在經(jīng)濟發(fā)展以及企業(yè)上云的大背景下,中國社會全面進入了數(shù)字經(jīng)濟時代。人們的生產(chǎn)生活,都必須依賴于數(shù)據(jù)運算和分析。如果再考慮到5G和邊緣計算的逐步落地,數(shù)據(jù)量還將繼續(xù)以幾何速度增長。在這樣的背景下,以數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)存在的數(shù)據(jù)中心建設(shè)會更上一層樓。據(jù)科智咨詢剛剛發(fā)布的《2018-2019年中國IDC產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》顯示,服務(wù)器租用,2018年中國IDC業(yè)務(wù)市場總規(guī)模達約1228億元,同比增長約29.8%,較2017年增長超過280億元,這種高增態(tài)勢在可預(yù)見的未來仍將繼續(xù)。
能耗問題已成數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴張,除了對數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)生巨大貢獻以外,其能源消耗也隨之水漲船高。據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示,截至2017年底,歐洲服務(wù)器租用,我國在用數(shù)據(jù)中心的機架總規(guī)模約為166萬個,同比增長約33.4%,其中大型、超大型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模增速達到約68%。其中各類在用數(shù)據(jù)中心達近28.5萬個,全年耗電量超過1200億千瓦時,約占我國全社會用電量的2%。這一數(shù)據(jù)比三峽電站2017年976.05億千瓦時的發(fā)電量還高30%。除此以外,僅經(jīng)營互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心,規(guī)劃在建機架到2017年底就已達107萬個,而中國的數(shù)據(jù)中心規(guī)模及能耗在可預(yù)見的未來,增長幅度仍將保持在30%左右。其對電網(wǎng)的壓力之大,由此可窺一斑。這讓數(shù)據(jù)中心集中的一線城市不堪重負。目前北京,上海,廣州和深圳等地已經(jīng)相繼出臺政策以調(diào)控數(shù)據(jù)中心能耗。
事實上,能耗居高不下對于數(shù)據(jù)中心運營方來說影響同樣巨大,中國工程建設(shè)標準化協(xié)會信息通信專業(yè)委員會副主任委員曲海峰表示,數(shù)據(jù)中心作為新興行業(yè),其用電量無論是從單位產(chǎn)能還是單位建筑面積考慮,均已位居各行業(yè)前列。我國現(xiàn)存900—1000萬臺服務(wù)器,總體能耗與國際同行的頂尖水平相比,差距超過40%。在8-10年的運行周期內(nèi),有一半的成本要投入到能源方面,換句話說,電費甚至比機房還貴。
包頭云計算中心售前咨詢部總經(jīng)理高錦中表示,電源管理的確是數(shù)據(jù)中心的痛點之一,投入主要體現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)上。空調(diào)作為PUE的貢獻大戶,其電力消耗和維護成本已經(jīng)是行業(yè)共識。在供配電系統(tǒng)上,雙路供電是數(shù)據(jù)中心機房穩(wěn)定運行的標配。除此之外,為了把數(shù)據(jù)中心由于電力故障造成宕機的風(fēng)險降到最小,還需要部署大量的UPS,并對柴油發(fā)電機系統(tǒng)進行定期測試。UPS的啟動次數(shù),柴油發(fā)電機的測試以及柴油保存,都是巨大的成本支出。
聯(lián)通IDC行業(yè)經(jīng)理馬奇峰認為,數(shù)據(jù)中心的能耗控制應(yīng)該從建設(shè)初期到運維階段通盤考慮。早期為了節(jié)約建設(shè)成本,后期必然要靠運維來加倍彌補,這一點對于很多老舊數(shù)據(jù)中心教訓(xùn)深刻。以目前國內(nèi)一些早期建設(shè)的數(shù)據(jù)中心為例,除了必須對UPS,柴發(fā)之類應(yīng)急設(shè)備要投入精力維護以外,由于缺乏完善的智能監(jiān)控手段,還有很多地方會導(dǎo)致電源管理效率降低,以及能源浪費。
機柜掉電就是一個非常明顯的例子。雖然掉電原因有很多,但最典型的就是老舊數(shù)據(jù)中心機房安全性等級低,沒有機柜電流監(jiān)測和報警,部分機柜電力負荷率偏高卻無法提前發(fā)覺;或者機柜老舊可靠性低,只有一路PDU,或兩路PDU來自同一個開關(guān)供電;PDU缺少分插口分斷故障的能力,單臺服務(wù)器故障短路導(dǎo)致PDU上端總開關(guān)越級跳閘,其下PDU多條同時失電;空調(diào)系統(tǒng)能力不足,影響機房散熱,致使配電系統(tǒng)容量下降,跳閘;違規(guī)使用PDU插座等。在這樣的情況下,機柜功率不足的老舊機房為了確保不掉電,不得不通過空置機位的辦法來解決。這樣不僅機柜利用率不足,同時也造成了電源利用率下降的問題。馬奇峰說。
數(shù)據(jù)中心降耗不能“頭疼醫(yī)頭”
以現(xiàn)有條件來說,數(shù)據(jù)中心僅靠內(nèi)部優(yōu)化結(jié)構(gòu)或者采用一些簡單的辦法,很難實現(xiàn)大幅度的節(jié)能。騰訊數(shù)據(jù)中心專家工程師李典林認為:“以百萬臺服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為例,PUE降低0.1,每年可節(jié)約的電費將以億計,但即便是降低0.1,也絕非易事。”
誠然,中國的數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)歷了一個較長的蠻荒發(fā)展時期,建設(shè)方在這一階段對于能耗管控重視不足,導(dǎo)致后期居高不下。但對于為數(shù)眾多,能耗高企的老舊數(shù)據(jù)中心來說,只有通過產(chǎn)品技術(shù)革新或設(shè)備升級從而達到節(jié)能降耗。至于那些新建數(shù)據(jù)中心,也不可能全部都具備“靠風(fēng)吃水”的地緣優(yōu)勢。若想要從根本上提升數(shù)據(jù)中心的能效水平,緩解能源壓力,還是要從源頭入手。首先是必須做到對數(shù)據(jù)中心全運行狀態(tài)的精準把控,其次要有針對性的提出策略。要實現(xiàn)這些,就必須未雨綢繆。