本文来自常言道，作者|丁常彦，出品|常言道。
在绿色数据中心建设中，必须要根据地理位置、工作负载等实际情况，科学地规划和采用不同的冷却系统，才能更加有效降低PUE值，进而实现节能降碳的目标。
近年来，数字经济的蓬勃发展，给数据中心的建设带来了新机遇。从新基建到东数西算，一大批数据中心项目或开工建设或投入运营，全国算力“一张网”加速织就。与此同时，数据中心作为承载算力的核心，也正在为数字经济的发展注入新动能。
不过，伴随着数据中心建设的提速，巨大的能耗问题也日益凸显，有统计数据显示，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增。截至2020年，数据中心约占我国用电量的2.7%，且仍在快速增长。据IDC预计，到2024年数据中心耗电量将占到全社会耗电量的5%以上。
自2020年“双碳”战略发布以来，建设绿色数据中心，发展“绿色”算力，就成为数据中心领域变革的重中之重。如今，在“双碳”目标指引下，绿色数据中心在建设过程中正积极应用高效节能技术产品，提高可再生能源消纳，加快高效、清洁、低碳、循环发展已成为行业共识。
那么，对于数据中心来说，绿色低碳将对数据中心产业的发展带来哪些影响，哪些高效节能技术能够帮助数据中心实现节能降耗？
“双碳”战略下，绿色数据中心成为必然趋势
随着新基建、东数西算、数字中国等一系列国家级战略项目的全面铺开，数据中心产业增长提速。中国通信院发布的《数据中心白皮书》显示，2021年，我国数据中心行业市场收入达到1500亿元左右，近三年年均复合增长率达到30.69%。
但数据中心产业快速发展的同时，所面临的能耗挑战也与日俱增。尤其在“双碳”战略的指引下，各地都对数据中心的能耗指标作出了新规定，一方面，对新建数据中心的审批更为谨慎，另一方面，对存量数据中心的PUE值也提出更高的要求。
为了推动绿色数据中心的建设，2021年7月，工业和信息化部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》就提出，到2021年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.35以下，到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。
数据中心最大的特性就是寿命周期很长，一座数据中心一旦落成，使用周期都以10年计，“着眼未来”是数据中心坚守的理念。因此，对于企业来说，数据中心作为承载算力的核心，已经成为数字化转型的坚实底座；而数据中心的绿色节能，也可以帮助企业更快实现“双碳”目标，切实践行绿色可持续发展。
对于数据中心来说，节能降碳是一项系统工程，涉及规划、设计、建设、运维等方面。目前，业界除了利用液冷、间接蒸发、自然冷却、高效供电等技术降低基础设施能耗，还在服务器、存储等IT领域开展更多技术研究，提高整体算力算效，同时结合可再生能源、储能、氢能等方式实现节能减碳。
其中，数据中心的设计是一个多专业、多领域的复杂平衡的事情，在“双碳”战略下，数据中心的技术架构将变得更加多样，规划设计也变得更加精细，企业必须将可持续发展理念纳入选址过程、优化供配电和制冷架构、通过数字化工具规划设计流程、选择绿色低碳的智能化产品等方式，设计高效的运行系统。
从智能冷却入手，数据中心将绿色低碳落到实处
在数据中心能耗标准中，PUE是关键能效考核指标之一。作为数据中心总设备能耗和IT设备能耗之间的比率，PUE越接近1，表明数据中心的电越多地用于数据中心的计算力中。对于数据中心来说，如何才能有效降低数据中心的PUE值？要解答这一问题，还要从数据中心的能耗结构入手。
对于数据中心来说，能源侧的碳排放主要来自于IT设备及基础设施的电力消耗；而在数据中心能耗结构中，主设备耗电占45%～55%，空调设备占35%～45%，电源及其他设备占10%～15%。由此可见，空调设备的冷却系统能耗是数据中心能耗的重要组成部分。
现有数据中心广泛采用风冷散热方式，或是利用室外机+冰水机的冷却系统输出冷气对机房服务器进行散热的方式，但传统的风冷散热模式不仅散热效率低，同时会耗费大量能源，难以满足建设绿色数据中心的要求。
此外，风冷技术一直被用于处理器使用功率不超过150W的系统。随着数据量暴增，设备的功率、密度和发热量都非昔日可比。想要实现提高散热效率、降低能耗的目标，必须在制冷设备中的导热介质、散热方案等领域做出彻底的革新。如今，液体冷却技术的崛起，无疑为数据中心的冷却提供了新的解决思路。
分析机构Gartner认为，到2025年，液冷技术的应用将降低数据中心20%-40%的运营成本，是更高效的风冷替代方案。如今，许多头部IT企业都在加强数据中心液冷市场的产品开发力度。有分析机构预计，到2026年，液冷数据中心市场的初始估值将从2018年的14.3亿美元增至1205亿美元，年化复合增长率达30.45%。
顺应这一趋势，由中国信息通信研究院云计算与大数据研究所具体牵头制定的5项数据中心液冷行业标准，已经于2022年4月1日起正式实施，不仅有效填补了当前国内外数据中心液冷行业标准的空白，也为液冷技术的普及奠定了坚实基础。
不过，受技术成熟度、应用条件等限制，数据中心若想从冷却系统能耗入手实现绿色低碳，还必须借助风冷、液冷等混合应用的模式。因此，在绿色数据中心建设中，必须要根据地理位置、工作负载等实际情况，科学地规划和采用不同的冷却系统，才能更加有效降低PUE值，进而实现节能降碳的目标。
聚焦绿色低碳，戴尔构建绿色数据中心超能力
作为社会经济活动中最重要的参与者，企业是推动实现低碳转型的中坚力量。顺应绿色中心的建设和发展趋势，戴尔科技践行绿色理念，持续进行绿色创新实践，以帮助企业的可持续发展，不仅将绿色供应链管理提高至战略高度并将其纳入集团发展规划，更积极研发绿色节能的创新型技术、产品与解决方案，帮助企业顺利实现绿色低碳转型。
在产品设计上，戴尔一方面通过创新的液冷技术、风道设计、自适应散热技术等，在保证强大算力的同时，兼顾能效的出色表现；一方面结合高效数据分析、人工智能、物联网等数字化技术，提高企业资源利用率，降低耗能；在数据中心设计上，戴尔模块化数据中心解决方案凭借其模块化架构和标准化组件，切实践行绿色设计理念。
与此同时，戴尔新一代PowerEdge服务器在设计之初就考虑到智能冷却技术，使用最高水平的散热和机械仿真软件技术以确保最佳冷却和持续的系统性能。借助多向量冷却技术2.0，戴尔简化了服务器内的气流路径，通过专属的管道型风扇，以及自动调适冷却功能，把气流引导到服务器温度最高的部位，借此改善能源使用效率。
这里的智能冷却就是将硬件和软件集成在一起，来解决散热这一难题。具体来说，戴尔智能冷却解决方案主要包含风冷，冷板式液冷及浸没式液冷，可以为客户的数据中心环境提供适合自己的高效冷却选项。比如，在风冷方面，戴尔结合最新的空气输送解决方案与先进的软件控制算法，可以有效地冷却全系列服务器配置；而冷板式液冷技术是一种在高密度数据中心环境中冷却高功率组件的有效方法配置，浸没式液冷则是把服务器放进不会导电的氟化液或矿物油等“液体”里，散热效率更高。
不仅如此，在能耗管理方面，戴尔还推出了统一能耗管理软件OpenManage Power Center，可以大大提高客户对服务器功耗的可见性和控制性。借助该软件，客户可针对不同的能耗事件设置自动化策略，实现系统对能耗事件的智能应对。如今，戴尔智能冷却解决方案已经在众多数据中心中落地应用，并在节能降碳上取得了良好效果。
在国外某超算中心建设Expanse集群过程中，为了满足成千上万的面向批处理和科学网关计算用户的容量和性能需求，实现“无边界计算”的愿景，该数据中心采用14x机架与直接液体冷却戴尔PowerEdgeC6525服务器与工厂安装的被动冷板循环，既保证了性能需求，也降低了能耗；而普渡大学在2020年与戴尔和AMD的合作建立的Bell集群，也通过采用10x机架与直接液体冷却戴尔PowerEdgeC6525服务器与工厂安装的被动冷板循环，实现了集群的绿色低碳。
事实上，戴尔之所以能够在绿色数据中心解决方案上表现突出，得益于公司长期以来一直致力于提供端到端的数字化转型解决方案，提供创新和低碳的产品服务。尤其在绿色数据中心建设中，戴尔能够从数据中心全生命周期的角度出发，聚焦规划、建设、运营等数据中心的各个环节，为企业提供全栈式解决方案。
伴随着数据中心产业的快速发展，从风冷到液冷，数据中心改变的不仅是节能减排方式，更是整个数据中心技术产品形态、商业模式乃至生态的重塑。而戴尔在“智能冷却”技术上的探索和创新，也将进一步推动数据中心节能降耗、走向绿色发展之路。
