在“確定性”背后，看數(shù)據(jù)中心能源的未來之路

　　《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》當(dāng)中明確提出，到2025年，數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)業(yè)增加值要占GDP比重達(dá)到10%。同時，IDC也預(yù)測，2022-2024年，企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型投資的年復(fù)合年增長率為16.5%，到2024年底，將占所有ICT投資的55%。

　　我們知道，所有行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，所帶來的應(yīng)用創(chuàng)新都源自數(shù)據(jù)中心。這意味著，作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)“底座”的數(shù)據(jù)中心將會獲得長期持續(xù)的增長機(jī)會。

　　數(shù)據(jù)中心本身是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括了計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等IT設(shè)備，以及保障這些設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心能源基礎(chǔ)設(shè)施，作為數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展的“確定性”因素，數(shù)據(jù)中心能源的發(fā)展趨勢，一定程度上也決定數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展的高度。

　　3月23日，華為數(shù)據(jù)中心能源領(lǐng)域總裁費(fèi)珍福發(fā)布了數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢，包括低碳化、可持續(xù)發(fā)展、快速部署、高密化、彈性擴(kuò)容、預(yù)制化、儲備一體、分布式制冷、智能營維、安全可信。我們從這些“確定性”趨勢的背后，能夠讀出數(shù)據(jù)中心能源怎樣的未來之路?

　　綠色可持續(xù)發(fā)展之路

　　數(shù)據(jù)中心對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的推動作用固然可觀，但其建設(shè)和發(fā)展本身，也意味著巨大的能耗挑戰(zhàn)。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)計：目前數(shù)據(jù)中心用電占全球總電量的2%-3%，是典型能耗的大戶，而到2025年，全球數(shù)據(jù)中心將使用全球20%的電量，這意味數(shù)據(jù)中心要走向長期可持續(xù)發(fā)展，就必須要走向低碳節(jié)能和綠色化。

　　費(fèi)珍福也認(rèn)為，低碳化是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)最確定的一個趨勢。而要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施低碳，則應(yīng)該從“源頭、使用和回收”三個方面發(fā)力。

　　所謂源頭，是指通過綠色能源作為數(shù)據(jù)中心供電的源頭，數(shù)據(jù)中心綠電使用率會快速提高，預(yù)計到2027年將超過50%;使用則是數(shù)據(jù)中心高效節(jié)能的一個重要標(biāo)尺，如PUE就是衡量用能效率的關(guān)鍵指標(biāo)。按照工信部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021—2023年)》，我國已明確限定新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE要降低到1.3以下;能源回收，指的是余熱回收再利用，未來大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模將越來越大(萬柜級)，其產(chǎn)生的余熱將非?？捎^，若能加以利用，配合市政供熱管道，可用于建筑供暖。

　　其實(shí)，與低碳化趨勢相輔相成的就是可持續(xù)發(fā)展。尤其是業(yè)界普遍存在的唯PUE論，應(yīng)該走向包含CUE、PUE、WUE、GUE等多維的評價體系。

　　的確，綠色數(shù)據(jù)中心，是在土地，電力，資金，環(huán)境和算力能力等多種資源要素約束下，最大化的利用各項(xiàng)資源，平衡技術(shù)和各項(xiàng)指標(biāo)的最優(yōu)解，是多種技術(shù)與方案協(xié)同后的結(jié)果，這些綜合指標(biāo)，并非一個PUE能夠代表。

　　同時，數(shù)據(jù)中心作為建筑，其全生命周期過程中的污染物排放及噪音污染等對周邊的環(huán)境影響都存在影響，環(huán)保排放也將成為未來新建數(shù)據(jù)中心的重點(diǎn)監(jiān)測要求。

　　除了數(shù)據(jù)中心的用電、運(yùn)營期之外，其實(shí)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)期也存在很多建設(shè)周期長和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范的問題，這也限制了數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展，因此“預(yù)制化”的趨勢，本質(zhì)上也屬于可持續(xù)發(fā)展的范疇。

　　一方面是產(chǎn)品預(yù)制化，包括供電系統(tǒng)預(yù)制化與溫控系統(tǒng)預(yù)制化，客戶可以像選購產(chǎn)品一樣選購供電和溫控系統(tǒng);另一方面，數(shù)據(jù)中心整體走向預(yù)制化，以華為云東莞數(shù)據(jù)中心為例，全部采用預(yù)制模塊化方案交付，根據(jù)規(guī)模不同，基本在6-9個月內(nèi)完成交付，匹配云服務(wù)快速上線需求。這種預(yù)制化的搭建，將是未來很多大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的模板。

　　快速部署和高密化的高效之路

　　眾所周知，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心作為基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)周期長，部署效率低，但隨著數(shù)字化業(yè)務(wù)的驅(qū)動，對數(shù)據(jù)中心的快速交付能力提出了進(jìn)一步的要求。

　　尤其在AI、HPC的發(fā)展趨勢下，全球算力需求快速增長，未來5年復(fù)合增速超過50%。這部分的算力需求特征與傳統(tǒng)完全不同，它會在短時間爆發(fā)式增長，要求數(shù)據(jù)中心更快部署。

　　“我們判斷，未來5年，在全球算力高速增長的驅(qū)動下，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)速度將從當(dāng)前平均9~12個月@1000柜，縮短到6個月，甚至更短。”費(fèi)珍福說。

　　快速部署代表著一種數(shù)據(jù)中心的高效，而設(shè)備級的高效則指向了“高密化”趨勢。我們其實(shí)看到新的CPU和GPU功耗都在大幅上漲，華為預(yù)測，一個典型的數(shù)據(jù)中心，其單機(jī)柜功率將從當(dāng)前的6-8kW/柜提升到12-15kW/柜@2027。這意味著數(shù)據(jù)中心會從低功率密度走向高功率密度，那么高密化就是一個必然的趨勢。

　　與此同時，快速部署和高密化會讓數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的IT基礎(chǔ)設(shè)施迭代變得更快，那么隨著IT設(shè)備功率持續(xù)上升，現(xiàn)有的設(shè)備就無法匹配未來的業(yè)務(wù)需求。因此，這就演變出了“彈性擴(kuò)容”的趨勢。

　　因此，未來的數(shù)據(jù)中心一定是具備彈性升級能力，1代基礎(chǔ)設(shè)施能夠匹配未來2到3代IT功率的演進(jìn)。同時，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計將是實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)容、按需部署的重要手段。

　　這幾個技術(shù)趨勢背后，一方面是由于業(yè)務(wù)的驅(qū)動，另一方面則是一種“確定性”的驅(qū)使，比如沒有快速部署的能力就會對業(yè)務(wù)快速擴(kuò)張產(chǎn)生不確定性，而沒有彈性擴(kuò)容的能力，也會對未來數(shù)據(jù)中心增加成本上不確定性的影響。所以，每一項(xiàng)技術(shù)趨勢的判斷或者說出現(xiàn)，不僅與業(yè)務(wù)緊密相關(guān)，也同業(yè)務(wù)的持續(xù)性和確定性相關(guān)。

　　穩(wěn)定可靠的安全之路

　　數(shù)據(jù)中心能源，最初的邏輯就是一種“保證”，是數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行的保障?？煽亢桶踩?，一直是數(shù)據(jù)中心能源發(fā)展的根本動力。

　　數(shù)據(jù)中心也是一個長期與電打交道的行業(yè)，電力供應(yīng)的穩(wěn)定與否和數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性息息相關(guān)。但隨著電網(wǎng)中可再生能源的占比快速增加，其本身的間歇性、隨機(jī)性等固有特性對電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。

　　這就代表著“儲備一體化”會成為一個技術(shù)趨勢，在備電的基礎(chǔ)上，疊加儲能，既能解決電網(wǎng)穩(wěn)定性問題，又能通過獲取相應(yīng)收益;同時，通過儲能削峰，可提升出電率，以此部署更多IT機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)更高的收益。費(fèi)珍福算了一筆賬：以北京1500柜，8kW/柜為例，其峰谷價差0.77元/kWh，以備電2小時，2充2放/天計算，年峰谷套利高達(dá)1390萬元;通過儲能削峰可提升出電率5%，多部署機(jī)柜110個，年收益可達(dá)380萬元/年。

　　另一個影響數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定性的因素來自于制冷系統(tǒng)，傳統(tǒng)的集中式制冷方案復(fù)雜，包含冷水機(jī)組?冷卻塔?蓄冷罐?溫控末端?冷卻水泵?板式換熱器?管理系統(tǒng)等7大主設(shè)備、故障域大，特別不利于數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　由此，“分布式制冷”應(yīng)該成為主流方向，其針對單個Datahall配置冷源，并按需設(shè)置冗余，單臺設(shè)備故障機(jī)房可正常運(yùn)行，更不會對其它機(jī)房造成任何影響，從架構(gòu)設(shè)計上大幅提升了數(shù)據(jù)中心的可靠性。

　　另外，隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模逐漸變大，管理復(fù)雜性提升，人為的運(yùn)維管理也勢必會降低數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性。因此，“智能營維”的趨勢基本可以確定。這不僅可以通過，智能運(yùn)營實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)價值最大化，還有可以智能運(yùn)維實(shí)現(xiàn)OPEX最優(yōu)化，可謂是一舉兩得。

　　最后則是數(shù)據(jù)中心整體的安全可信，費(fèi)珍福認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心的安全可信應(yīng)該同時具備可靠、可用、安全、韌性、安全、隱私六個方面的能力。這就要在硬件層面，結(jié)合預(yù)測性AI，從被動安全走向主動安全;同時在軟件層面，構(gòu)建從系統(tǒng)接入到結(jié)果審計的分層級防御能力。

　　對行業(yè)發(fā)展趨勢的判斷，往往來自于技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，自身業(yè)務(wù)的理解，和對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的洞察，華為數(shù)字能源每年發(fā)布的十大趨勢，無疑正是建立在這些因素之上，通過這些趨勢背后的“確定性”，我們也看到了數(shù)字中心能源的未來之路。（科技正能量）