数据中心的可持续性发展趋势

　　转自香港IDC新天域互联
　　尽管越来越多数据中心在过去十年中对可持续发展愈发重视，但由于数据需求正呈指数级增长，数据中心依旧是世界上最大的电力消耗者之一。
　　根据欧盟JRC，包括数据中心在内的信息和通信技术(ICT)部门产生的二氧化碳排放量占全球排放量的2%。根据曼迪匹艾(MDPI)期刊，如果不采取进一步措施，预计到2030年其二氧化碳排放比例将上升到8%。
　　对于数据中心来说，用于设备运营和设施冷却的电力占据数据中心总能耗的约86%，其中仅冷却就占40%。
　　据香港IDC新天域互联了解，在来自监管机构、投资者和消费者等多方压力下，数据中心行业已采取行动研究并采用可持续性的运营模式，试图限制其对气候变化的影响。很多以谷歌、微软和亚马逊等大规模企业为首的数据中心公司也纷纷做出到2025年使用可再生或无碳能源运营数据中心的承诺，并计划到2030年实现气候中和。
　　根据Global Market Insights最新研究，到2030年，绿色数据中心市场的估值预计将超过1750亿美元（约1.2万亿人民币）。
　　能源效率指标(PUE)
　　数据中心通过能源效率指标(PUE)来体现数据中心总能源消耗与IT负载消耗的能源比值，如果PUE的值越接近1则代表能源使用效率越高，而目前数据中心行业的PUE平均值为1.55。
　　为了将数据中心PUE靠近1，向可持续数据中心靠拢，无论是建造新数据中心亦或是将旧建筑改造数据中心，各地近年来对数据中心可能会有PUE要求，从节能、利用可再生能源的角度上来设计数据中心。例如，新加坡就因此从2019年实施数据中心禁令，直到今年7月才开始开放绿色数据中心试点项目，新建数据中心需满足可持续发展规定，将PUE控制在1.3以下。
　　数据中心可持续性发展趋势
　　1. 寻找柴油燃料的可替代品
　　数据中心需要配备备用柴油发电机，以应对停电等突发状况。如今，许多数据中心运营商正在尝试减少对柴油的依赖，寻找更环保的替代品。
　　如今很多数据中心正在探索以氢为动力的燃料电池作为备用发电机的替代方案。虽然目前的技术还无法保证氢燃料电池的可靠性是否能够完全替代柴油发电机，但由于氢燃料电池可产生零排放，且它作为燃料的唯一副产物为水，因此仍旧值得继续该技术的研发。目前有多达37%的数据中心经理正在考虑在来年实施这项技术。
　　今年9月，Equinix与新加坡国立大学(NUS)设计与工程学院的能源研究与技术中心(CERT)合作，为当地数据中心测试氢燃料电池电源。12月，荷兰数据中心公司NorthC开发荷兰埃因霍温(Eindhoven)数据中心，该设施将利用天然气或氢气作为传统柴油发电的替代。
　　2. 可再生能源
　　使用可再生能源不仅有利于数据中心的可持续发展，也可帮助数据中心克服能源危机带来的挑战，而太阳能和风能在数据中心更常被采用。
　　一些超大规模企业也纷纷开始采购可再生能源为其数据中心供电。今年9月，Digital Realty与西班牙可再生能源公司签署650GWh以风能为主的可再生能源。11月，谷歌先后在美国德克萨斯州和西班牙签署电力购买协议(PPA)，分别获得942MW和149MW太阳能来为当地数据中心提供电力。同月，微软在加拿大签署协议，每年采购543GWh风电。
　　3. 更高效的气流管理
　　数据中心通过风冷系统来冷却设备，而气流管理则意味着，尽量避免设施内用来为机房降温的冷空气与废热进行接触，从而最大限度提升冷却效率并节约能源。因此，这对于数据中心的设计有着更高要求，使设施可以更好地管理供暖、通风和空调系统，让气流管理成为良性循环。
　　4. 适用于高密度计算的冷却技术
　　随着人工智能、加密计算等需要大量高密度计算的应用越发普及，这意味着数据中心的传统冷却方式或许已不再高效。据全球咨询公司Gartner称，液体冷却比风冷效率高3,000倍。
　　根据marketsandmarkets对数据中心液体冷却市场的预测，该市场近年来增长迅猛，预计未来几年将以更高速度增长，从2022年的21亿美元（约146亿人民币），增长至2027年的64亿美元（约446亿人民币），复合年增长率为24.8%。
　　5. 利用AI节省数据中心能源成本
　　通过智能传感器识别能源浪费并部署软件管理能源消耗，将相比手动监控电力更有效，可以最大限度地降低PUE值。
　　如今已有使用人工智能协助数据中心降低能耗的案例。谷歌在2016年通过其人工智能DeepMind为其数据中心节能40%。
　　6. 余热利用
　　数据中心托管更强大、更密集的计算意味着将排放更多热量，而如何处理这些余热是数据中心需要考虑的难题。以目前数据中心余热利用的案例来说，将废热用于为当地进行区域供暖，或者就近利用热量进行农作物养殖是不错的方向。例如，近日QTS选择将其荷兰格罗宁根数据中心接入当地供暖项目，提供数据中心产生的2.5MW废热。此外，还有日本北海道美呗数据中心，通过服务器产生的热量加热空气和水，以尝试种植蘑菇、日本芥菜菠菜、咖啡豆、鲍鱼和海胆等食品。
　　总的来说，虽然数据中心依旧存在耗电巨大的问题，但我们不难看出近年来各大数据中心运营商在进行多方面尝试，以实现更可持续发展的运营模式，正在为兑现自身气候中和以及碳中和承诺做出努力。