“碳中和”青云在行动 | 智慧数据中心建设迫在眉睫

Posted 2022-11-26 u013424982

*" 国家从战略层面提出了“碳中和”目标，既展现了中国对于气候变化议题的责任担当，也对社会各界提出了新的要求。"*

在新基建的背景下，数据中心作为推动数字经济发展的算力基础设施和重要支撑，其数量与日俱增，建设体量与建设规模不断扩大。据国网能源研究院预测，作为用电大户的数据中心，到 2030 年用电量将突破 4000 亿千瓦时，占全社会用电量的比重持续增长，将升至 3.7%。因此数据中心行业积极响应并规划“碳中和”目标与行动，对我国 2060 年碳中和目标的达成意义重大。

数据中心行业目前 70% 左右的电力供应仍来自煤电。为了顺应国家“碳中和”目标要求，我们可以看到很多科技巨头表示，部分数据中心将采用光伏、风能等绿色能源，提升使用可再生能源的比例。但使用绿色能源就是实现“碳中和”的全部路径了吗？

能源供应要“绿色”，使用更要“高效

众多数据中心普遍存在的问题是能源使用效率不高，很多能源并非消耗在计算相关的领域，无论是否使用绿色能源，这些不必要的能源消耗是一定的。如果没有从能源需求和使用源头上进行优化，加之目前绿色能源的总供应量少、稳定性差等问题，那么数据中心的的“碳中和”之路就无处说起。

自 2012 年起，政府连续多年颁布的信息通信技术相关政策法规中，都对数据中心开展绿色节能工作提出要求，多地政府严格控制新建、扩建数据中心。至 2020 年底，由国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局等四部委联合发布的《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》文件中，明确提出“充分整合利用现有资源，以市场需求为导向，有序发展规模适中、集约绿色的数据中心，服务本地区算力资源需求。对于效益差、能耗高的小散数据中心，要加快改造升级，提升效能。”这些无疑都显示了政府改变数据中心行业现状的决心。

随着数据中心成为产业数字化转型的基石，越来越多企业自建数据中心，传统数据中心的运营管理存在诸多挑战与困难，数据中心的运营管理漏洞带来的能源消耗问题变得越发突出。

数据中心的海量资产，如果依靠人工采集录入资产管理软件来进行管理，往往工作效率低下、出错率较高，难以适应快速增长的业务需求，长时间就会导致资产数据信息逐渐失真，导致资产数据不可用，宝贵的机房空间及 IT 设备便无法高效利用。

传统数据中心运维对强弱电、制冷、IT、CT 等专业人员依赖性特别高，而单纯堆人力的“汗水运维”已经很难满足现如今的发展趋势，设备老化、故障等问题难以被快速发现并及时响应，也使能源消耗在无形之中。

过去数据中心依赖楼宇自控系统（Building Automation System，简称 BA 系统），以降低能源效率指标 PUE，而数据中心的耗能设备种类繁多（如 IT 设备、制冷设备、供配电系统、照明设备、安防设备、灭火、防水等），且其专业性极强。基于 BA 系统的 PUE 优化，通常需要依赖于过去的运维经验，判断在不同环境温度和不同负载率下，如何调节运行参数，以尽可能地实现制冷系统能效的最大化。但依靠实践摸索出来的经验，难以精准把控，某个环节出现问题都会导致能源的损耗。

由此我们可以看出，数据中心的能源损耗无处不在，传统落后的管理方式带来了巨大的能源浪费。如果没有高效的智慧化运营，即使部署再多节能系统，也未必能达到理想的节能效果。因此数据中心逐步提升可再生能源使用的同时，也要注重整体能效优化，以解决高能耗、低能效问题。

过去，数据中心对整体能耗的优化管理，主要用来降低数据中心运营成本，而在“碳中和”的趋势下，数据中心的能耗优化管理，已经不再只是经济效益的提升，而成为关乎企业社会责任的关键指标。

数字化智慧升级实现低能耗、高效能

数据中心能耗管理的本质是一项多专业综合的系统工程，简单地堆叠“低能耗”产品难以实现真正的节能。唯有借助数字化技术，利用一整套贯穿数据中心的规划、设计、建设、运维全生命周期的智慧化管理方法来支撑，才能真正实现数据中心绿色高效节能的目标。

青云QingCloud 基于这一理念设计智慧数据中心解决方案，并正在国家超级计算济南中心全新建设的数据中心落地实施，打造全数字化的数据中心智能管理平台。依托 IoT 物联网平台，超算数据中心可以对海量设备进行数字化管理，实现基于物联大数据的全景数据中心监控，围绕 IDC 设施管理、能耗与动环管理、智慧运维、智慧运营四大板块，建设“统一管理、智能联动、流程规范”的开放能力平台，实现数据中心的智慧化赋能，从硬件和软件、技术和管理多个层面促进数据中心能效提升。

智慧数据中心解决方案通过标准化 IoT 资产建模流程结合服务流程，对资产全生命周期进行管理，以三维场景展现机房和机柜整体使用情况，对于已用空间和可用空间进行精确统计和展现，帮助数据中心更加有效管理机房的容量资源，让各类资源的能源负荷更加均衡。

智慧数据中心解决方案，基于物联网标准规范接入超算数据中心的各孤立平台，实现对 IDC 基础设施的统一监控及智能联动，通过自定义编排形成诸如参观路线智慧通行、区域感知智慧照明、空闲区域智能制冷等智慧化场景，以提升数据中心能源使用效率。

数据中心的运行环境及状态时刻都在发生变化，同时每个设备都是有一定寿命限制，智能运维功能板块通过 IoT 平台实时采集设备运行数据，基于运维作业平台实现自动化运维管理、智能化 AI 巡检，在 AI 算法的加持下，减少人工巡检内容的同时，数据中心运营方能够将“被动检查”转化为“主动识别”，确保数据中心内各类系统均以最优状态运行，减少不必要的能耗，延长寿命，提高可靠性。

一直以来，更低的 PUE 值是数据中心运营商致力追求的目标。如今数据中心上承载的各类 IT 资源均实现了软件定义，但控制数据中心本身能耗的核心反而要依赖于固化的 BA 系统和硬件设备。

而青云QingCloud 智能数据中心解决方案在设计上进行了软硬解耦，拒绝被硬件设备“绑架”。针对 IoT 平台对数据中心运行产生的大量数据，智慧数据中心做到了实时采集、汇总并分析，实时监测数据中心 PUE 随环境变化及其他因素而波动，并基于 AI 算法计算 PUE 的准确表达函数因子，推算最优的控制因子组合，优化群控系统的参数，从而达到降低能耗、提升运行效率的目的。

青云QingCloud 智慧数据中心解决方案像是一个“IDC App Store”，AI 算法可以持续优化升级，所有的智慧功能均通过软件定义实现，通过开放的 API，可以不断开发新的增值业务功能场景，实现了功能场景模块“可插拔”的功能。

数字时代对于计算力的需求依然在不断高涨，青云QingCloud 认为数据中心数字化转型与智慧化升级，已经成为行业发展的重要目标。基于数字化转型，通过智慧能效管理方式，实现对“风火水电”的高效监控，依托技术革新降低能源消耗和利用效率的提升，只有在数据中心能源消耗的源头上进行优化，才能为数据中心“碳中和”目标的实现铺平道路。

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