超大型数据中心的节能账

发布时间: 2024-06-27 17:38:41 来源：新华网

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作为“东数西算”工程规划的国家数据中心集群之一，贵州贵安新区数据中心集群依托当地气候凉爽、能源丰富、地质条件稳定等生态优势，将主要山体、水系作为总体规划优先管控要素，提升算力资源利用效率，推进节能降耗，探索绿色节能低碳之路。

仲夏时节，贵州贵安新区天气清爽。绿树掩映下，数据机楼林立。大楼内，一排排机柜整齐排列，蓝光跃动间，丝丝凉意扑面而来。

作为“东数西算”工程规划的国家数据中心集群之一，贵安新区数据中心集群依托当地气候凉爽、能源丰富、地质条件稳定等生态优势，累计引进20个数据（智算）中心，成为全球集聚大型和超大型数据中心最多的地区之一。

截至目前，贵安新区已部署智算卡9.58万张，算力规模达到30.7EFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算次数），占2023年底我国算力总规模的13.3%，相当于6000余万台主流笔记本计算机的算力输出。如何统筹产业发展与生态保护，贵安新区数据中心集群积极探索，走出一条绿色节能低碳之路。

算力优化上——

提升资源利用效率，减少设备闲置产生的低效耗能

屏幕上，卡通角色栩栩如生，场景设计奇幻瑰丽，画面绚烂立体。在贵安超级计算中心内，员工们正在为即将上映的影视大片做特效渲染。

负责中心运营的贵安新区科创产业发展有限公司董事长李悲鸿介绍，机房全天候运行，设备在闲置状态下仍会大量耗能，推动数据从“存起来”向“跑起来、用起来”转变，才能提高服务器使用效率，减少低效耗能。

如今，贵安新区各大数据中心，正由“存储中心”向“存算一体、智算优先”提档升级，过去的机房正加速迭代为智创生态园。

为提升算力资源利用效率，贵安超级计算中心一边开拓影视领域业务，为《流浪地球2》《深海》《三体》等100余部影视作品提供渲染算力支撑；一边拓展在科研计算、新型工业化、新能源、物流交通、气象分析等方面的场景应用。2020年底投入运行以来，贵安超级计算中心平均使用率超过80%。一个个场景应用得到开发，一张张订单纷至沓来。2023年，中心累计向广东、上海等地输送约700万卡时算力，服务科研达1500余次。

运用人工智能技术，动态监测机房运行关键指标，使服务器负载均衡，提升资源利用率；在屋顶铺设光伏系统，采用“自发自用”方式为数据中心办公区域供电；采用人体感应照明、蓄冷阶梯利用、制冷动态调整等智慧节能方式，对余热和冷却水进行回收利用……国家电投集团贵安数据中心建成投用以来，已经摸索出一套精打细算的节能运维模式。

在国家电投集团贵安数据中心集中控制室，可视化平台高度还原数据中心全景视图，值班人员用鼠标点击一处机房图像，大屏上随即弹出温度、湿度、运行情况等实时数据。

“这是我们的‘智慧大脑’，可实现数据中心全局、空间、系统、设备的能效数据智能化管理。”一期项目建设机柜1458个，从行业规模上来看，国家电投集团贵安数据中心不算大，但副总经理符南并不打算降低标准，她坚信，只要采取得当的综合运维措施，“小身板”也能施展出节能降耗“大作为”。

运行维护上——

依托当地气候特性，融入智能技术，推进节能降耗

塔吊转动，机器轰鸣，走进贵安新区马场产业新城，南方能源大数据中心项目建设正顺利推进。在巨大的绿色防护网下，两栋机房楼已现雏形，工人们正忙着安装通风设施。该数据中心规划为南方电网数字产业生态园。

“我们的目标是打造一个绿色节能、共享开放、国际领先的超级能源数据中心，仅项目选址就花了1年时间。”南方电网大数据服务有限公司项目经理王军皓说，项目最终落地贵安新区，既看中数据中心发展的集群优势，更看中这里高端化、绿色化、集约化的发展定位。

数据从贵州贵阳传输到广东广州、深圳仅需10毫秒，到浙江杭州仅需16毫秒……去年，全球首条400G算力通道在贵州落地，实现了国家算力枢纽节点的直连，围绕热点区域，面向28个城市建成了区域领先的云专网直连网络。

在中国移动贵阳数据中心，大楼里服务器指示灯交替闪烁，却听不到嘈杂的轰鸣声。这里全天候处于运行状态，不仅需要充足的电力供给保证设备正常运行，还需要为机房散热降温。加快推进节能降耗，成为这个数据中心面临的新课题。

“采用通道封闭技术收集热量，再加上用磁悬浮相变冷机制冷，降噪的同时，能降低40%空调送风量。”中国移动贵州公司高级数算运维经理张明龙介绍，大楼原本是物料仓库，去年6月经过改造，成了一座高效节能的仓储式数据中心。

张明龙带着记者登上机房楼顶，看到一座座黑色水箱整齐排列，每座水箱上还有两台大风扇。“这是冷却塔，只要环境温度低于16摄氏度，冷却水就可以把热量传给空气，实现利用自然冷源散热降温的目标。”张明龙说，依托贵安新区的凉爽气候，机房全年至少有180天可不启用水冷主机换热，相当于每年节电700万千瓦时。

贵安产控集团建设实施的我国首个洞库式数据中心，结合山洞山体特性，采用冷热通道分离设置等设计手法，能源效率指标达到国际先进水平；华为云贵安数据中心将绿色智能技术融入整体设计中，在满负荷运行的情况下，数据中心预计每年可节电10.1亿千瓦时，减少碳排放80多万吨……

在贵安新区，各大数据中心纷纷出妙招，运用最新理念和先进技术成果，积极探索数据中心绿色发展路径，集中建设高效、节能、绿色的国家数据中心贵安集群。

截至目前，贵安新区有4家数据中心获批国家级绿色数据中心，2023年，新区绿色经济占比达42.9%。

规划布局上——

将主要山体、水系作为优先管控要素，全面推广绿色低能耗技术

成立之初，贵安新区就把大数据作为关键竞争力和主导产业，出台一系列配套的规划文件，提出全面推广绿色低能耗技术，构建自主可控、安全可靠的数据资源系统。

考虑到生态环境的敏感性，贵安新区提出立足生态、低冲击环境开发建设模式。“总体规划将主要山体、水系作为优先管控要素，比如鼓励企业利用自然山体建洞库式数据中心，最大限度减少产业发展对环境的影响。”贵安新区城乡建设局副局长何丽丹介绍，结合产业分布、资源禀赋要求，新区在马场产业新城规划数据中心集聚区，形成节约资源和保护环境的空间格局。

随着一批超大型数据中心相继进驻，贵安新区数据中心规模不断壮大，推进数据中心绿色化转型升级势在必行。2022年8月，《贵安新区绿色数据中心规划建设指南（试行）》正式发布，对数据中心机架密度、电能利用效率、建筑和结构等进行明确，用于指导新建和扩建绿色数据中心的规划、建设和管理。

“墙体用的是保温材料，采用液冷与风冷相结合的技术降低能耗，确保项目达到绿色数据中心建设标准。”王军皓说，贵安新区对数据中心设立“绿色门槛”，不仅符合生态文明建设要求，也有利于促进企业降本增效。

为继续优化算力布局，贵安新区在第一版总规研判的基础上，通过新一轮资源环境承载力和国土空间开发适宜性分析，规划出近10平方公里的增量发展空间，为算力中心和数据中心腾出了新型、安全、绿色的发展空间。