當你通過移動通訊設備連接信息世界時，在某個數據中心里的IT設備，正高速處理海量密集的數據。

“數據中心已成為數字經濟的載體和戰略基礎設施。”中國電信云網運營部總經理劉志勇對《瞭望東方周刊》說。

數字化浪潮的到來，讓以IDC（互聯網數據中心）為核心的DICT（數據、信息技術、計算機技術、通信技術生態圈）業務成為數字經濟的基礎和信息化發展的重要驅動力。而隨著未來5G與物聯網的普遍應用，整個社會帶來的數據處理需求將繼續擴增。

與此同時，數據中心也是耗能大戶。工信部數據顯示，截至目前，我國數據中心全年耗電量約占我國全社會用電量的2%以上。

新基建風起，數字經濟蓬勃發展，如何加快老舊數據中心節能改造，并實現數據中心綠色運營？

“讓智慧節能方案落地，并推廣開來。”中國電信研究院副院長陳運清告訴《瞭望東方周刊》，“人工智能可以適應未來數據中心越來越精細化和定制化的節能需求，而數據中心節能是人工智能的理想應用場景。”

能耗困局

如今驅車進入內蒙古或者貴州省，在高速公路兩側的巨大廣告牌上，時常可以看見以“數據中心”“云經濟”為關鍵詞的標語。

烏蘭察布的數據中心

為什么這些新興的產業基礎設施偏愛落地在“偏遠”的西部？其中邏輯并不難理解，選擇背后是數據中心對節能的需求。

數據中心的IT設備（服務器、交換機等）要正常運轉，就需要一個相對穩定而低溫的環境。貴州省天然低日照，溫度和濕度有利于數據中心的建設與運營；內蒙古不僅氣溫較低，同時還有太陽能和風力發電等優越的綠色能源供應條件，適于數據中心綠色發展的需要。

不過，節能方案不能只依靠區域自然條件。

“超大城市、大城市是數據需求大的地方。”劉志勇說，在北上廣深等熱點區域建設大型數據中心是這些城市發展數字經濟的剛需，而數據中心資源則相對緊缺，已建設的數據中心資源利用率較高。

顯然，上述的熱點區域，并不具有節能的自然條件優勢。

那么，數據中心的能耗到底有多大？據國際環保組織綠色和平與華北電力大學發布的《點亮綠色云端：中國數據中心能耗與可再生能源使用潛力研究》，2018年，我國數據中心用電總量為1608.89億千瓦時，這已超過了當年上海全社會用電總量（1566.7億千瓦），占中國全社會用電量的2.35%，占第三產業用電量的14.9%。

劉志勇表示，根據預測，2020年國內數據中心年耗電量約為2045億千瓦時，占社會用電量的2.7%，2025年這一數據將達到約3950億千瓦時，占全社會用電量的4.1%。

要發展數字經濟，就需要數據中心這一新型基礎設施的支撐，在電力仍主要依賴于化石燃料的當下，數據中心能耗的巨大，使得看上去“無煙”的數字經濟，成為增加全球碳排放的隱形推手。

微觀來看，更迫切的問題是，數據中心的建設與擴張，對地方電力系統提出巨大挑戰，很多城市不得不推出限制政策以保證電力系統不會被數據中心壓垮。

另一方面，數據中心若不解決能耗困局，每年交付的電費成本也帶來巨大的負擔。劉志勇表示：“IDC等大數據中心電費成本占數據中心運營成本的60%70%，能耗占收入比約10%~15%，對數據中心行業可持續、良性發展帶來了一定影響。”

中國電信集團目前擁有超過683個星級IDC機樓，40萬機架，預計2021年底將達到60萬機架，隨著數字經濟進一步發展，相關業務需求仍將繼續增長。

2019年2月，工信部、國家機關事務管理局、國家能源局出臺《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》，要求到2022年“數據中心平均能耗基本達到國際先進水平，新建大型、超大型數據中心的PUE（電源使用效率）達到1.4以下”。

中國電信集團已經按照國家規定嚴控新增機房PUE，但業務需求增長為必然，預計IDC能耗增速超15%，尤其是城市群所在熱點區域，能耗增速將更快。根據預測，2021年IDC能耗將達到60億度以上，占集團總能耗25%。

“節能是必然之舉，大勢所趨。”陳運清說。找到有效節能方案，提高能效，成為數據中心行業近兩年關注的焦點話題。

人工智能登場

數據中心能耗大的地方，主要集中在IT設備能耗和機房空調能耗（空調室內機、水冷機組、蓄電池組等），前者占六成，后者占四成。

陳運清介紹，一般而言，降低數據中心能耗，提高能效，著重在于空調功耗的優化降低，以及后續IT功耗優化。

例如，根據數據中心不同的冷卻方式，提出不同的優化方案，風冷機房偏重優化空調運行溫濕度參數，減少冗余機組的無效運行時間，冷水機組則注重水溫、泵、冷塔和末端空調的參數優化等。

劉志勇表示，中國電信前期主營固網業務，因此關注數據中心節能較早，在2005年以前，已經開始發布數據中心能源管理指導手冊，并陸續把節能減排指標納入考核，2012年后探索了多種節能手段，其中就包括上述的技術措施。2018年，對數據中心能耗的精確管控，讓中國電信集團節費7000萬元。

值得關注的是，早期數據中心的建設標準、設備選型和運營理念，都沒有把節能作為設計重點，相比于如今建設的主流數據中心，PUE都較高，對于存量的改造，就是一大難題。

這些早期數據中心缺少“彈性”，難以適應業務靈活部署的需求，導致機房機架和電力資源利用率不足。舉例來說，有時一項業務只需調用部分IT設備，但由于早期數據中心供電架構的限制，冷卻設備需要全開以維持溫濕度，這就造成了一定的電力資源浪費；調整空調參數，也需要人工巡檢和監測，保證在溫濕度節能優化條件下機房正常運營。

陳運清表示：“數據中心節能的重中之重是提高能效，讓電力資源得到充分利用，減少不必要的浪費。未來的業務需求，一定是更加靈活化和定制化，對存量數據中心的節能改造也要瞄準這個需求。”

數據中心是典型的重資產，運維管理工作量繁雜，隨著未來業務需求的多元化，如果依然采用傳統的方式進行管理，其難度將無法想象。在這一趨勢下，傳統的節能手段漸漸無法滿足數據中心節能要求。“人工智能恰恰可以提供新的方向。”陳運清說。

目前，中國電信集團已經通過智能巡檢機器人、傳感器實現數據中心能耗數據的大規模采集，從而實現數據的關聯分析，預測未來能耗等核心參數。截至2020年上半年已完成8個節能試點，下半年計劃完成18個試點機房的智慧節能部署。

例如，中國電信集團與協作廠商允登科技合作，利用智能巡檢機器人及傳感器技術，實現數據中心全天候、全方位、全自主智能巡檢和監控，由中國電信后臺云大腦提供預測和可視化分析，進行機房智能化管理，完成了4個省公司的節能試點。

這種節能手段，并不會影響數據中心本身的運營，即在設備維持運轉、業務不受影響的基礎上，可實現直接落地。

劉志勇對本刊記者表示，從試點效果來看，2020年上半年，在8個智慧節能市電機房實現近節電500萬元，節能率10%左右，預計2020年全年在全部18個市電機房將節省電費1000萬元。

實現規模化效應

近日，工信部公示了《國家綠色數據中心先進適用技術產品目錄（2020）》，包括 “機房環境參數測量分析及AI節能優化技術”等63件技術產品列入其中。

“數據中心節能是人工智能技術大展身手的理想場景，數據量越大，人工智能學習效果越好，而數據中心的能耗數據可以讓人工智能充分學習。從節能上看，將智慧節能方案推廣出去，能實現規模化的節能效果。”陳運清說。

傳統的節能方式，可以概括為“專家會診、人工調整”；現階段，中國電信集團采用的智慧節能方案，則是“AI分析，人工調整優化”；未來，則將實現部分現場設備的自動控制節能運行，最終實現全自動節能控制。

據悉，中國電信集團預計2020年底可實現100個以上數據中心的智慧節能規模化部署和推廣，目前正在建設集團級AI節能能力平臺，將數據中心機房環境參數、能耗參數納入集團大數據平臺，實現數據統一入湖、統一建模，進一步優化節能策略，預計可實現5000萬以上的電費量級的節能效果。

“2021年，在今年成果基礎上，進一步擴大規模，將數據中心智慧化節能和5G基站節能試點項目規模部署到全國31個省公司。”劉志勇說。

從2013年開始，工信部陸續通過聯合四部委印發《關于數據中心建設布局的指導意見》，更新《全國數據中心應用發展指引》，省市層面也陸續出臺政策規范引導數據中心建設。全國對外服務型數據中心的平均PUE已從2013年的2.0以上降至2019年的近1.6，顯示出我國數據中心能效水平整體提升。

2020年8月，工信部、國家發改委、商務部、國管局、銀保監會、能源局等六部門發布《關于組織開展國家綠色數據中心（2020年）推薦工作的通知》，工信部、國家發改委、商務部等將聯合組織開展2020年度國家綠色數據中心推薦工作，其中能源資源使用情況占據評價指標分值高的權重，高達67%。

由此可見，綠色運營已經成為數據中心的必然趨勢。

根據《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》的要求，中國電信集團的標準是，在2016年后新建的大型云計算數據中心PUE值力爭控制在1.7以下，2017年以后新建的則控制在1.4以下，存量改造后的控制在1.8以下。

“通過在數據中心規模化部署AI智慧化節能方案，可以提供進一步的節能空間，將老舊數據中心PUE較容易地從2.0降到1.7左右，整體節能15%以上，可實現年節電費3億元。”劉志勇說。

而針對新建數據中心，劉志勇表示，中國電信集團已經制定并下發綠色數據中心建設指南，在建設階段進行標準化智慧節能部署，“使得新建數據中心在運行伊始就具備智慧化AI節能的能力。”