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2025年1月
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發布時間: 2021-08-27
當前，我國各行業加速數字化轉型升級，促進數字中心發展的同時也帶來了不可忽視的能耗排放。經濟發展浪潮遇上“雙碳”目標，中國數據中心該如何破局？
8月25日，中科曙光發布“曙光生態級一體化大數據中心”方案。作為全國首個“生態級”一體化大數據中心方案，該中心的發布，為數據中心破解高能耗難題，提供了寶貴思路和實現路徑。
1、數據中心變身“能耗巨獸”？
近年來，隨著云計算、物聯網、人工智能、5G通信等新興技術的蓬勃發展，我國數字經濟新業態、新模式不斷涌現，質量效益明顯提升。到2020年底，數字經濟核心產能增加值占GDP比重達7.8%。根據“十四五”規劃，到2025年，這一數值將升至10%。
各行業數字化轉型升級進度加快，全社會數據總量爆發式增長、算力需求持續擴張。作為算力發展的物理載體，數據中心在全國遍地開花。根據工信部印發的《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》，到2023年底，全國數據中心機架規模年均增速保持在20%左右，總算力超過200EFLOPS。
然而，數據中心迅猛增長的背后，還隱藏著不可忽視的環境問題。
大量數據吞吐和運算，不可避免地增加用電量，這將排放大量二氧化碳，以及二氧化硫、氮氧化物等主要環境污染物。2018年，中國數據中心總用電量為1608億千瓦時，占全社會用電量2.35%，用電相關排放量為9855萬噸二氧化碳，成為名副其實的“耗能大戶”。按照當前速度發展，預計到2023年，數據中心能耗將相當于2.6個三峽電站的發電量，碳排放量將達1.63億噸。
如今，中國已明確“雙碳”目標，力爭2030年前實現“碳達峰”、2060年前實現“碳中和”。在此背景下，助力信息通信行業實現減排目標，對數據中心綠色低碳發展提出了更高要求。根據《行動規劃》，到2021年底，新建大型及以上數據中心PUE要降到1.35以下，到2023年底降至1.3以下。
【注：PUE是評價數據中心能源效率的指標，為數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值。該值大于1，越接近1代表能效水平越好。】
可是，目前中國僅有41%的數據中心PUE可達1.4以下，IT設備能耗幾乎占到數據中心總能耗的一半。未來一段時間內，我國數據中心還面臨著很大的減排壓力。如何尋求發展與生態之平衡、實現可持續發展，是其現階段所面臨的發展難題。
2、由點及面，數據中心有大動作
社會經濟信息化的發展，必然需要大力建設數據中心，服務國民經濟。而在“雙碳”路徑下，數據中心的建設絕不能偏離規劃布局、技術支持和規范指導。發展與生態的天平要如何保持平衡？國家戰略規劃已經為我們指明了方向。
今年5月，四部門聯合印發《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》，明確“加強統籌、自主創新、綠色集約、安全可靠”四大基本原則，引領中國數據中心發展新趨勢。
*合理規劃布局，統籌集群發展。
一方面，明確功能劃分，做好“冷熱分工”。
供需失衡、能源布局失配，是我國數據中心的突出問題。這需要全國大數據中心的一體化布局，合理應用我國能源分布特點，結合當地能源條件。目前，我國數據中心存量機柜數量機柜總數約360余萬架，其中熱數據集聚在京津冀、長三角、珠三角三大經濟區，冷數據集聚于西部資源富足地區。
另一方面，促進全國范圍數據中心合理布局、集群化發展。
根據能源結構、產業布局、市場發展、氣候環境等布局，《方案》規劃在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，作為數據中心集群發展的重點區域。
依托樞紐節點，引導數據中心向西部資源豐富地區集聚。這將進一步打通全國網絡傳輸通道，提升跨區域算力調度水平，推動“東數西算”工程實施，構建國家算力網絡體系。
作為關鍵信息基礎設施，數據中心面臨著斷供斷電、黑客入侵、數據泄漏等諸多風險。中國每年因偽基站、惡意軟件勒索等數字犯罪造成的損失就達上百億元。
建設安全的數據中心，要以軟硬件共筑安全圍墻，全產業鏈自主創新，應對復雜安全問題。以應用研究帶動基礎研究，加強對大數據關鍵軟硬件產品的研發支持和大規模應用推廣，加快突破關鍵核心技術，提升大數據全產業鏈自主創新能力，筑牢基礎網絡、數據中心、云平臺、數據和應用的一體化安全保障。
*對標減排需求，綠色集約發展。
進一步挖掘數據中心的節能減排潛力，是實現“雙碳”目標的有力保障。
為推動綠色可持續發展，數據中心建設將加快節能低碳技術的研發應用，提升能源利用效率、降低能耗；同時，加大對基礎設施的整合調度，推動老舊基礎設施轉型升級，向PUE值小于1.1方向發展；此外，靈活運用高密度集成高效電子信息設備、液冷等節能技術，及可再生能源。
高密度集成高效電子信息設備的運用，還有助于單機柜功率密度的持續上漲以及電子信息設備高密度集成度的提升，引領數據中心建設向大型、超大型規模及集群化發展。
3、共建生態，與綠色同行
建設一體化大數據中心、破解高能耗難題，找準破局關鍵點尤為重要。8月25日，中科曙光推出國內首個生態級一體化大數據中心方案。中科曙光表示，該中心將圍繞綠色、安全、服務三大生態體系，通過前沿技術應用與創新，攜手產業鏈伙伴，踐行綠色集約、統籌規劃等理念，助力實現數據中心綠色低碳、高質量發展。
曙光生態級一體化大數據中心
*綠色生態
在內部節能循環層面，中科曙光積極探索液冷技術，助力減排。
傳統數據中心多用機房空調為IT設備降熱（即“風冷”），原理是將常溫冷空氣變低溫冷空氣，實際上是個高能耗過程。而液冷技術的冷卻力更強，同體積液體帶走的熱量是空氣的1000-3000倍；還具有低PUE、高密度的特點，有助于降低數據中心PUE，極大節約能源。
早在2011年，中科曙光就開始服務器液冷技術的探索與研究，先后實現“國內首款標準化量產的冷板式液冷服務器”“全球首個大規模浸沒相變液冷商業應用項目落地”等重大突破，如今已擁有50多項“液冷”核心技術專利，從技術思路到產品化應用均達成熟階段。
作為“曙光生態級一體化大數據中心”的節能技術底座，曙光以相變液冷技術為核心，在數據中心系統內部形成了完整的節能降耗解決方案，可助數據中心實現全地域全年自然冷卻，PUE值可降至1.04。若全國50%新建數據中心采用曙光相變液冷技術，每年可省450億度電，減排3000萬噸二氧化碳。
在外部低碳循環層面，中科曙光與多方通力合作，各環節共守低碳環保防線。
通過風電、水電、光伏等清潔能源的引入和利用；數據中心余熱的回收再利用；節能、環保、高空間利用率的綠色建筑設計等，可進一步大幅降低數據中心碳排放總量，形成一個以數據中心為核心、與外部環境友好聯結、可持續共存的綠色生態綜合體。
*安全生態
中科曙光是國內最早通過“中央網信辦云服務網絡安全審查”“工信部云服務能力評估”“中國信通院云計算風險管理能力評估”的三類“增強級”的云服務商。
曙光攜手合作伙伴，構建安全可信的IT基礎設施，并實現從建設到管理運維的全棧安全體系化部署。在技術安全層面，實現從國產硬件基礎設施到云平臺、數據平臺的整體安全；在運營安全層面，實現安全運維、安全管理、安全運營、安全合規四大馬車并駕齊驅。
*服務生態
中科曙光依托其豐富的計算服務、城市云服務、大數據服務經驗，從軟到硬，提供多層級服務。
2010年，曙光發布“曙光云戰略”，并于次年正式提出“城市云”概念。曙光云服務發展至今，已踏足20個省區、50座城市，持續運營項目超過50個，服務各級政府客戶達10000家以上。此外，中科曙光亦聯合行業伙伴、優化服務支撐，實現數據中心從頂層規劃到建設實施、從運維到管理的一站式服務。
建設一體化大數據中心，還需要全產業鏈的通力合作。中科曙光副總裁、曙光數創公司總經理何繼盛表示，曙光在構建傳統大型數據中心方面擁有領先技術，但一體化大數據中心的建設目標，需要產業鏈協同才能實現。
“雙碳”背景下，我國數據中心建設迎來生態創新時代。中科曙光同產業鏈伙伴并進，齊聚生態級一體化大數據中心之下，開放創新、攜手共贏，推動數據中心行業實現綠色高質量發展。
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