今年年初,東數西算工程正式啟動,一個新型算力網絡體系逐漸浮出水面;而華為云在數據中心上的布局,也與東數西算工程的理念一脈相承。

當前,華為云在全國范圍內共布局了五大數據中心。其中,貴州貴安和內蒙古烏蘭察布的數據中心構成了“南貴北烏”的格局,而其他三大數據中心則分別部署在京津冀、長三角、粵港澳地區。華為云數據中心這種冷、溫、熱布局,主要由時延來決定。冷服務主要建在低成本地方,溫服務可以貼近沿海的低成本地方,熱服務則要布局在貼近客戶需求的地方。

在五大數據中心中,東莞華為云數據中心,是華為云全國“前店后廠”戰略部署在粵港澳地區的關鍵前店節點。據了解,該數據中心最大的特點就是采用了成熟的預制模塊化建設方式,不僅將同等規模數據中心的建設周期從18個月縮減至6個月,還借助冷凍水+融合液冷溫控系統,將數據中心年均PUE降到1.3以下。

如今,在“雙碳”戰略的指引下,綠色數據中心在建設過程中正積極應用高效節能技術產品,提高可再生能源消納,加快高效、清潔、低碳、循環發展已成為行業共識。而東莞華為云數據中心在建設過程中,同樣也離不開基于AI的制冷調節iCooling技術、端到端能效調優等一系列高效節能技術手段的應用,進而將綠色低碳落到實處。

綠色低碳成為數據中心建設“主旋律”

近年來,我國數字經濟蓬勃發展,產業規模持續快速增長,已數年穩居世界第二。統計測算數據顯示,從2012年至2021年,我國數字經濟規模從11萬億元增長到超45萬億元,數字經濟占國內生產總值比重由21.6%提升至39.8%。

數字經濟的快速發展,無疑給數據中心建設提出了新要求。從新基建到東數西算,一大批數據中心項目或開工建設或投入運營,數據中心產業正進入快速發展的新階段。中國信通院發布的《數據中心白皮書2022》顯示,2021年,我國數據中心行業市場收入達到1500億元左右,近三年年均復合增長率達到 30.69%。

與此同時,數據中心的能耗問題也日益突出。此前,據國網能源研究院的測算,2020年,我國數據中心用電量突破2000億千瓦時,占用電總量比重約2.7%;預計到2030年,這一數字將突破4000億千瓦時,占比升至3.7%。尤其在“雙碳”戰略的指引下,綠色低碳已經成為數據中心轉型和發展的“主旋律”。

為此,2021年7月,工信部就在《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》中提出,到2021年底,新建大型及以上數據中心PUE降低到1.35以下,到2023年底,新建大型及以上數據中心PUE降低到1.3以下,嚴寒和寒冷地區力爭降低到1.25以下。

順應數字經濟發展和“雙碳”戰略需要,華為云也在加速數據中心建設和布局,五大數據中心的建設不僅具備交付快、穩定、規模大等特點,在綠色低碳上也表現突出。其中,華為云烏蘭察布數據中心和貴安數據中心,憑借優越的地理位置,以及多項節能降耗技術的應用,將年平均PUE降到了1.2以下。

即使在東莞這樣常年高溫多雨的地方,東莞華為云數據中心借助華為提供的設備系統與電力系統,以及各種節能技術,也能將年均PUE控制在1.3以內,相較于傳統制冷方式,年節約電費超過千萬元,成為綠色數據中心建設的典范。

從預制模塊化入手,推動數據中心綠色發展

對于數據中心行業而言,早在十多年前,綠色節能就已經成為行業發展的重點之一;如今,新一輪綠色數據中心的建設,不只是要實現綠色低碳、節能降耗的目標,更重要的是在數據中心規劃、設計、建設、運維的全生命周期中,都要融入綠色發展的理念。

據了解,作為業界規模最大、交付速度最快的預制模塊化數據中心,東莞華為云數據中心由189個預制模塊化箱體堆疊而成,將諸多需要在工程現場安裝的單元和系統前置到工廠,組合成標準化“即插即用”模塊,再運輸到現場進行組裝集成。

從傳統的“鋼筋混凝土+現場施工”到“裝配式鋼結構建筑+工廠預制”,東莞華為云數據中心將機柜、溫控、供電、監控、消防等子系統集成到一起,不僅可以大幅縮短交付周期,實現數據中心快速上線;還能實現施工用水和建筑垃圾減少80%,材料回收率超過80%,施工過程中的碳排放強度降低90%,使數據中心建設更環保。

預制模塊化建筑吊裝是業界難題,最重要的是對得準、對得快,還要穩固可靠。為此,東莞華為云數據中心借鑒了中國古建筑的榫卯設計理念,與同濟大學聯合開發的磐石結構體系,能夠做到189個模塊堆疊之后多而不散、大而不倒、高而不晃。即便遭遇地震、臺風等極端環境,也能保證數據中心安全。

傳統數據中心的施工通常使用平面化的CAD圖紙,而機房里的管線盤根錯節,呈現立體化特征,平面圖很難看到管線之間的交叉干涉。而東莞華為云數據中心則采用BIM 3D設計方式,可提前識別可能發生的碰撞、干涉,降低現場返工率,實現從設計到生產組裝的全流程可視、可控、可管、可監測,從而真正實現“設計即所得”。

而通過全面采用智能鋰電解決方案,東莞華為云數據中心的運營模式也大大優化。一方面,鋰電池占地空間小,在同等備電能力下,采用鉛酸電池至少要多占用兩到三倍的面積;另一方面,從數據中心運行的全生命周期來看,鋰電雖然前期采購成本較高,但使用壽命至少在十年以上,整體成本相比鉛酸電池要節約近20%。

聚焦節能技術應用,將綠色低碳進行到底

在數據中心建設過程中,如果說預制模塊化的建設方式,是從整體的角度推動數據中心的綠色發展;那么各種節能技術的應用,則是從具體環節入手,將綠色低碳落到實處。

在“雙碳”大背景下,PUE已經成為衡量數據中心綠色程度的關鍵指標,而漏風率是影響數據中心PUE的關鍵因素。而東莞華為云數據中心采用預制模塊化的設計可將漏風率控制在3%以內,進而減少空調運行時間和能耗損失,對降低PUE大有裨益。

而東莞華為云數據中心之所以能實現年均PUE低于1.3,也與一系列數據中心節能技術的應用密不可分。比如,基于AI的iCooling數據中心能效優化解決方案,可在給定的氣候、業務等條件下,通過深度神經網絡訓練得出PUE預測模型,并下發執行及反饋效果,實現制冷到“智冷”的革新性轉變,有效降低數據中心PUE。

借助端到端能效調優技術,東莞華為云數據中心可以在全鏈路實現按需制冷,進一步提升制冷效率。同時,為了實現高效散熱、保證數據中心IT設備穩定可靠運行,東莞華為云數據中心還借助華為間接蒸發冷卻方案重構溫控系統,利用自然界的水和風實現制冷,在節省成本的同時實現降碳。

除此之外,華為也在從供電系統入手,通過打造全新的電力模塊助力數據中心綠色低碳。比如,不久前華為推出的電力模塊3.0解決方案,通過全新的電力模式,可實現省地、省電、省時、省心,大幅降低數據中心的成本。

為了幫助數據中心實現綠色低碳,華為不僅是眾多創新節能技術的提供者,更是實踐者。事實上,東莞華為云數據中心作為這些創新技術的試驗場,既在落地應用過程中檢驗了技術和解決方案的可行性和成熟度,也實現了數據中心的綠色節能,可謂一舉兩得。

從預制模塊化數據中心,到智能供配電(電力模塊)技術,再到智能鋰電、間接蒸發冷卻解決方案,華為在數據中心領域的持續創新,正在推動整個行業向綠色低碳、極簡高效運維邁進。而在“東數西算”的推動下,我國智算、超算中心的建設正在掀起新熱潮,東莞華為云數據中心的創新實踐,無疑將為整個數據中心行業提供新的參考借鑒,全面助力綠色數據中心的創新發展。