中國有句古話“萬物并育而不相害，道并行而不相悖。”該句出自《禮記.中庸》，意思是萬物一起生長而互不妨害，遵循各自的規(guī)律而互不沖突。這里面蘊藏的是和諧之道，有些人誤以為“中庸”是無原則和隨波逐流，但實際上儒家的“中庸”是“中和”之意，是一種對分寸感的精妙把控。

凡事過猶不及，發(fā)展不能以破壞生態(tài)為代價。眼下，人類社會正快速步入數(shù)字經(jīng)濟時代，數(shù)據(jù)爆炸式增長，算力需求激增，數(shù)據(jù)中心作為算力承載平臺，已然成為一個不折不扣的“能耗大戶”。過去十年間，我國數(shù)據(jù)中心整體用電量以每年超過10%的速度遞增，且我國的數(shù)據(jù)中心能耗總量明顯高于世界平均水平。在國家碳達峰碳中和目標的大環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心的綠色化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

那么何為“綠色”化轉(zhuǎn)型？該如何衡量一個數(shù)據(jù)中心是否“綠色”？

數(shù)據(jù)中心也能“綠意盎然”

簡單來說，綠色就是指采用創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，在保證業(yè)務(wù)性能的前提下盡可能提升設(shè)備的能效和工作效率，通過智能化的管理方式，在各個層面優(yōu)化對資源的調(diào)配和管理，充分利用可再生能源優(yōu)勢，降低碳排放。數(shù)據(jù)中心作為承載各行業(yè)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，其綠色低碳化進程，不僅可以減少自身能耗，通過集約化、規(guī)模化的運作，還能改善算力的供給效率，幫助高耗能行業(yè)節(jié)能降碳。

那么如何衡量一個數(shù)據(jù)中心是否“綠色”？相信很多人第一個想到的是PUE指標（電能利用效率），這是業(yè)內(nèi)最為熟悉的數(shù)據(jù)中心能源效率指標，也是政府評價數(shù)據(jù)中心工程性能的主要指標。最早由美國綠色網(wǎng)格組織在2007年提出，計算公式為：PUE＝數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗。其中數(shù)據(jù)中心總能耗包括IT設(shè)備能耗和制冷設(shè)備、配電設(shè)備以及其他設(shè)備能耗，PUE值越趨近1，說明數(shù)據(jù)中心用于IT設(shè)備外的能耗越低，能效越高。

根據(jù)工信部近期披露的信息，目前全國規(guī)劃在建的大型以上數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE值已降到1.3以下。然而伴隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，PUE的局限性逐漸顯露出來，如無法體現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施和IT設(shè)備內(nèi)部各模塊節(jié)能情況、缺乏對IT效能和運維能力等要素的評價等。因此除了用電效率（PUE），用水效率（WUE）、碳使用效率（CUE）、基礎(chǔ)設(shè)施使用效率（IUE）等也是衡量數(shù)據(jù)中心能耗和綠色程度的重要指標。

有了判斷的指標，那么在實踐中又需要應(yīng)用哪些技術(shù)才能讓數(shù)據(jù)中心更“綠色”？UCloud優(yōu)刻得基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)總監(jiān)付東明表示，“數(shù)據(jù)中心的綠色化不能只追求片面的‘綠色’，一定是要綜合考慮全生命周期的運營和業(yè)務(wù)需求。”因此從數(shù)據(jù)中心的生命周期維度思考，可以將變“綠”的過程分為兩個階段，即設(shè)計建設(shè)階段和運營階段。從二者的碳排比例來看，前者僅占10%左右，而后者占比約90%。下面便從技術(shù)的視角，來看看如何讓數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運營變得“綠意盎然”。

綠色數(shù)據(jù)中心的技術(shù)圖景

在設(shè)計建設(shè)階段，節(jié)能減碳技術(shù)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和建設(shè)模式上，有PUE仿真設(shè)計技術(shù)、預制模塊化建設(shè)技術(shù)、數(shù)據(jù)中心園區(qū)疊光和疊儲技術(shù)等。而在占據(jù)碳排90%的運營階段，碳排放以用電為主。從電能消耗的組成來看，數(shù)據(jù)中心運營過程的電力消耗是由服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等ICT設(shè)備，以及制冷、變電、供配電等其他設(shè)備產(chǎn)生的。以一個PUE=1.5的數(shù)據(jù)中心為例，其中67%的電力消耗來自ICT設(shè)備功耗，27%來自制冷系統(tǒng)功耗，5%功耗由供配電損耗。

先從ICT（信息與通信技術(shù)）開始。數(shù)據(jù)中心本身就是ICT的產(chǎn)物，是支撐ICT技術(shù)和應(yīng)用的載體。ICT設(shè)備的高效節(jié)能在數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型升級中扮演著重要角色，相關(guān)技術(shù)有全閃存化存儲、全光纖化網(wǎng)絡(luò)、無損以太網(wǎng)絡(luò)等，這些都可應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心節(jié)能提效。世界經(jīng)濟論壇的研究顯示，ICT技術(shù)的廣泛應(yīng)用能大幅減少碳排放，到2030年各行業(yè)受益于ICT技術(shù)所減少的碳排放量將達121億噸，10倍于ICT行業(yè)自身排放量。

再看制冷系統(tǒng)。隨著芯片技術(shù)的進步，服務(wù)器計算能力有了數(shù)十倍的增長，但總體功耗大幅提升，對數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)帶來極大挑戰(zhàn)。當前數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)包括直接自然風冷卻、間接蒸發(fā)冷卻、冷板式液冷和浸沒式液冷等。液冷作為數(shù)據(jù)中心PUE降低的新手段，與傳統(tǒng)風冷不同，它使用的是高比熱容的液體作為熱量傳輸，進而滿足服務(wù)器等IT設(shè)備散熱需求。

而供配電設(shè)備可以通過高效UPS、UPS智能在線模式、電力模塊等技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能。另外，通過AI技術(shù)能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理，減少由于資源調(diào)配不善或人工干預不及時而導致的資源浪費。

從現(xiàn)在綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)和所呈現(xiàn)的趨勢來看，越來越多的技術(shù)能力被融入進來。青云科技副總裁林源介紹，“從新能源電力供給、冷熱通道布局、液冷等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)優(yōu)化，到物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、AI等助力精細化運營，不同領(lǐng)域的‘軟’、‘硬’技術(shù)都發(fā)揮出了作用，企業(yè)需要從全局角度尋求最優(yōu)方案。”

當前，一些數(shù)據(jù)中心相關(guān)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)了大量創(chuàng)新技術(shù)，并在現(xiàn)有或新建的數(shù)據(jù)中心實施，但從整體能耗增長速度上看，我國數(shù)據(jù)中心耗電量增長率連續(xù)八年超過12%，能源成本已占數(shù)據(jù)中心總成本的一半。因此，數(shù)據(jù)中心的綠色化首先要著眼于提升能效，需要從節(jié)能減排技術(shù)、區(qū)域布局、數(shù)據(jù)中心的體系架構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈、運營管理模式以及算網(wǎng)協(xié)同等多維度共同發(fā)力。

增長與節(jié)能并非魚與熊掌不可兼得，只有做到共生，才能贏來綠色數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的蝶變。