUE可降至1.04。相比風冷數(shù)據(jù)中心能效比提升超30%，CPU等核心芯片部件性能可提升20%，單機柜功率密度達160kW，計算設備可靠性至少提升一個數(shù)量級。
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