近期,我國多地進(jìn)入“燒烤”模式。上海出現(xiàn)了連續(xù)9天的持續(xù)高溫紀(jì)錄,最高氣溫達(dá)40.9℃,追平了1873年以來的最高紀(jì)錄。不可否認(rèn)的是,面對(duì)今年的高溫天氣,科學(xué)家們也一直在尋找應(yīng)對(duì)的方法,許多國家正在努力想要在2050年前后實(shí)現(xiàn)完全的碳中和。因此,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),已經(jīng)是刻不容緩的大事!

“力爭到2025年基本實(shí)現(xiàn)本市存量數(shù)據(jù)中心能效碳效水效水平全面達(dá)到本市地方標(biāo)準(zhǔn),集約高效、綠色低碳的數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展格局初步形成。”2022年5月7日,北京市發(fā)展和改革委員會(huì)、北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局近日聯(lián)合印發(fā)《北京市低效數(shù)據(jù)中心綜合治理工作方案》,為北京市存量低效數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造和治理工作提供了明確指導(dǎo),助力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。

數(shù)據(jù)中心低碳方向已定

低碳數(shù)據(jù)中心的治理改造已不是第一次被提起,國家早已多次出臺(tái)相關(guān)政策,優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局。

此前,國家發(fā)改委等多部委聯(lián)合印發(fā)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》,提出到2025年,數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運(yùn)行格局。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升,全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下,國家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。

國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出,按綠色、低碳、集約、高效原則,持續(xù)推進(jìn)綠色數(shù)字中心建設(shè),加快推進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造,持續(xù)提升數(shù)據(jù)中心可再生能源利用水平。

在中國 “雙碳”目標(biāo)已確立、數(shù)據(jù)中心行業(yè)能耗逐年增加的背景下,政府對(duì)數(shù)據(jù)中心的指標(biāo)開始以控制能耗為主,主要包括電能利用效率(PUE)、結(jié)構(gòu)比例、碳排放量這三個(gè)維度,其中PUE(總能耗比IT設(shè)備能耗,即為PUE值)是主要抓手,各地政府對(duì)PUE監(jiān)管日益嚴(yán)格——2021年上海要求存量數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.4,新建數(shù)據(jù)中心PUE限制在1.3以下;深圳要求PUE在1.4以下。山東、山西、廣西、云南等省也紛紛將PUE等能效指標(biāo)寫入相關(guān)政策。

今年二月“東數(shù)西算”工程的正式全面啟動(dòng),也給數(shù)據(jù)中心提出了更高的低碳發(fā)展要求。 “東數(shù)西算”通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系,將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部,優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局,將大幅提升綠色能源使用比例,同時(shí)通過技術(shù)創(chuàng)新、以大換小、低碳發(fā)展等措施,持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源使用效率。

數(shù)據(jù)中心是節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

數(shù)據(jù)中心是公認(rèn)的高耗能行業(yè)。近年來,中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)整體用電量以每年超過10%的速度遞增,占全社會(huì)總耗電量比重逐年升高。2020年,數(shù)據(jù)中心行業(yè)耗電量更是突破2000億千瓦,約占全社會(huì)用電量的2.71%。

( 資料來源：中國數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì) )

從數(shù)據(jù)中心行業(yè)能耗構(gòu)成來看,主要包括四部分:IT設(shè)備能耗、制冷系統(tǒng)能耗、供配電系統(tǒng)能耗、照明及其他能耗,其中傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備能耗占比最大。

( 資料來源：公開資料整理 )

同時(shí),數(shù)據(jù)中心在自身發(fā)展過程中,需要不斷解決三個(gè)方面的問題:隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大,供電系統(tǒng)功耗持續(xù)增加成為了限制數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展的瓶頸;有效降低PUE,如何有效降低數(shù)據(jù)中心電力功耗,做到綠色可持續(xù)發(fā)展; 第三,解決不斷提升數(shù)據(jù)中心的傳輸速率、提升用戶體驗(yàn)和降低功耗、降低PUE的矛盾。

光通信技術(shù)助數(shù)據(jù)中心“變綠”

光通信技術(shù)具有綠色天賦,可以“帶寬換算力”,提升分布式計(jì)算性能。除了能夠不斷增加數(shù)據(jù)中心之間互聯(lián)帶寬的規(guī)模,光通信技術(shù)對(duì)提升數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的算力水平可起到積極作用。一方面利用大容量、低時(shí)延特性,支撐廣域分布的計(jì)算資源協(xié)同運(yùn)行,進(jìn)而釋放算力設(shè)施的服務(wù)能力;另一方面,可提供低能耗高質(zhì)量的算力資源,在專用計(jì)算業(yè)務(wù)場景中實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

光通信的“天職”是接入+傳送+交換=光層聯(lián)網(wǎng)。與無線、銅纜、IP等技術(shù)相比,針對(duì)節(jié)能降碳需求,光通信技術(shù)本身具有綠色天然優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

接入方面,基于PON的光接入系統(tǒng)能效水平較傳統(tǒng)的接入方式可改善超過50%。PON憑借無源化特征具有顯著的低能耗優(yōu)勢,已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)邊緣寬帶接入場景中得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國FTTH/B接入滲透率在2018年已經(jīng)達(dá)到80.1%,在寬帶接入方面呈現(xiàn)出明顯的“光進(jìn)銅退”趨勢。

傳送方面,基于OTN/OXC的光傳送網(wǎng)較IP骨干網(wǎng)也具有顯著的能耗優(yōu)勢,從分組到OSU單元,助力數(shù)據(jù)傳送高效節(jié)能。隨著互聯(lián)網(wǎng)流量和連接數(shù)量的增長,骨干網(wǎng)中IP路由器相關(guān)的能耗尤為突出。為了應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn),光業(yè)務(wù)單元技術(shù)正在推動(dòng)光傳送網(wǎng)由面向管道服務(wù)模式向面向業(yè)務(wù)服務(wù)模式發(fā)展。相較于傳統(tǒng)OTN技術(shù),光業(yè)務(wù)網(wǎng)技術(shù)的帶寬顆粒更小,可以到2M級(jí)別,且具有無損調(diào)整能力,未來將極大擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接規(guī)模,并同時(shí)將業(yè)務(wù)連接的范圍由骨干網(wǎng)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣,減少IP路由器交換需求,從而降低傳送網(wǎng)的能耗。

交換方面,光電路交換的能耗水平約為傳統(tǒng)電分組交換的1%,可降低數(shù)據(jù)中心能耗水平。傳統(tǒng)基于電的交換設(shè)備的能耗占到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗的40%,且正隨著交換速率的上升非線性地增長,未來將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的能耗問題造成極大挑戰(zhàn)。最新的光交換技術(shù)把交換重配置時(shí)延由毫秒級(jí)降到亞納秒級(jí),已經(jīng)與電分組交換的性能非常接近,但1Gbps的交換功率僅為1-2mW。

此外,光網(wǎng)絡(luò)還可以在其他方面為數(shù)據(jù)中心降碳。光網(wǎng)絡(luò)可以和電力系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同,在“東數(shù)西算”工程中,大容量高可靠的光纖網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)中心可以隨著電力生產(chǎn)設(shè)施分布進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置,提高清潔能源使用比例,實(shí)現(xiàn)信息傳輸和電力傳輸?shù)闹脫Q,減少長途電力傳輸?shù)膿p耗。光網(wǎng)絡(luò)還可以與算力系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同,提升數(shù)據(jù)中心的跨域協(xié)作能力,使閑置算力設(shè)施得到充分利用,間接實(shí)現(xiàn)ICT系統(tǒng)降碳。

康寧光通信技術(shù)助力打造綠色低碳的數(shù)據(jù)中心

康寧 EDGE 數(shù)據(jù)中心解決方案提供了4U光纖配線架,采用單芯連接器,達(dá)到576芯的業(yè)界最高密度,提高了通道線槽的利用率,促進(jìn)空氣流動(dòng),從而降低數(shù)據(jù)中心制冷成本。同時(shí),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理層可以平滑向400G躍遷,并且能夠做到光纖100% 的利用率,滿足未來下一代數(shù)據(jù)中心更高帶寬、更高速率的訴求。

康寧的預(yù)端接方案,通過在工廠中做好端接,提供質(zhì)量保證、兼容性、應(yīng)用環(huán)境穩(wěn)定性,成本投入低,對(duì)數(shù)據(jù)中心安全穩(wěn)定運(yùn)營至關(guān)重要?？祵帪閿?shù)據(jù)中心推出的抗彎曲光纖產(chǎn)品,能夠有效避免由于鏈路安裝環(huán)境復(fù)雜等情況造成損耗增加的風(fēng)險(xiǎn),有利地保證了數(shù)據(jù)中心的綠色和節(jié)能。

康寧的RocketRibbon超高密度光纜和創(chuàng)新性的光纜接頭盒及硬件能夠在最具挑戰(zhàn)的環(huán)境中滿足持續(xù)增長的帶寬需求,對(duì)比市場上同類解決方案,可減少安裝時(shí)間高達(dá)50%。

關(guān)于康寧的更多可持續(xù)發(fā)展動(dòng)態(tài)將陸續(xù)到達(dá),敬請期待!

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