互联网数据中心体系包括,数据中心包括?

党的二十大报告提出,要加快构建新发展格局,着力推动高质量发展,加快建设数字中国。同时,报告还提出,中国式现代化的特色之一就是人与自然和谐共生的现代化,要推动绿色发展与区域协调发展。

为了加快数字中国建设,实现区域协调发展与践行“双碳”, 今年2月17日,“东数西算”工程正式启动。算力被誉为数字经济时代新的生产力,与双碳政策的绿色发展相伴相生。

“双11”奋力拼凑“满200减30”的你,是否考虑过平台的算力如何保障?《王者荣耀》中拿下“五杀”高光时刻的你,是否考虑到毫无延迟的体验应用了哪些技术?深夜看抖音秒杀“好物”丝滑无阻的你,是否知道这样的体验由哪些数据中心支持?事实上,随着云计算技术的深入人心,数据中心和“东数西算”的概念正离普通人越来越近。

在国家发展和改革委员会(下称:发改委)近期针对基础设施建设情况举行的新闻发布会上,发改委高技术司副司长张志华介绍称,自今年2月“东数西算”工程实施以来,已初见成效:一方面,8个国家算力枢纽节点建设方案均进入深化实施阶段;另一方面,多种政策工具重点发力支持建设国家算力枢纽和数据中心集群。

南水北调到西电东输,“东数西算”这个蕴含地理标签的“新词”,同样承载着时代变革,成为体现国家意志的重要战略工程。数据显示,“东数西算”工程每年投资体量达上千亿元,对有关产业拉动作用则会达到1∶8。从经济高质量发展的角度来看,有利于稳增长和产业振兴提升。

那么,不管是国家政策层面通过“东数西算”进行的战略性节能减碳,还是以阿里、腾讯、华为、字节和京东为主的大厂在数据中心建设时的风冷、水冷等节能技术的应用,在数据中心——这一新一代基础设施领域的节能减碳,都十分值得关注。更加值得注意的是,新一代“数据中心”是从诞生起的一刻就有“双碳”政策相伴相生的,可谓“打地基与盖大楼”同步进行的典范。

“冷却”火热的双十一服务器

临近“双11”,消费越来越火热,服务器就要变得越来越“冷(指服务器降温)”。为了让数据中心这一火热的耗能大户“退烧”,同时还能从容应对高并发、高负荷的业务需求,电商平台们正在通过技术架构与产品创新、绿色能源发电、高性能服务器、液冷及热回收技术等,实现低碳绿色目标。

目前,在京东华东、华北数据中心,运用能源回收及大规模分布式光伏发电系统,构建清洁低碳安全高效的能源体系。同时,大规模应用冷板式液冷及热回收技术,使用高温水系统冷却CPU(中央处理器),数据中心实现碳排放总量减排超10%。

京东集团副总裁曾晨对新京报贝壳财经记者表示,京东在技术领域也布局推进碳中和目标,将通过5G、区块链、人工智能等技术,对一些能源结构、作业效能、资源循环利用进行优化设计,并形成一定的解决方案。

他还称,京东会从小批量的分布式光伏开始探索自建绿色能源,未来则会自建或者参与集中式清洁能源建设,实现“源网荷储一体化”。目前,京东已在全国范围内完成了数据中心布局。在“东数西算”京津冀、长三角、成渝等国家算力枢纽节点均拥有数据中心,正在加速全网算力资源的一体化布局,为更多企业数字化转型提供云计算服务。

阿里巴巴集团副总裁、阿里巴巴集团可持续发展管理委员会主席陈龙也对新京报贝壳财经记者解释称,数字化和绿色化是一对孪生子。数字化是降低资源重复利用最重要的资源,全球有很多专家做过计算,从传统IT转到云计算,能耗能降低86%,云计算特别能帮助降低能耗,这是一种去中心化的资源调配方式。

阿里巴巴集团CTO程立认为,电商平台要立足自身业务,充分抓住经济社会环境重大变革的机遇,既尽快实现企业自身的碳达峰、碳中和,也为培育中国未来低碳发展的新竞争优势作出应有的贡献。

在“双碳”战略指导下,数据中心绿色发展也成为算力设施建设的重要发展方向。

在碳中和新命题下,阿里、京东相继披露绿色进展。其中,阿里对外宣称,已建成全国最大的数据中心集群基地,即位于张北县的张北数据中心,除了张北,阿里还陆续在其他几个枢纽节点城市建立了数据中心。

去年9月,阿里巴巴交易了1亿千瓦时绿色电力,是互联网行业最大的绿色电力交易主体。同年,双11期间,张北数据中心通过使用可再生能源,减少了超过2.6万吨二氧化碳排放。

京东也披露了京东云在绿色数据中心方面的相关进展,京东云打造的新一代绿色数据中心,借助液冷等技术已实现全年运行PUE(能源利用效率,指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值)小于1.1,凭借一体虚拟化架构,实现服务器性能提升30%,大规模应用了冷板式液冷及热回收技术,实现碳排放总量减排10%。以京东云华北(廊坊)数据中心为例,这套系统每年可为京东云华北(廊坊)数据中心节省采暖费用100万元以上,减少碳排放超2000吨。

IDC数据显示,2020年,使用云计算减少的二氧化碳总量,相当于减少了近2600万辆燃油汽车上路。在企业数字化转型的进程中,“绿色低碳”已经成为绕不开的关键词。如何构建高效、清洁、集约、循环的绿色低碳发展道路,已经成为企业数字化转型的必选项。

2021年年初,商务部办公厅发布关于推动电子商务企业绿色发展工作的通知(下称“通知”),通知提到,引导电商企业积极应用节能环保先进技术和设备,做好办公经营场所、网络机房、仓储和物流配送的绿色建设和改造,建立健全绿色运营体系。

碳议题已经引发全球互联网科技公司高度关注,程立对新京报贝壳财经记者表示,“无论面向全球竞争,还是符合国内可持续发展的要求,我们都需要保持紧迫感。当然也要看到,压力之下蕴藏机会”。

社交娱乐数据中心的“小镇缘”

手机一端的用户可能无法想象,他们刷短视频、玩游戏、打视频电话的数据可能都来自江苏省中西部的腾讯云仪征东升数据中心。与南京市骨干网节点60公里的距离,“西气东输”带来的江门站,成为仪征市大数据事业的起点。

在腾讯云仪征东升数据中心,触目所及的都是空调风口,以及看上去平凡不过的白色铝板,铝板另一边,有像书架一样排列的服务器机房。“我们把服务器散热口都安装在同一面,然后用隔板把散热面单独隔离出来,这样服务器车间里的冷风就能单向流动,这样的做法给空调减少了制冷压力。”腾讯云数据中心相关负责人告诉贝壳财经。

腾讯云仪征东升数据中心在设计时还应用了最新一代T-block(腾讯积木)技术,用标准化、模块化的概念,提升交付的质量与效率,还利用了高压直流、间接冷蒸发、AI调优等技术,把全年的平均PUE控制在非常低的水平。

今年2月,腾讯云仪征东升数据中心分布式光伏项目也全容量并网发电了。据上述腾讯云数据中心相关负责人介绍,数据中心绿电直供从而大大降低了碳排放,上述分布式光伏项目总装机容量达12.92兆瓦,并网后该项目平均年发电量将超过1200万度,每年可节约标煤约3800吨,对应减少约1万吨二氧化碳排放量

为了进一步提高腾讯云数据中心可再生能源电力消纳比重,腾讯云数据中心集中签订了约5亿千瓦时可再生能源(非水)电力交易合同(此部分电量相当于6.15万吨标煤),这其中也包含了腾讯云仪征东升数据中心。“对于少量供应链难以减排的部分,主要是设备采购以及建筑材料,我们将通过开发和购买碳汇的方式进行抵消,已经逐步开展对林业碳汇、海洋碳汇、有机农业、土壤碳汇的探索。”腾讯云数据中心相关负责人说。

基于以上多层次的节能和降碳手段,腾讯云仪征东升数据中心在今年3月入选了工信部、国家发改委等六部门确定的“2021年度国家绿色数据中心”。业内专家认为,腾讯云仪征东升云计算数据中心的入选,将提高江苏仪征大数据产业园高效、低碳、集约、循环的绿色发展影响力,推动江苏及长三角地区整体产业数字化升级和扬州新基建提速。在腾讯云仪征东升数据中心的带动下,目前,仪征大数据产业园已经集聚了中国移动长三角(扬州)数据中心、中国电信(江北)数据中心、中星北斗卫星遥感产业园等一批龙头项目。

无独有偶,距离北京直线距离94公里的河北省怀来县也成了数据中心的聚集地。其中最出名的要数“官厅湖新媒体大数据产业基地”,这是一座深度定制化的大数据应用数据中心,它为火山引擎、抖音、西瓜视频等业务提供计算和数据存储及数据支撑平台。

据怀来大数据管理局相关负责人介绍:“怀来年均气温只有6.5℃,是天然的散热场。加上空气优质,利用新风散热有助于降低数据中心的PUE值,有效降低数据中心的运营成本。现在运用的高效应用自然冷却技术,是官厅湖新媒体产业基地的一大特点。后者也是首个规模使用间接新风制冷技术的数据中心产业基地。”

“官厅湖新媒体大数据产业基地”目前已经通过了中国信息通信研究院算力和算效等级测试,评估结果为智算算力四级CP-H4,智算算效五级CE-H5;该数据中心还通过了数据中心服务能力等级评估,获得运行类最高等级5A认证。

阿里、腾讯、京东、中国电信等各大企业也纷纷落子张家口。阿里云张北数据中心已于2016年9月投产,大力采用风电、光伏等绿色能源,部署国内云计算数据中心规模最大的浸没式液冷集群;腾讯云怀来县部署了瑞北云数据中心和东园云数据中心,规划容纳服务器都超过30万台,目前均已部分投产;秦淮数据自2017年入驻张家口,便分阶段快速布局与京津冀发展相契合的新一代超大规模算力基础设施集群。

今年2月,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等八个地区启动建设国家算力枢纽节点,并规划了张家口集群等10个国家数据中心集群。这标志着全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

而上述仪征市、怀来市均是“东数西算”下的城市缩影。中国工程院院士邬贺铨曾形象地将经济带和周围中小城市的发展比喻为“无缝融合”。他表示:“建议张家口等城市围绕数据中心机房的配套设施,发展边缘计算中心及微服务软件的开发、数据清洗、标注预处理服务等,尽早布局,打造信息产业高地,更大地提升张家口怀来大数据产业基地的效益。”

火山引擎相关负责人则对贝壳财经表示,“东数西算”政策发布之后,火山引擎第一时间进行研讨,并将实现数据中心和算力的东西部均衡发展、助力于双碳目标的实现、带动西部经济及相关产业发展、保证行业数据安全等四个目标融入到火山引擎建设规划里面,作为火山引擎机房选址、业务发展的一个核心指导。“火山引擎刚推出两年,处于成长期,我们也将持续论证和探索不同业务使用不同网络架构的可行性,以适配国家‘东数西算’战略对西部数据中心业务和经济发展的规划。”该负责人说。

上述腾讯数据中心相关负责人告诉贝壳财经记者,未来腾讯云数据中心将积极践行节能减碳、绿色可持续发展的理念,在绿色电力交易、绿色技术创新、广泛绿色贡献等方面持续发力,紧跟国家“东数西算”和“双碳”战略,打造领先的绿色数据中心算力基础设施。

“黑科技”为影视渲染提速

影视行业中,后期渲染是一个公认的难题。大量的特效需要极大的算力长期渲染,动辄数月乃至以年计的渲染周期,有时甚至可能让电影既定的上映时间延期。

而在华为云乌兰察布数据中心,这些困扰影视行业的难题已经成为过去式。“万核渲一图”的澎湃算力,让一部90分钟的3D电影的渲染时间,从六个月缩短到了两周,对影视行业的制作流程和周期产生了根本性的变革。

而在视频直播领域,乌兰察布数据中心也可以通过资源池规模上的优势,能够在不影响用户体验的情况下,通过华为云的算法和调度能力,优化转码时延,把视频直播转码的资源请求调度到乌兰察布站点,获得海量的视频转码计算资源。

当前,华为云在中国布局了五大数据中心。乌兰察布和贵安两大数据中心“南贵北乌”策略落地的标杆,是华为云推动中国产业数字化转型升级的算力底座。同时,华为云还在京津冀、长三角、粤港澳地区布局了三大核心数据中心。

贵安的华为云数据中心,是华为云业务的重要承载节点,承载了华为云和华为流程IT、消费者云等业务。该数据中心将绿色和智能技术融入整体设计中,能效比PUE(能源利用效率)仅1.12,满负荷运行的情况下,预计每年可节省电力10.1亿度,减少碳排放81万吨。而华为云已为超过800家贵州企业数字化转型提供服务,全省62家省直部门1438个数据资源都已上云。

华为云数据中心的低能耗,得益于液冷技术等多种“黑科技”的充分使用。如乌兰察布数据中心采用多项节能降耗技术,年平均PUE不超过1.2,优于工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的要求。它也是全球首个批量部署FusionPOD液冷服务器的云数据中心。同时,该数据中心结合间接蒸发冷却技术,充分利用自然冷源;通过热回收热泵机组,实现将回收热量用于冬季数据中心回风升温及园区办公供暖。用半导体技术减少铜的使用,使得供电全链路效率从93%优化至95.5%;结合AI能效调优技术,可随业务功率变化实时调整制冷功率,进一步提升5%至8%效率。此外,乌兰察布数据中心还首创无人机主动巡检技术,全数字化AI(人工智能)智能运维,无人机主动巡检,实时在线快速排障。

华为方面表示,该中心将持续通过绿色低碳的底座,与华为云京廊区域的算力紧密协同,重点承载华北区域的算力需求,如渲染、超算、离线大数据、温冷存储、视频直播转码等场景,支撑国家“东数西算”和一体化大数据中心战略。

大厂的绿色数据中心新解

“‘东数西算’战略的本质是要解决算力和存力资源不均衡的问题,数据中心高效的核心就是算力和数据的协同调度。”日前,华为数据存储产品线副总裁庞鑫在接受新京报贝壳财经记者采访时指出,在“东数西算”战略下,存储、算力、网络三者要协同发展,数据存力是算力价值的前提和基础,只有数据存得好、算得快、传得稳,整个算力基础设施才能够发挥数据要素的价值。数据中心数据量现在正大幅增加,预测到2030年,大概每年增量是1个YB(一亿亿亿字节,尧字节),数据节能变得尤为重要。

上述火山引擎相关负责人则指出了我国在算力上的缺口,“相对新基建涉及的大数据中心、人工智能、工业互联网需求,国内算力水平仍处于初级阶段,存在比较大的缺口,预计未来5年至10年的算力需求还会高速增长。”该负责人表示。他也判断未来的发展方向是将产品、算力和数据治理经验相结合,为企业提升效率、转型升级并将能力平台化提供助力。

先进的数据中心是国家数字经济高速发展的基础,也是国家近年来发展的重心。根据最新国家数据显示,2020年国内数据中心年耗电量为2045亿千瓦时,约等于3.5个三峡的年发电量。数据中心节能减排成为国家迈向碳中和之路上不可忽视的问题。

权威机构研究显示,在数据中心耗电中,存储耗电是不可忽视的部分,占比达到15%至20%;而随着数据量的增大(IDC研究表明2025年中国数据量将达到48.6 ZB,成为全球第一大数据圈),硬盘数量将以指数级增加,届时存储耗电量将成为一个更严重的问题。

华为方面专家指出,在网络和计算迟迟未有显著进展的情况下,华为近年来一直致力于研发低碳节能的先进存储技术,不断推出搭载低碳科技的先进存储产品,并从存储出发推动数据中心上下游绿色节能技术发展,推动低碳存储技术在行业广泛应用。如华为的“全闪存数据中心”解决方案,以介质闪存化为核心,推广数据缩减算法和融合架构的使用,使单TB介质容量能耗降低87%,单TB存储设备能耗节省60%以上,并节省了30%以上的存储占地面积。这些技术已全部或部分在国内超过5000家客户的数据中心推广使用。除了存储介质,华为在算法技术,尤其是数据缩减算法上也进行了长期的研究。

上述火山引擎相关负责人则表示,未来将按照“节能提效优先、能源转型为主、技术创新引领”的总体思想推进节能减排工作。“我们会与数据中心供应商携手,因地制宜采用‘自然冷却’、‘浸没式液冷’和‘冷板式液冷’等新型冷却技术降低机房制冷能耗;通过绿电交易、绿证购买、可再生能源和储能建设等方式逐步提高数据中心的绿色能源占比;积极探索‘源网荷储’和全天候绿色能源在大型数据中心园区应用的技术和商业模式。”该负责人表示。

腾讯云相关负责人表示,未来其将遵循“减排和绿色电力优先,抵消为辅”的原则,推进自身运营和供应链碳中和的实现。首先,腾讯云将通过降低单位产值用能的方式控制和减少排放,从而在资源效率上得到显著提高;其次,将大幅提高可再生能源的比例,尤其是在用电领域,积极参与绿色电力交易,探索新能源项目投资开发,这将使得腾讯云的用能需求和实际碳排放可以解耦脱钩;最后,根据实际需要,辅助使用碳抵消方式,最终实现整体碳中和。

浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员盘和林告诉贝壳财经记者,对于科技企业来说,长期的绿色发展,是科技业效能提升的表现,可以在吸引用户、维护品牌的同时,还可以通过绿色发展获取更多收益,实现多赢。应加快双碳政策在互联网电商平台的物流和数据中心运行方面落地,减少能源消耗。

新京报贝壳财经记者 许诺 白金蕾 程子姣

编辑 张冰 校对 张彦君

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