“雙11”奮力拼湊“滿200減30”的你,是否考慮過&&的算力如何保障?《王者榮耀》中拿下“五殺”高光時刻的你,是否考慮到毫無延遲的體驗應用了哪些技術?深夜看抖音秒殺“好物”絲滑無阻的你,是否知道這樣的體驗由哪些數據中心支持?事實上,隨着雲計算技術的深入人心,數據中心和“東數西算”的概念正離普通人越來越近。
在國家發展和改革委員會(下稱:發改委)近期針對基礎設施建設情況舉行的新聞發布會上,發改委高技術司副司長張志華介紹稱,自今年2月“東數西算”工程實施以來,已初見成效:一方面,8個國家算力樞紐節點建設方案均進入深化實施階段;另一方面,多種政策工具重點發力支持建設國家算力樞紐和數據中心集群。
從南水北調到西電東輸,“東數西算”這個蘊含地理標籤的“新詞”,同樣承載着時代變革,成為體現國家意志的重要戰略工程。數據顯示,“東數西算”工程每年投資體量達上千億元,對有關産業拉動作用則會達到1:8。從經濟高質量發展的角度來看,有利於穩增長和産業振興提升。
那麼,不管是國家政策層面通過“東數西算”進行的戰略性節能減碳,還是以阿里、騰訊、華為、字節為主的大廠在數據中心建設時的風冷、水冷等節能技術的應用,在數據中心——這一新一代基礎設施領域的節能減碳,都十分值得關注。更加值得注意的是,新一代“數據中心”是從誕生起的一刻就有“雙碳”政策相伴相生的,可謂“打地基與蓋大樓”同步進行的典範。
“冷卻”火熱的雙十一服務器
臨近“雙11”,消費越來越火熱,服務器就要變得越來越“冷(指服務器降溫)”。為了讓數據中心這一火熱的耗能大戶“退燒”,同時還能從容應對高併發、高負荷的業務需求,電商&&們正在通過技術架構與産品創新、綠色能源發電、高性能服務器、液冷及熱回收技術等,實現低碳綠色目標。
目前,在京東華東、華北數據中心,運用能源回收及大規模分佈式光伏發電系統,構建清潔低碳安全高效的能源體系。同時,大規模應用冷板式液冷及熱回收技術,使用高溫水系統冷卻CPU(中央處理器),數據中心實現碳排放總量減排超10%。
京東集團副總裁曾晨對新京報貝殼財經記者&&,京東在技術領域也布局推進碳中和目標,將通過5G、區塊鏈、人工智能等技術,對一些能源結構、作業效能、資源循環利用進行優化設計,並形成一定的解決方案。
他還稱,京東會從小批量的分佈式光伏開始探索自建綠色能源,未來則會自建或者參與集中式清潔能源建設,實現“源網荷儲一體化”。目前,京東已在全國範圍內完成了數據中心布局。在“東數西算”京津冀、長三角、成渝等國家算力樞紐節點均擁有數據中心,正在加速全網算力資源的一體化布局,為更多企業數字化轉型提供雲計算服務。
阿里巴巴集團副總裁、阿里巴巴集團可持續發展管理委員會主席陳龍也對新京報貝殼財經記者解釋稱,數字化和綠色化是一對孿生子。數字化是降低資源重復利用最重要的資源,全球有很多專家做過計算,從傳統IT轉到雲計算,能耗能降低86%,雲計算特別能幫助降低能耗,這是一種去中心化的資源調配方式。
阿里巴巴集團CTO程立認為,電商&&要立足自身業務,充分抓住經濟社會環境重大變革的機遇,既盡快實現企業自身的碳達峰、碳中和,也為培育中國未來低碳發展的新競爭優勢作出應有的貢獻。
在“雙碳”戰略指導下,數據中心綠色發展也成為算力設施建設的重要發展方向。
在碳中和新命題下,阿里、京東相繼披露綠色進展。其中,阿里對外宣稱,已建成全國最大的數據中心集群基地,即位於張北縣的張北數據中心,除了張北,阿里還陸續在其他幾個樞紐節點城市建立了數據中心。
去年9月,阿里巴巴交易了1億千瓦時綠色電力,是互聯網行業最大的綠色電力交易主體。同年,雙11期間,張北數據中心通過使用可再生能源,減少了超過2.6萬噸二氧化碳排放。
京東也披露了京東雲在綠色數據中心方面的相關進展,京東雲打造的新一代綠色數據中心,借助液冷等技術已實現全年運行PUE(能源利用效率,指數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值)小於1.1,憑藉一體虛擬化架構,實現服務器性能提升30%,大規模應用了冷板式液冷及熱回收技術,實現碳排放總量減排10%。以京東雲華北(廊坊)數據中心為例,這套系統每年可為京東雲華北(廊坊)數據中心節省採暖費用100萬元以上,減少碳排放超2000噸。
IDC數據顯示,2020年,使用雲計算減少的二氧化碳總量,相當於減少了近2600萬輛燃油汽車上路。在企業數字化轉型的進程中,“綠色低碳”已經成為繞不開的關鍵詞。如何構建高效、清潔、集約、循環的綠色低碳發展道路,已經成為企業數字化轉型的必選項。
2021年年初,商務部辦公廳發布關於推動電子商務企業綠色發展工作的通知(下稱“通知”),通知提到,引導電商企業積極應用節能環保先進技術和設備,做好辦公經營場所、網絡機房、倉儲和物流配送的綠色建設和改造,建立健全綠色運營體系。
碳議題已經引發全球互聯網科技公司高度關注,程立對新京報貝殼財經記者&&,“無論面向全球競爭,還是符合國內可持續發展的要求,我們都需要保持緊迫感。當然也要看到,壓力之下蘊藏機會”。
社交娛樂數據中心的“小鎮緣”
手機一端的用戶可能無法想象,他們刷短視頻、玩游戲、打視頻電話的數據可能都來自江蘇省中西部的騰訊雲儀征東升數據中心。與南京市骨幹網節點60公里的距離,“西氣東輸”帶來的江門站,成為儀徵市大數據事業的起點。
在騰訊雲儀征東升數據中心,觸目所及的都是空調風口,以及看上去平凡不過的白色鋁板,鋁板另一邊,有像書架一樣排列的服務器機房。“我們把服務器散熱口都安裝在同一面,然後用隔板把散熱面單獨隔離出來,這樣服務器車間裏的冷風就能單向流動,這樣的做法給空調減少了製冷壓力。”騰訊雲數據中心相關負責人告訴貝殼財經。
騰訊雲儀征東升數據中心在設計時還應用了最新一代T-block(騰訊積木)技術,用標準化、模塊化的概念,提升交付的質量與效率,還利用了高壓直流、間接冷蒸發、AI調優等技術,把全年的平均PUE控制在非常低的水平。
今年2月,騰訊雲儀征東升數據中心分佈式光伏項目也全容量並網發電了。據上述騰訊雲數據中心相關負責人介紹,數據中心綠電直供從而大大降低了碳排放,上述分佈式光伏項目總裝機容量達12.92兆瓦,並網後該項目平均年發電量將超過1200萬度,每年可節約標煤約3800噸,對應減少約1萬噸二氧化碳排放量。
為了進一步提高騰訊雲數據中心可再生能源電力消納比重,騰訊雲數據中心集中簽訂了約5億千瓦時可再生能源(非水)電力交易合同(此部分電量相當於6.15萬噸標煤),這其中也包含了騰訊雲儀征東升數據中心。“對於少量供應鏈難以減排的部分,主要是設備採購以及建築材料,我們將通過開發和購買碳匯的方式進行抵消,已經逐步開展對林業碳匯、海洋碳匯、有機農業、土壤碳匯的探索。”騰訊雲數據中心相關負責人説。
基於以上多層次的節能和降碳手段,騰訊雲儀征東升數據中心在今年3月入選了工信部、國家發改委等六部門確定的“2021年度國家綠色數據中心”。業內專家認為,騰訊雲儀征東升雲計算數據中心的入選,將提高江蘇儀徵大數據産業園高效、低碳、集約、循環的綠色發展影響力,推動江蘇及長三角地區整體産業數字化升級和揚州新基建提速。在騰訊雲儀征東升數據中心的帶動下,目前,儀徵大數據産業園已經集聚了中國移動長三角(揚州)數據中心、中國電信(江北)數據中心、中星北斗衛星遙感産業園等一批龍頭項目。
無獨有偶,距離北京直線距離94公里的河北省懷來縣也成了數據中心的聚集地。其中最出名的要數“官廳湖新媒體大數據産業基地”,這是一座深度定制化的大數據應用數據中心,它為火山引擎、抖音、西瓜視頻等業務提供計算和數據存儲及數據支撐&&。
據懷來大數據管理局相關負責人介紹:“懷來年均氣溫只有6.5℃,是天然的散熱場。加上空氣優質,利用新風散熱有助於降低數據中心的PUE值,有效降低數據中心的運營成本。現在運用的高效應用自然冷卻技術,是官廳湖新媒體産業基地的一大特點。後者也是首個規模使用間接新風製冷技術的數據中心産業基地。”
“官廳湖新媒體大數據産業基地”目前已經通過了中國信息通信研究院算力和算效等級測試,評估結果為智算算力四級CP-H4,智算算效五級CE-H5;該數據中心還通過了數據中心服務能力等級評估,獲得運行類最高等級5A認證。
阿里、騰訊、京東、中國電信等各大企業也紛紛落子張家口。阿里雲張北數據中心已於2016年9月投産,大力採用風電、光伏等綠色能源,部署國內雲計算數據中心規模最大的浸沒式液冷集群;騰訊雲在懷來縣部署了瑞北雲數據中心和東園雲數據中心,規劃容納服務器都超過30萬台,目前均已部分投産;秦淮數據自2017年入駐張家口,便分階段快速布局與京津冀發展相契合的新一代超大規模算力基礎設施集群。
今年2月,國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局聯合印發文件,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區等八個地區啟動建設國家算力樞紐節點,並規劃了張家口集群等10個國家數據中心集群。這標誌着全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計,“東數西算”工程正式全面啟動。
而上述儀徵市、懷來市均是“東數西算”下的城市縮影。中國工程院院士鄔賀銓曾形象地將經濟帶和周圍中小城市的發展比喻為“無縫融合”。他&&:“建議張家口等城市圍繞數據中心機房的配套設施,發展邊緣計算中心及微服務軟體的開發、數據清洗、標注預處理服務等,儘早布局,打造信息産業高地,更大地提升張家口懷來大數據産業基地的效益。”
火山引擎相關負責人則對貝殼財經&&,“東數西算”政策發布之後,火山引擎第一時間進行研討,並將實現數據中心和算力的東西部均衡發展、助力於雙碳目標的實現、帶動西部經濟及相關産業發展、保證行業數據安全等四個目標融入到火山引擎建設規劃裏面,作為火山引擎機房選址、業務發展的一個核心指導。“火山引擎剛推出兩年,處於成長期,我們也將持續論證和探索不同業務使用不同網絡架構的可行性,以適配國家‘東數西算’戰略對西部數據中心業務和經濟發展的規劃。”該負責人説。
上述騰訊數據中心相關負責人告訴貝殼財經記者,未來騰訊雲數據中心將積極踐行節能減碳、綠色可持續發展的理念,在綠色電力交易、綠色技術創新、廣泛綠色貢獻等方面持續發力,緊跟國家“東數西算”和“雙碳”戰略,打造領先的綠色數據中心算力基礎設施。
“黑科技”為影視渲染提速
影視行業中,後期渲染是一個公認的難題。大量的特效需要極大的算力長期渲染,動輒數月乃至以年計的渲染周期,有時甚至可能讓電影既定的上映時間延期。
而在華為雲的烏蘭察布數據中心,這些困擾影視行業的難題已經成為過去式。“萬核渲一圖”的澎湃算力,讓一部90分鐘的3D電影的渲染時間,從六個月縮短到了兩周,對影視行業的製作流程和周期産生了根本性的變革。
而在視頻直播領域,烏蘭察布數據中心也可以通過資源池規模上的優勢,能夠在不影響用戶體驗的情況下,通過華為雲的算法和調度能力,優化轉碼時延,把視頻直播轉碼的資源請求調度到烏蘭察布站點,獲得海量的視頻轉碼計算資源。
當前,華為雲在中國布局了五大數據中心。烏蘭察布和貴安兩大數據中心“南貴北烏”策略落地的標杆,是華為雲推動中國産業數字化轉型升級的算力底座。同時,華為雲還在京津冀、長三角、粵港澳地區布局了三大核心數據中心。
貴安的華為雲數據中心,是華為雲業務的重要承載節點,承載了華為雲和華為流程IT、消費者雲等業務。該數據中心將綠色和智能技術融入整體設計中,能效比PUE(能源利用效率)僅1.12,滿負荷運行的情況下,預計每年可節省電力10.1億度,減少碳排放81萬噸。而華為雲已為超過800家貴州企業數字化轉型提供服務,全省62家省直部門1438個數據資源都已上雲。
華為雲數據中心的低能耗,得益於液冷技術等多種“黑科技”的充分使用。如烏蘭察布數據中心採用多項節能降耗技術,年平均PUE不超過1.2,優於工信部《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》的要求。它也是全球首個批量部署FusionPOD液冷服務器的雲數據中心。同時,該數據中心結合間接蒸發冷卻技術,充分利用自然冷源;通過熱回收熱泵機組,實現將回收熱量用於冬季數據中心回風升溫及園區辦公供暖。用半導體技術減少銅的使用,使得供電全鏈路效率從93%優化至95.5%;結合AI能效調優技術,可隨業務功率變化實時調整製冷功率,進一步提升5%至8%效率。此外,烏蘭察布數據中心還首創無人機主動巡檢技術,全數字化AI(人工智能)智能運維,無人機主動巡檢,實時在線快速排障。
華為方面&&,該中心將持續通過綠色低碳的底座,與華為雲京廊區域的算力緊密協同,重點承載華北區域的算力需求,如渲染、超算、離線大數據、溫冷存儲、視頻直播轉碼等場景,支撐國家“東數西算”和一體化大數據中心戰略。
大廠的綠色數據中心新解
“‘東數西算’戰略的本質是要解決算力和存力資源不均衡的問題,數據中心高效的核心就是算力和數據的協同調度。”日前,華為數據存儲産品線副總裁龐鑫在接受新京報貝殼財經記者採訪時指出,在“東數西算”戰略下,存儲、算力、網絡三者要協同發展,數據存力是算力價值的前提和基礎,只有數據存得好、算得快、傳得穩,整個算力基礎設施才能夠發揮數據要素的價值。數據中心數據量現在正大幅增加,預測到2030年,大概每年增量是1個YB(一億億億字節,堯字節),數據節能變得尤為重要。
上述火山引擎相關負責人則指出了我國在算力上的缺口,“相對新基建涉及的大數據中心、人工智能、工業互聯網需求,國內算力水平仍處於初級階段,存在比較大的缺口,預計未來5年至10年的算力需求還會高速增長。”該負責人&&。他也判斷未來的發展方向是將産品、算力和數據治理經驗相結合,為企業提升效率、轉型升級並將能力&&化提供助力。
先進的數據中心是國家數字經濟高速發展的基礎,也是國家近年來發展的重心。根據最新國家數據顯示,2020年國內數據中心年耗電量為2045億千瓦時,約等於3.5個三峽的年發電量。數據中心節能減排成為國家邁向碳中和之路上不可忽視的問題。
權威機構研究顯示,在數據中心耗電中,存儲耗電是不可忽視的部分,佔比達到15%至20%;而隨着數據量的增大(IDC研究表明2025年中國數據量將達到48.6 ZB,成為全球第一大數據圈),硬盤數量將以指數級增加,屆時存儲耗電量將成為一個更嚴重的問題。
華為方面專家指出,在網絡和計算遲遲未有顯著進展的情況下,華為近年來一直致力於研發低碳節能的先進存儲技術,不斷推出搭載低碳科技的先進存儲産品,並從存儲出發推動數據中心上下游綠色節能技術發展,推動低碳存儲技術在行業廣泛應用。如華為的“全閃存數據中心”解決方案,以介質閃存化為核心,推廣數據縮減算法和融合架構的使用,使單TB介質容量能耗降低87%,單TB存儲設備能耗節省60%以上,並節省了30%以上的存儲佔地面積。這些技術已全部或部分在國內超過5000家客戶的數據中心推廣使用。除了存儲介質,華為在算法技術,尤其是數據縮減算法上也進行了長期的研究。
上述火山引擎相關負責人則&&,未來將按照“節能提效優先、能源轉型為主、技術創新引領”的總體思想推進節能減排工作。“我們會與數據中心供應商攜手,因地制宜採用‘自然冷卻’、‘浸沒式液冷’和‘冷板式液冷’等新型冷卻技術降低機房製冷能耗;通過綠電交易、綠證購買、可再生能源和儲能建設等方式逐步提高數據中心的綠色能源佔比;積極探索‘源網荷儲’和全天候綠色能源在大型數據中心園區應用的技術和商業模式。”該負責人&&。
騰訊雲相關負責人&&,未來其將遵循“減排和綠色電力優先,抵消為輔”的原則,推進自身運營和供應鏈碳中和的實現。首先,騰訊雲將通過降低單位産值用能的方式控制和減少排放,從而在資源效率上得到顯著提高;其次,將大幅提高可再生能源的比例,尤其是在用電領域,積極參與綠色電力交易,探索新能源項目投資開發,這將使得騰訊雲的用能需求和實際碳排放可以解耦脫鉤;最後,根據實際需要,輔助使用碳抵消方式,最終實現整體碳中和。
浙江大學國際聯合商學院數字經濟與金融創新研究中心聯席主任、研究員盤和林告訴貝殼財經記者,對於科技企業來説,長期的綠色發展,是科技業效能提升的表現,可以在吸引用戶、維護品牌的同時,還可以通過綠色發展獲取更多收益,實現多贏。應加快雙碳政策在互聯網電商&&的物流和數據中心運行方面落地,減少能源消耗。(記者 許諾 白金蕾 程子姣)