数据中心内的能源消耗，总体而言是非常有效的。随着虚拟化和云计算的增长，数据中心的整体能源使用效率才会有所改善。能源浪费最严重的阶段其实是制造能源的时候。

无论是煤、煤气或燃油为数据中心提供能源，大量能源损失都发生在其产生阶段。大多数化石燃料系统也都位于远离市区的地方。更先进点，更小型的能源制造设备可以改善这种情况。高温燃料电池采用一系列碳氢化合物燃料，将其分解为氢，然后从空气中获取氧，用于创造电能，并产生热量与水分。

关键在于尽可能多的捕捉输出。燃料电池产生的热能可以被用于为寒冷的空间提供供暖，甚至为水加热。手机燃料电池所产生的纯净水有助于缓解位于缺水地区数据中心的用水紧张。可再生资源如太阳能与风能同样可以用来进行电解水，为燃料电池制造氢。然后可能建立一个真正可再生的连续数据中心主电源系统。这种方法不一定是制造电能的最便宜方式，和那些交钱就能获得能源的方法相比，但它确实一个为数据中心长期供电的有效手段。

液冷数据中心节能减排技术有哪些？

数据中心和普通的电脑不同，发热量是十分巨大的，为了保证数据中心稳定运行，数据中心需要配置强大的散热系统，而散热系统需要耗费大量的电力。一个正常运行的数据中心，电力成本就要占到总成本的20%，而散热系统正常运行消耗的电力成本占到总耗电成本的40%左右，所以数据中心的散热成本是非常高昂的。而微软将数据中心设置在水下，可节省大量的电力成本，大幅提升数据中心的经济效益，另外减少了对于煤、石油、天然气等不可再生资源的消耗，更有利于环境的保护。

一个数据中心的成本中，电力成本占了20%左右，其中电力成本中的42%是用来散热的。因此，谷歌、facebook、IBM等 科技 巨头将数据中心建在了冰岛、芬兰等国家。微软为了减少数据中心的散热成本，尝试将数据中心建在水下。

数据中心制冷有多花钱？

根据IDC的统计，数据中心的平均使用年限是9年，一个数据中心的电力能耗成本占据了所有成本的20%。这些消耗的电能，大约有47%进入了服务器，是有效的能耗，而42%的被散热能耗消耗了。

这里了解一个数值，PUE（电能使用效率）是评价数据中心能源消耗的指标，计算公式为：

PUE=总体能耗/IT设备能耗

可以看出，这个数值越接近1，能源效率越高。

根据相关数据显示，我国新建的大型云计算数据中心的PUE值小于1.5。其中，制冷消耗的电力占据了服务器电力消耗相当大的比重。

微软的水下数据中心

微软的水下数据中心，由很多白色的钢桶组成，外表覆盖热交换器，内部是一个数据中心计算机架，里面加注了氮气。这种“海底胶囊”可以停留在海底长达5年的时间，期间不需要维护。

还要一点，它可以从海水运动中收获电能，而且这种海底胶囊散发的热量也很少，不会影响到海洋环境。

总之，随着云计算、大数据等新兴技术的发展，企业IT基础设施建设飞速发展，服务器机柜不断增加、机房动力系统、空调系统等设施不断增加，随之而来的时能源效率低，耗电量大，电费支出高等。如何能够降低PUE，是数据中心建设需要考虑的，相信未来会有更多的花式降温法。

数据中心放在水下，似乎解决了散热问题，可是投资大，维护困难，微软是不是“搬起石头砸自己的脚”，最终得不偿失呢？

图源来自NYTimes：

早在2014年，微软就有此设想，2015年微软将服务器塞进了一个“圆柱体的胶囊”，在10米深的海水里，时间超过了大家的预期。

之所以放入海底，真的能够带来好处吗？

不可否认：维修成本，故障突击都会对于微软有不小的影响。

在2018年，微软将Northern Lsles数据中心投入到苏格兰奥克尼群岛，并且使用风能潮汐能以及太阳能解决用电问题。

而在服务器中通过使用散热管，注入海水，完成冷却效果。

现在我们对于微软的这台水下服务器的表现如何还是会比较期待的，毕竟这确实有助于微软开创全新的散热模式，虽然维护和外壳耐久度都会成为问题。

其实，国内大部分企业将数据中心放在了贵州，就是看重贵州的均衡气候和电力资源等等，所以散热和电力确实是一个数据中心的难点。

关于微软公司在IT领域所获得的成就，想必大家也都了解，比如最让人耳祥能熟的就是windows系统和Surface笔记本电脑了，用户在使用这些产品的时候，会产生大量的数据（核心资产），所以微软就有必要建立数据中心，但是对于数据中心来说，也是由大型服务器组成的，所以它们在运转的时候，会产生大量的温度，而温度又是硬件的“第一杀手”，因此必须要解决散热问题！

曾经有数据表示，微软数据中心的 电力成本为20%，而热耗就占电力成本的42% ，所以说这个花费是巨大的，但把数据中心建立在水下，就可以通过专门的散热设备，来减少成本的支出了，而且是一劳永逸的事！

再比如腾讯公司的数据中心，为了减少成本的支出，就把它们建立在了贵州省贵安新区的两座山体上（预计存放30万台服务器），因为 山洞结构可以散热，有得天独厚的自然条件 （也是为了散热），总占地面积约为47万平方米，隧洞面积超过3万平方米，能塞下4个标准足球场还有富余。

微软要在苏格兰奥克尼群岛附近沉没一个像集装箱一样大的数据中心，不仅需要廉价的电力，免费的散热设备，还需要接近世界一半人口的居住地。建在这里的最大希望是，能够有一个真正低温且成本便宜的数据中心，运行更频繁且发生故障的次数更少。

更节省资源

为服务器建造潜水艇听起来可能很昂贵，但是考虑到总体拥有成本，其中大部分是前期准备，管理微软研究项目的本·卡特勒在接受采访时对数据中心知识说。他说：“我们认为该结构可能比今天的数据中心更简单、更统一。虽然所有这些都仍然是假设的，但是最终期望实际上可能会有成本优势，更便宜。”

将计算机置于水下并不是什么新鲜事，不仅对于Microsoft而言。海洋科学家已经做了很长时间了，但是还没有大规模地这样做。海洋工业在建造大型结构，冷却船舶发动机以及处理在水下表面堆积的藤壶方面具有丰富的经验。卡特勒说：“与人们几十年来在海洋中所做的事情相比，我们所做的事情相对温和。我们处于相对较浅的深度，而且这数据中心相对较小。”

供应链已基本到位

微软可以利用其硬件专业知识和供应链，用商品服务器填充水下数据中心。实际上，“ Northern Isles数据中心”中的12个机架，864个服务器和FPGA板是来自旱地上的Microsoft Azure数据中心。圆柱形外壳是由一家知名的海洋工程公司Naval Group制造的，如果这个想法得以流行和可实施，就可以批量生产和运输。

卡特勒说，时间框架和经济性与在陆地上建立数据中心大不相同。“不是建设项目，而是制造产品，它在工厂中制造，就像我们放入其中的计算机一样，现在我们使用标准的物流供应链将它们运送到任何地方。 然后还需要乘坐渡轮穿越英吉利海峡，穿越英国，再乘另一艘渡轮到奥克尼群岛，然后将其装在驳船上进行部署。

能够更快地部署不仅意味着更快地扩张，还意味着没有提前花钱。卡特勒说：“在某些情况下，我们需要18个月或2年的时间才能建立新的数据中心。想象一下，如果我只是将它们作为标准库存，那么我可以在90天内迅速将它们送到任何地方。现在资金成本有很大不同，因为不必像现在这样提前建造东西。只要我们处在这种模式下，我们的Web服务以及随之而来的数据中心都将呈指数级增长，那就是巨大的杠杆作用。”

停机也可以节省保修

在将所有服务器替换为新服务器之前，一次将数据中心停机5到10年与许多云服务器的生命周期没有太大区别，随着新硬件的出现，云服务器可能会重新用于不同的服务。五年的承诺意味着可以节省更多的预付款。

卡特勒指出：“如果还是维持旧的方案，保修成本可能很高。就我们而言，也许我们会把它退回给供应商，但这种维持不下去。”因为这些保修成本很高，每个组件供应商都必须保持所售组件的库存，以保证产品使用寿命。他解释说，英特尔可能每年都会推出一种新芯片，但是它必须保持五年来的库存。“就我们而言，一切麻烦都消失了。我们将其放到那里，我们就完成了任务。我们永远不会再找供应商说更换该磁盘驱动器，因为到了五年后，我们也不用管理这些东西。”

规模可大可小

尽管Orkney数据中心是单个模块，但Cutler设想将多个模块连接在一起以实现规模化，也许需要一个用于连接和配电的中央节点，将它们像常规数据中心中的机架排一样对待。容器间延迟将类似于大型数据中心网络中的延迟。一些较大的Azure数据中心相距一英里。

Microsoft数据中心中的每个机架顶交换机都连接到骨干交换机，这些骨干交换机在该行的所有机架上串扰。下一级，主干交换机彼此交叉连接。“这些东西之间可能有相当大的距离。如果我们在水中放很多，那就没什么不同了。”

在边缘部署中，单个模块可能是Azure Stack的理想选择，该Azure Stack可为越来越多地部署在海底的勘探石油和天然气钻井平台处理地震数据。

绿色资源潜力

一旦水下数据中心启动并运行，电力和冷却成本就会降低。Project Natick的第一个小得多的版本（Microsoft研究工作的代号）具有一个带有不同阀门的歧管，以使团队可以尝试不同的冷却策略。PUE为1.07（Microsoft最新一代数据中心的PUE为1.125）。据卡特勒估计，如果没有歧管，该成本将低至1.3。

另外，这一次没有外部热交换器。他说：“我们正在通过机架后部的热交换器将原海水吸入并再次排出。”他指出，这是用于冷却船舶和潜艇的相同技术。水流的速度应阻止藤壶的生长。该冷却系统可以应对非常高的功率密度，例如用于重型高性能计算和AI工作负载的装有GPU的服务器所需的功率密度。

北岛数据中心利用了欧洲海洋能源中心的潮汐发生器。Microsoft设想将海洋数据中心与这些离岸能源一起使用。但是未来的版本也可能拥有自己的发电能力。

“潮流是一种可靠的，可预测的东西；我们知道何时会发生。”卡特勒说。“想象一下，我们有潮汐能，我们有电池存储，因此您可以在整个24小时周期和整个月球周期内保持平稳行驶。”

代替备用发电机和装满电池的房间，Microsoft可以过量提供潮汐发电量以确保可靠性（例如，潮汐涡轮机由13台代替了10台）。“最终您会得到一个更简单的系统，该系统是完全可再生的，并且具有最小的占地面积。”

没有增加本地资源的负担

这种设备使用海洋供电和制冷的环境影响相对较小，这使得在更多地方部署数据中心变得更加容易。

现代数据中心的制冷更多地依靠水而不是电力。卡特勒解释说：“过去用于冷却的功率令人难以置信，随着时间的推移，我们已经能够将功率大幅降低。但是水被用来增强冷却效果。”

数据中心通常有一条通往城市供水的管道，这在发达国家的许多地方都可以，但在其他地方则没有。卡特勒和他的团队喜欢这样的想法：将数据中心带到发展中国家的某个地方，而不会对当地的水或电力供应施加任何限制。“对电力网没有压力，对供水没有压力，但是我们带来了更多的计算机资源。”

微软的海底数据中心就有点像谷歌在南极的数据中心，这些地处特殊地理环境的数据中心都有很多的优势，比如：

1、海底拥有足够大的发展空间和土地面积，在海底建设数据中心根本不用担心以往在陆地上建设数据中心遇到的种种问题。

2、节能节电，这应该是海底数据中心最大的优势，毕竟一座数据中心最大的运营成本就是电费，如果温度高还需要更多的散热空调产生的电费，但是在海底，不仅基础温度低，而且水冷散热也能大大降低数据中心的温度，所以把数据中心建在海底，对于微软的制冷成本可以大大降低，这也有利于客户。

3、运输成本低，海运是最廉价的运输方式，建设过程中物流成本较低。

4、很多人可能觉得海底数据中心维护起来很麻烦，还得潜水，但是实际上维护成本并没有想象的高，因为机房可以升出海面维护，并不需要潜水。

所以说，数据中心如今根本不需要在大城市或者发达地区建设，就像贵州大数据把机房放在山上，除了安全战略以外，海拔高的地方温度低，散热方便，而且还有便宜的水电可供使用，微软把数据中心放在海底也是处于类似的考虑，随着技术的不断成熟，未来在海底部署数据中心的公司也可能越来越多。

现在的众多的高 科技 企业都在做一个共同的新方向，就是在数据中心业务上将属于本企业的核心数据来说，都是将本企业的数据中心沉入海底，那么下面和大家一起来说一说为何这些高 科技 企业会做出这样的选择。

利用海水的低温来为数据中心来散文，从而能够减少电能的消耗，很多用户可能对于这个原因是比较模糊的，认为这些高 科技 企业的收入都是非常的高的，而对于这些电能的资金消耗又会有怎么样的在乎的，其实这个还是有一定的理由的，因为这些庞大的数据中心所能够产生的热量是非常的大的，如果是建设在陆地上的话，那么必须要有一个专门为之散热的装备。

而且这些专门散热的装备来说，其实每年所要消耗的电能来说，其实无疑是巨大的，即便是对于收入很多的高 科技 企业来说，其实一笔不菲的支出，所要想办法能够减少支出，也是这些企业要想的办法。

曾经有这样的一组数据说，这类型的数据中心来说，其总共包含有投资成本和运营成本，还有重要的就是能源成本，而其中的电力损耗的成本就需要达到所有成本的20%左右的份额，所有这就是为何众多高 科技 企业将自己的数据中心放在水中的重要原因。

从这方面就能够看到，其实企业的数据中心的制冷消耗的电力所占据的比重也是很大的，而将数据中心放到水中，一方面能够降低电能的耗损，另外一方面还能够使得自己的数据中心更加安全。

最后，对于说高 科技 企业将自己的数据中心放到水中的这样的做法来说，在这里给大家做一个总结，其实本质的原因就是为了能够给企业节省费用，还有一个方面的原因就是更加能够保护器安全性，那么大家还有什么不同的看法，可以在下方留言，咱们一起探讨！

微软每天都要运行大量的数据，所以数据中心就是微软的大脑。随着计算能力的提高和运营速度的加快，公司的数据中心可以正常运行。良好的散热条件是非常必要的。除了做好热处理工作外，还必须考虑降低能耗和降低企业成本。

研究发现，运行一个单一的数据至少占电力成本的20%，而热耗散占电力成本的42%。如果你每年投入资金来处理操作数据所产生的热量，其成本无疑是巨大的。散热不好，机器会出故障，整个系统会瘫痪，散热是必要和重要的。

让我们看看一些最常见的散热方法，风冷，液体冷却，半导体和化学制冷。其中，空冷和液冷具有成本低、使用方便、半导体和化学制冷成本高、大量使用成本高、耗电量大等优点。与公司利润的目的相冲突。因此，最好选择一种低成本的散热方式。在液体冷却的情况下，水是最好的冷却工具。水的蒸发吸收热量，这是众所周知的物理原理，也就是说，微软把数据中心放在水里，而不是电里来散热。同时带走大量的热量，节能环保，操作简单方便。

作为冷却工艺这碗饭吃了快20年的专业人士，毫不客气地说，专家在数据中心冷却方面过于幼稚，当然也包含微软与脸书在内。

一、对数据安全的恐惧，导致能源浪费：马云提到，阿里数据中心停用一分钟可能有几个亿的损失。

实际服务器核心发热件正常工作温度是80度，即使按60度控制，仍然远远达不到强制制冷的工艺条件。这个温度是自然冷能就可以控制的范围。自然冷能的合理能耗小于发热量的2％，对应PUE为1．02。再低已经没有意义，不如在服务器方面挖潜。服务器芯片之外降耗10％不存在任何技术问题。

二、沉入海底

打造绿色节能大数据中心 湖南移动5G低碳运营助力双碳绿色行动

液冷数据中心是指应用液冷技术和液冷服务器等设备的数据中心，与传统风冷服务器相比，液冷服务器的热量导出方式不同。

蓝海大脑作为专业数据中心厂商之一认为液冷数据中心节能减排技术主要有以下几点：

1、充分利用机房楼顶空间，清洁的太阳能光伏直接并网发电技术，即发即用，在节能的同时还极大减少污染物排放。

2、液冷数据中心冷冻站通过板式换热系统，实现极致水侧免费冷却，华北地区全年超过94%的时间可利用室外自然冷源免费冷却。

3、采用AHU(Air Handle Unit)风墙冷却技术，通过与高温耐腐蚀服务器配合，采用全新气流组织方案，解决了空气污染及腐蚀难题，全年100%实现风侧免费冷却。

4、自研“蜂巢”预制模块技术，采用无架空地板设计，全面支持整机柜部署，在保证高质量交付的同时，成本持续下降，建设工期缩短一半。

5、液冷数据中心污水回收再利用技术，冷却水系统节水率为44.8%，液冷数据中心园区年均节水量可达到48万吨。

6、采用共享电源、共享风扇架构，部件全部标准化、模块化、一体化，支持40摄氏度环境温度长期运行。总拥有成本(TCO)降低15%~35%，交付效率提升20倍，日可交付能力超过1万台。

7、深度学习服务器集群全面混部并采用智能流量调度系统，大幅提升服务器利用率，降低冗余服务器数量⌄通过智能液冷数据中心节电技术，在同样供电能力下，可增加25%以上的算力。

8、智能决策运维平台，由监控系统、统一管理平台、大数据分析平台、策略决策平台四大模块组成。其故障定位准确率达92%，停电恢复时间由10分钟缩短到30秒。

9、随着液冷技术发展，PUE值更低，优势更为突出。吕天文给记者算了一道数学题：在我国现阶段，终端用户每使用1kWh 电能，火力发电厂就要排放 0.86kg 的二氧化碳，液冷 PUE（1.2）低于传统风冷 PUE（1.8）至少50%，意味着众多数据中心的能耗，能够至少减少50%，碳排放量也将减少50%。

蓝海大脑液冷数据中心机柜冷板式、浸没式两种液冷数据中心解决方案，具有高性能、高密度、扩展性强、低碳绿色节能等特点。液冷机柜支持4~8台液冷服务器，每台液冷服务器支持1~16块 GPU显卡，适用于深度学习训练及推理、生命科学、医药研发、虚拟仿真等场景，液冷解决方案覆盖服务器、水冷工作站、数据中心等多种产品形态。

型号 蓝海大脑液冷解决方案

英特尔

处理器 Intel Xeon Gold 6240R 24C/48T,2.4GHz,35.75MB,DDR4 2933,Turbo,HT,165W.1TB

Intel Xeon Gold 6258R 28C/56T,2.7GHz,38.55MB,DDR4 2933,Turbo,HT,205W.1TB

Intel Xeon W-3265 24C/48T 2.7GHz 33MB 205W DDR4 2933 1TB

Intel Xeon Platinum 8280 28C/56T 2.7GHz 38.5MB,DDR4 2933,Turbo,HT 205W 1TB

Intel Xeon Platinum 9242 48C/96T 3.8GHz 71.5MB L2,DDR4 3200,HT 350W 1TB

Intel Xeon Platinum 9282 56C/112T 3.8GHz 71.5MB L2,DDR4 3200,HT 400W 1TB

AMD

处理器 AMD锐龙Threadripper Pro 3945WX 4.0GHz/12核/64M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 3955WX 3.9GHz/16核/64M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 3975WX 3.5GHz/32核/128M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 3995WX 2.7GHz/64核/256M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 5945WX 4.1G 12核/64M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 5955WX 4.0G 16核/64M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 5965WX 3.8G 24核/128M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 5975WX 3.6G 32核/128M/3200/280W

AMD锐龙Threadripper Pro 5995WX 2.7G 64核/256M/3200/280W

显卡 NVIDIA A100×4, NVIDIA GV100×4

NVIDIA RTX 3090×4, NVIDIA RTX 3090TI×4,

NVIDIA RTX 8000×4, NVIDIA RTX A6000×4,

NVIDIA Quadro P2000×4,NVIDIA Quadro P2200×4

硬盘 NVMe.2 SSD: 512GB，1TB； M.2 PCIe - Solid State Drive (SSD),

SATA SSD: 1024TB, 2048TB, 5120TB

SAS:10000rpm&15000rpm,600GB,1.2TGB,1.8TB

HDD : 1TB，2TB,4TB,6TB,10TB

外形规格 立式机箱

210尺寸mm（高*深*宽) : 726 x 616 x 266

210A尺寸mm（高*深*宽) : 666 x 626 x 290

210B尺寸mm（高*深*宽) : 697 x 692 x 306

声卡：7.1通道田声卡

机柜安装 : 前置机柜面板或倒轨（可选）

电源 功率 : 1300W×22000W×1

软件环境 可预装 CUDA、Driver、Cudnn、NCCL、TensorRT、Python、Opencv 等底层加速库、选装 Tensorflow、Caffe、Pytorch、MXnet 等深度学习框架。

前置接口 USB3.2 GEN2 Type-C×4

指承灯电和硬盘LED

灵动扩展区 : 29合1读卡器，eSATA，1394，PCIe接口（可选）

读卡器 : 9合1SD读卡器（可选）

模拟音频 : 立体声、麦克风

后置接口 PS2接口 : 可选

串行接口 : 可选

USB3.2 GEN2 Type-C×2

网络接口 : 双万兆 (RJ45)

IEEE 1394 : 扩展卡口

模拟音频 : 集成声卡 3口

连接线 专用屏蔽电缆（信号电缆和电源电缆）

资料袋 使用手册、光盘1张、机械键盘、鼠标、装箱单、产品合格证等

全面推动数字经济再发展，竟然需要它的加持力！

绿色是高质量发展底色。为加快绿色数据中心建设，湖南移动推动清洁能源安全高效利用，以完善能源管控、引导能源结构升级为目标，聚焦低碳建设、低碳运维两个关键环节，一方面加强数据中心的节能降耗能力打造，多举措降低供电损耗、提升设备效能，另一方面加快5G基站用能转型，完成能源改造后的5G基站可节省30%用电量，为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。

数据中心智慧化系统应用

打造绿色节能大数据中心智慧管理心中有”数“

移动互联网时代，数据是最重要的资源之一，而数据中心作为承载数据的新型基础设施，重要程度不言而喻。但随着互联网产业的蓬勃发展，大型数据中心的耗能和碳排放也日益加重。因此，打造绿色数据中心，降低数据中心碳排放势在必行。

湖南移动在株洲数据中心规划之初，就优先考虑节能减排，从建筑格局、外形结构、体形系数等方面着手，大力推广标准化绿色节能设计。不仅在建筑设计、材料选择等方面开展环保评估，在电源和空调等配套设备选型上坚持应用绿色先进技术，其中电源设备采用巴拿马电源技术，通过10KV直接输入，DC240V输出供ICT设备使用，化繁为简，将原本若干套设备精简集成为一套设备，提高3％电源转换效率，节省电费的同时还能节约投资、节约机房面积，实现快速部署。

数据中心设备功能强大，但会产生大量热量，而服务器、处理器必须在一定温度以下才能保持最佳性能，空调制冷系统就成为耗电“大户”。湖南移动在空调设备方面，采用水冷空调、水泵变频、热管冷却等技术，利用高压离心式冷水机组+板式换热器+开式冷却塔系统，在冬季充分利用自然冷源，减少冷水机组机械制冷的运行时间，再叠加新型空调末端技术，直接就近对设备进行冷却，进一步降低制冷传输造成的能耗。以上多种技术相结合，使空调制冷系统的能效比提升近一倍。

数据中心空调新技术应用

为推进智慧化数据中心运维管理，湖南移动搭建了数据中心能耗管理平台、IDC集中运维平台，通过分析楼栋、机房、设备的能耗数据，定位IT设备、供电、空调等高能耗点位，并根据IDC业务运行数据的实时监控，输出自适应的调优维护策略，通过空调运行参数优化、主设备运行调优，使各设备处于整体能耗最优模式下运行，也避免了因局部热岛问题导致整体能耗升高问题，实现了智慧制冷，确保数据中心低能耗、高性能运行。

MIMO电源+太阳能 打造5G基站低碳示范站

图为应用太阳能清洁能源的5G低碳基站

5G基站的耗电量有多大？来自湖南移动数据显示，基站耗电量占整个移动通信网络能耗的60%，5G基站功耗是4G基站的3倍。因此，提高5G基站自身的节能降耗水平，是5G发展和通信业助力全 社会 实现双碳目标的重要基础。

5G低碳基站示范站一体化能源柜

湖南移动以5G组网架构为演进方向，开展全网CRAN化改造，采用“一站一柜”的低碳建网方案，将主设备、空调、电源、电池集成在一体化室外能源机柜内，逐步替代传统土建机房，再结合“MIMO电源+太阳能”的叠光运行方案，利用太阳能资源为基站供电和电池充电，节省基站市电直接使用量，再通过引入MIMO电源技术，实现太阳能、市电、发电机组等多能源的接入，保障网络安全稳定运行。在空调设备新技术应用方面，通过“重力热管型双循环空调+封闭热通道”的机柜级制冷方式，直接就近对设备进行冷却，可大量节省制冷量，降低能耗。

为推进5G基站绿色运维、降本增效，湖南移动在一体化能源柜基础上搭建了基站能耗智慧管理平台，集成“AI+大数据+IoT+电力电子+储能技术+传感技术”于一体，可免电表实现每个设备的电量精确测量，用电足迹精确可视。智慧平台将能源与业务联动，实现设备远程上下电控制，以及空调精确制冷。

“未来，湖南移动将继续推广5G低碳基站应用。”湖南移动相关负责人表示，湖南移动还将同时开展零碳基站研究，加大5G+能源应用推广，以“节能、洁能、赋能”计划为纲要，助力全 社会 实现双碳目标。

图为一体化能源柜内电源监控模块

随着数字经济的持续发展，社会各领域呈现出数据处理需求爆炸性增长的态势，随之而来的是互联网数据中心的迅猛发展。但我们也必须看到，隐藏在这一片繁荣发展景象的却是能源消耗巨大的危机。

数据中心是数字经济发展的基础设施，其快速发展有效地推进了数字经济的蓬勃发展。相关研究数据显示，数据中心的数量处于持续增加的状态。2019年，中国数据中心的数量已达到7.4万个，其中，业已建成的大型和超大型数据中心的数量约为12.7%。而中国数字经济的增加值规模也已经从2005年的2.6万亿元发展至2019年的35.8万亿元，数字经济在GDP（国内生产总值）中所占的比重也从2005年的14.2%逐渐增加至2019年的36.2%。

不可否认的是，数据中心的迅速发展，既推进着繁荣的诞生，同时也在衍生出环境污染、能源消耗、资源浪费等一系列问题。

相关数据显示，2018年，全国数据中心的总用电量达到1608.89亿千瓦时，占中国全社会用电量的2.35%；预计至2023年，中国数据中心总用电量将达到2667.92亿千瓦时，年复合增长率达到10.64%。除了耗电量高之外，数据中心使用的大比例化石能源所带来的空气污染与碳排放问题也尤为突出。比如，在2018年的用电总量中约有1171.81亿千瓦属于火电。而在使用这部分电量的过程中，共计排放了9855万吨的二氧化碳、2.34万吨的二氧化硫、2.23万吨的二氧化物和0.49万吨的烟尘。这组数据展示出的问题是非常严重的，由此衍生出的负面影响更是值得各界人士重视的。

为了解决这个问题，国家近年来陆续出台了一系列相关政策，积极引导全国各地的数据中心一齐朝着绿色节能环保的方向有序发展。

2019年，《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》发布，提出“ 到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用 。”可见，国家对于数据中心的能源消耗情况予以了高度的关注。

2020年8月，国家工信部、发改委、商务部等六个部门发布《关于组织开展国家绿色数据中心(2020年)推荐工作的通知》，联合组织开展2020年度国家绿色数据中心推荐工作，其中能源资源使用情况在评价指标分值中的权重达到了67%。此外，国家还要求各地依据《绿色数据中心评价指标体系》，在数据中心的重点应用领域（如：生产制造、电信、互联网、公共机构、能源、金融、电子商务等），选出一批优秀的数据中心进行推荐。其中，能效水平高、技术先进、管理完善、代表性强，“具有清晰、完整的物理边界，拥有独立的供配电和符合《绿色高效制冷行动方案》要求的制冷系统”，这些内容被视为各地推荐数据中心时必须考量的一些因素和条件。

在这样的政策背景和市场条件下，开发新型技术及运作模式，提升数据中心的效率，并降低能耗，这已经明显成为行业发展的大势所趋。

时下，降低能耗已明显成为数据中心建设的首要目标。部分数据中心通过开发风能、太阳能等各类可再生能源，来实现绿色节能目。同时，也需要探索新型节能技术（比如制冷节能技术、虚拟化技术、高压直流供电技术、变频技术等各类技术），来支撑绿色数据中心的建设。

技术应用：强悍制冷的浸没相变液冷技术

数据中心的制冷系统依然以风冷为主，但这种传统方式已经很难实现节能目标 。 浸没相变液冷技术将所有计算部件浸没于液态冷媒中，通过液体相变为气体带走热量。这种技术能够将系统性能提升5%，同时将PUE（数据中心总设备能耗）降至1.04（全球数据中心PUE平均值约为1.58，PUE值越低，说明数据中心越节能）。

我们可以这样理解：如果采用这种技术，只需要40瓦的功率，即可冷却1000瓦的设备；而如果采用风冷技术系统，要想实现这一冷却目标，则需要消耗的功率约在500瓦至1000瓦。如果国内所有数据中心都采用这种浸没液冷技术转化产品，那么每年节约的电能可达到400亿千瓦时，约为三峡电站目前全年发电量最大值的39%（2018年的发电量为目前的最大发电值——1016亿千瓦时）。

技术应用：脑洞大开的水下数据中心部署

2014年，一位微软员工大开脑洞，提出了构建水下数据中心的想法。为了更好地落实这项决策，微软与在潜艇制造方面颇有经验的法国Naval集团联手，共同建造了一个大型水下数据中心。他们采用了原本用于冷却潜艇的热交换过程来为12个服务器机架实施冷却降温，此外还配备了864台服务器和冷却系统基础设施。

2018年6月，这个代号为“Northern Isles（北方群岛）”的水下数据中心在法国组装完毕之后，被迅速地部署在苏格兰奥克尼群岛附近的海底。接下来，微软的项目团队持续密切关注该数据中心的运作情况，并从能耗、内部湿度、声音以及温度等方面进行了全面的、专门的监测。目前，该项目技术的应用与验证效果尚未公布。

总体而言，无论是从经济效益还是环境效益来说，尖端科技具有多样化场景化应用的天然优势。因此，当人们尝试将尖端科技的力量加持于数据中心能耗问题处理之上，必然可以带来更多的问题解决逻辑和场景优化的可能性，这也是人们积极地打开脑洞、为各类尖端科技探寻落地路径的根源所在。

编者注：在这个蓬勃发展的新经济时代，尖端科技的现实落地、环保节能产品的转化应用，这已经成为关键的社会生产与发展要素。我们希望，有更多领先技术的研究者、组织机构、生态伙伴都能够积极参与到电子节能产品转化与技术转移的建设中来，全面推进国家的经济建设。

参考资料：

[1]《点亮绿色云端：中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》. 国际环保组织绿色和平与华北电力大学联合发布

[2]《厉害了，微软要在海底建立数据中心》. 柠萌编译，都保杰编辑

[3]《中国公司“黑科技”突破了计算机节能极限》. http://www.360diannao.net/keji/334385.html

[4]《曙光“全浸没液冷”技术让节能不再“靠天吃饭”》. 环球科技

[5] ，侵删。

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