大家好，如果您还对揭秘数据中心能源消耗问题：探索降低三峡地区数据中心能耗的有效策略不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享揭秘数据中心能源消耗问题：探索降低三峡地区数据中心能耗的有效策略的知识，包括的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
耗电大户-数据中心
7月13日晚间，热门视频平台哔哩哔哩服务器发生故障，无数网友突然之间无法收看B站的视频。这一事件迅速在网上引起轩然大波，也引发了人们对于数据安全的担忧。
随着近年来我国数字经济的蓬勃发展，全社会对于数据与算力的需求也在持续增加。而建造大型、超大型的数据中心，无疑是保障数据安全，缓解算力需求的必经之路。然而，这又带来了另一个广受社会关切的问题——数据中心的高额能耗。
去年9月，中国在联合国大会上承诺，努力争取在2060年前实现碳中和。所谓的“碳中和”，就是让二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量，从而使得大气中二氧化碳总量不再增加。
近几十年来，排放量是不断增加的
全世界还有很多国家要发展，实现“碳中和”难度很大
（参考：IEA）▼
为了实现这一目标，必须节能减排，淘汰过剩的落后产能，通过科技创新提升产业能效。因此，降低数据中心的能耗，是中国在实现碳中和的道路上必须解决的难题。
（图：壹图网）▼
数据中心有多耗电？
所谓的数据中心，就是集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所，包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。根据所有性质或服务对象不同，可分为互联网数据中心和企业数据中心；按照规模划分，可分为超大型、大型和中小型。
按照工信部对数据中心规模的等级划分
中小型数据中心的规模小于3000标准机架
大型数据中心规模在3000-10000标准机架之间
10000标准机架规模以上为超大型数据中心▼
数据中心是促进 5G、人工智能、云计算等新一代数字技术发展的数据中枢和算力载体。数字经济，离不开数据中心传递、加速、展示、计算、存储数据信息。
看片儿卡顿可以有很多种原因
数据中心忙不过来也是可能性之一▼
然而数据中心可是吞噬电能的巨兽，中国数据中心约占中国全社会用电量的2%。
2%看上去不多？这可是数据中心这一个细分领域的用电量，换个角度看，被认为是过剩产能的水泥行业，一年的用电量也就跟数据中心的用电量差不多。
数据中心的用电量已经约相当于太阳能板块的总发电量
（总用电量接近，但不等于总发电量）▼
如果不看比例，看具体数字，数据中心的用电量就更震撼了：全国的数据中心一年要用掉相当于两个半三峡水电站的年发电量，一座超大型数据中心的年耗电量就可以超过30万人口的城市。
巨量的服务器日夜不停地运转
耗电量其实是非常惊人的
（图：壹图网）▼
说好的高新技术产业，怎么耗电量和过剩产能差不多了？
数据中心是数字经济的基础，为了保证数字经济可高效运转，数据中心必须一年365天时时刻刻在线。而中国的数字经济，规模实在是太庞大了。
一上地铁，放眼望去，全是“数字经济”
大家时间上都在间接使用数据中心
（图：杔格）▼
而这些数据全都储存在数据中心里。
看了一眼我的手机使用时间
深感还有更大的流量潜力没有贡献给互联网大厂...▼
手机内存小，App都把大部分数据储存在云端，而云端的数据其实就是储存在数据中心。
你用手机连上网，惬意地点开一个个App，无论是网购、看新闻、玩游戏、看搞笑视频还是和朋友聊天，或是点开这篇文章，每一次操作都对应着从云端上传或下载数据，数据中心都要耗电。每天数以百亿次计的操作，汇聚成了中国数字经济汹涌澎湃的大合唱，而这背后则是数据中心在电力的涨落中内心持续的沸腾。
游戏玩得越凶，视频刷得越快
这后面就越热
（图：壹图网）▼
这里所说的“沸腾”，正是字面意义上的。
由于数据中心每天要储存、传递、处理这么多数据，耗电量大，其发热是很严重的。如果不及时散热，机器会出故障，系统会瘫痪，就会影响电脑和手机前的网民上网体验，次数多了还会大大降低元器件的使用寿命。
数据中心内部
（图：壹图网）▼
因此，除数据中心IT设备的能耗之外，为数据中心制冷，帮助其散热也要消耗大量电能。另外，供配电系统、照明等其他方面也会耗能，这些耗电量加起来才是数据中心总的耗电量。
相比于堆积巨量的设备
更具重要性的是整体的运营维护、节能提效的能力
对人员和技术的要求其实很高
（图：XX / 图虫创意）▼
数据中心的电能利用效率(Power Usage Effectiveness, PUE) 指的是数据中心全年总耗电量与数据中心的IT设备全年耗电量的比值，PUE数值越高，说明数据中心IT设备之外耗电越多，也就是更多的电被用在了数据中心本身的功能之外，数据中心的电能利用效率越低。
除了计算设备本身用电外
其他用电中，制冷占据最大比例
如果要提高效率，无疑要从制冷方面着手▼
高能耗的数据中心，导致了大量的温室气体排放，给资源和环境带来了巨大的挑战，也会提高“碳中和”目标的实现难度。
截至 2019 年年底，全国超大型数据中心平均PUE为1.46，大型数据中心平均 PUE为 1.55。按照工信部最新印发的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》的要求，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。
因此，预计未来几年，规划在建的超大型、大型数据中心平均设计PUE将进一步降低，我国数据中心的平均PUE还存在很大的节能减排潜力。
从PUE1.55逐步改进到1.36
相当于将八分之一的风力发电
从冷却照明等功能转移到真正创造价值的IT设备上▼
数据中心，还需更多
虽然数据中心是耗能巨兽，但我们一刻也离不开它，它还会愈发壮大起来。
21年前，网民才是小众群体，当时杭州还举办“网络生存比赛”，参赛选手被关在只有电脑和椅子的屋子里，要求通过网络生存下去，结果第一天只有一名选手做到网络订餐和购物。当时的人离开现实，只靠网络完全生存不下去。毕竟，如今的电商之城，当年阿里也才刚拿到软银的投资，连淘宝都还没有，就更别提“饿了么”了。
如今，不管你是饿了还是饱了
在设备面前都是一个可分析、可计算的对象
而这背后，是远方的超大服务器在一刻不停的计算
（图：壹图网）▼
21年后，一个宅男只要有钱，在家里依靠外卖、网购，上网交水电费，完全活得下去。有点本事的，还能在网上找到兼职，理论上完全可以足不出户一直生活。即使是没脱离现实的人，也有不少上班要上网工作，下班回到家刷短视频看网剧，饿了点外卖，现在倒像是离开网络就生存不下去了。
这个时候，要是数据中心突然停电了，那真是要了不少人的老命——近十亿网民的网络世界就此消失。
看到的是外卖小哥
看不到的是背后的系统和数据中心
（图：Chintung Lee图虫创意）▼
数据中心越来越大的耗电量，不仅不利于节能减排，加大了电网负担，还大大提高了数据中心的运行维护成本。
其背后的网店、媒体、办事机构也就无法和你达成交易
自然也就无法创造GDP了▼
根据国家发改委最新统计，当前每消耗1吨标准煤，能够为数据中心直接贡献产值1.1万元，并可贡献88.8万元的数字产业化增加值，同时还可带动各行业数字化转型，间接产生360.5万元的产业数字化市场。
所以，数据中心用了全社会用电量的2%，似乎也不算多。
从性价比来看确实是收益颇高的新一代基础设施
但也是吞噬能源的巨兽，而且需求量还远没有止步
（图：壹图网）▼
然而，数据中心未来耗电量会越来越大。
这是因为随着5G时代的到来，流量将呈现指数级增长，现在每月人均9G至10G好像就不少了，可到以后每月人均流量80G至100G很有可能。这就意味着，为存储读取爆发式的海量数据，数据中心也得以指数级建设。
如果真的能实现稳定可靠随时随地的高速传输
APP所占存储就可以大幅减少，因为一切可储存在云端
但这同样也会导致对云端存储需求的激增
相当于将海量的分散碎片信息都集中管理
（图：XX / 图虫创意）▼
还有工业互联网、物联网和区块链技术发展，以及日渐成熟的自动驾驶等产业，每天产生数据的存储和处理。无论是无人工厂、万物互联下的智能家居还是自动驾驶的汽车，运行时都是海量数据的产生和调用终端。它们这些数据血液的终端组织运行，都仰仗数据血液在数据中心的进出，而更猛烈的用电，则是这颗数据心脏强有力的搏动消耗的能量。
为此，工信部在《新型数据中心发展三年行动计划》中提出，要推动新型数据中心的发展。与传统数据中心相比，新型数据中心一方面是对算力和算效提出了更高要求，另一方面则运用绿色低碳技术，提高能效与安全系数。
目前我们感触最深的还是通过手机联网
与此同时，还有越来越多的设备连入网络
他们对数据交换及其质量的需求更大、更高
（图：壹图网）▼
数据中心能省电吗？
数据中心越来越大的耗电量，不仅不利于节能减排，加大了电网负担，还大大提高了数据中心的运行维护成本。
所以运行维护者也在想方设法给数据中心节能。
数据中心IT设备的能耗之外，供配电系统、照明等其他方面耗能有限，最大头还是为数据中心散热消耗的能量。
以前我们也介绍过俄国人在西伯利亚搞比特币矿场
靠天然低温来降温
（图：shutterstock）▼
为了数据中心的散热，IT巨头们可谓八仙过海，各显神通。微软将数据中心放入海底，Facebook则将其建在北极，而腾讯则在西南喀斯特地貌的山洞中建设数据中心。
微软搞水下数据中心当时也是个大新闻
确实颇具创意但也有很多问题
故障率更低，但是人员很难下水维护
无法做大规模，选址也颇为苛刻
（图：www.microsoft.com/zh-cn/）▼
而且在低温环境中建设数据中心，固然能解决散热问题，可是热量仍白白散失，无法重复利用，有些浪费。通过创新科技来散热，可以减缓“熵增”，更节约，也更环保。
传统的散热办法，简单理解就是用空调系统吹冷风。空气的比热容小，效率比较低。
你手头的电脑就是这么散热的
散热差的可能3A大作就已经烫手了
（图：wikipedia@MrBurns）▼
这就像夏天天气热，吹空调很耗电。想要尽快凉快下来，最快的办法是冲个冷水澡。
这是因为水有很大的比热容，所以同样的温度变化时，同样质量的水吸收的热量最多，而且水的黏度较小，输送时阻力也小，无毒无腐蚀性，是理想的冷却介质。
所以高耗能的重工业普遍还是在用水来冷却设备
（图：壹图网）▼
数据中心也可以“冲个冷水澡”。这就是液冷法，即用冷却水通过冷板将热量从服务器带走，从而实现冷却。
目前，数据中心通常是采用16摄氏度的冷水，流经数据中心的服务器散热，排出的水温在20度左右。这种水由于温度太低而不能再做其它用途，还是有些浪费。假如采用温水，流经需要散热的服务器，温水变热水，用来循环利用，岂不是更加节能环保？
如果能接进我们小区地热水管，一年也能省不少钱
（图：Adobe Stoc k图虫创意）▼
还真有人这么做。
一种特殊的数据中心，高性能计算机也是用电发热大户。北京大学的计算主力，“未名一号”高性能计算机，其冷却系统介质就是45摄氏度以上的温水，散热后烧成热水，可供学生洗澡，每年为北京大学节约电费60万元。
未名一号的PUE值是1.1，效率相当高了，它是由联想集团搭建的。北大高性能计算这么“硬核”的活，交给联想来做，那是因为作为市场占有率全球前三的顶尖服务器供应商，联想在服务器行业有着核心科技。
未名一号资料图▼
就说这给服务器散热的液冷法，联想集团独创了温水液冷技术，还不断改进，将服务器进水的口温度从45℃提高到了50℃，热移除率从原来的80%提高到90%，可以获得最佳的能耗比和经济效用。产生的回水温度高，可以回收利用，例如楼宇采暖、游泳池供热、或者将产生的废热用于吸附式冷水机，用来制作冰水来用于空调系统制冷或者直接用于液冷服务器制冷。
这只是联想强大技术实力的一个方面，联想具备从底层的服务器、网络、存储、配套软件，到节能环保、风火水电等全栈式绿色算力基础设施建设能力和白手套式交付能力，全套做下来，客户无需操心，其数据中心PUE值就能降低到1.1以下，实现每年超过42%的电费节省和排放降低。
随着“十四五”规划的公布，加快数字化发展、建设数字中国成为中央和各地政府的重点之一。而未来的“数字中国”，决不能建立在高耗能、高排放基础上。工信部《新型数据中心发展三年行动计划》提出的一项重点任务为“绿色低碳提升工程”，即鼓励企业发布数据中心碳减排路线图，引导数据中心企业开展碳排放核查与管理，加快探索实现碳中和目标。
据国家发改委统计，如果从数据中心的建设标准、建设模式、建设布局、技术创新和资源调度等五个方面探索数据中心节能降耗空间，到2025年，中国数据中心年用电量可由4000亿度降低到3000亿度左右，节省约3000万吨标准煤。
在这一过程中，联想是节能技术的领军者，行业标准的制定者。联想参与起草的“《数据中心液冷服务器系统总体技术要求和测试方法》等6项团体标准”荣获中国通信标准化协会(CCSA)的肯定，推动液冷散热技术的有序发展。联想还帮助德国莱布尼茨高性能计算中心、西班牙巴塞罗那、意大利博洛尼亚CINECA等众多客户搭建了世界级高性能计算系统，欧洲顶尖高性能计算中心用上了温水水冷服务器。
联想位于西班牙巴塞罗那的高性能计算中心▼
联想通过技术创新实现“低碳云端”，不但可以赋能云计算、大数据、万物互联等数字经济的发展，而且必将助力中国实现“碳中和”大目标。
在不久的将来，超大型、大型数据中心的PUE足够低，则没有必要建在寒带、海底，或电价便宜的偏远地区，而是能够融入现代都市的肌理，成为一道独特的风景线。比如巴塞罗那的高性能计算中心，就建在一座美轮美奂的教堂中，现代化的数字设施不再是一头赛博朋克的机械巨兽，而是与都市文明、建筑美学完美融合。
参考文献
用电量和水泥行业相当 耗能大户数据中心距离绿电消费还有多远？ http://www.eeo.com.cn/2019/0907/365269.shtml
电脑废热可烧洗澡水 北大每年节约电费60万元
http://news.china.com.cn/2018-09/27/content_64171381.htm
IDC：联想集团服务器份额升至全球第三！
https://mp.weixin.qq.com/s/15If_78aCCusU--V3Vto9g
高效节能，绿色低碳：联想水冷解决方案赋能绿色智能算力基础设施
https://mp.weixin.qq.com/s/OD0SnMWuesBYb00M5E8Yhg
杭州再次进行网络生存比赛
http://tech.sina.com.cn/news/internet-china/2000-05-11/24818.shtml
第47次《中国互联网络发展状况统计报告》（全文）
http://www.cac.gov.cn/2021-02/03/c_1613923423079314.htm
大咖录丨5G时代流量指数级增长 数据中心建设发力势在必行
https://www.yicai.com/news/100581825.html
独创温水水冷 联想数据中心的秘密武器
https://biz.zol.com.cn/658/6582386.html
耗电多的数据中心如何“碳中和”？
https://www.yicai.com/news/101079525.html
数据中心——新基建中的电力大客户
http://www.sdzdxm.com/index/index/zixunshow/id/5531.html
赛迪智库：从三方面优化政府对数据中心建设引导支持
http://www.cena.com.cn/ia/20200617/107273.html
36氪研究院：2020年城市数据中心发展指数报告
- 推广 -
用户评论
这真是太现实了！我们真的应该重视数据中心的能源消耗问题。 2.5个三峡啊，想想都可怕！ 希望科技进步能更快地找到解决方案，让绿色发展和高效运算并行。
有16位网友表示赞同！
感觉文章说的很客观，从基础的节能措施到更具未来感的方案都提到了。 数据中心的确是未来发展的重要组成部分，但必须找到可持续的發展模式才行。
有16位网友表示赞同！
2.5个三峡的数据量确实惊人！ 这也让我更加意识到信息技术对能源消耗的影响。 希望能看到更多企业积极行动起来，共同应对这场挑战。
有9位网友表示赞同！
我认为节约资源和环境保护应该是所有行业共同的责任。 数据中心虽然很重要，但不能成为消耗资源的天花板。 希望更多专家学者参与进来，提出更有效的解决方案！
有11位网友表示赞同！
数据中心建设的速度太快了，而可持续发展的问题却被忽视了。 文章说得对，我们不仅仅要关注数据的处理速度，还要注重数据带来的环境影响。
有19位网友表示赞同！
这篇文章让我意识到数据中心的能源消耗问题确实很严重。 作为一名用户，我也应该尽量减少不必要的网络活动，降低数据中心的工作负荷，做些微小的贡献。
有11位网友表示赞同！
2.5个三峡的数据量听起来令人震惊！ 这意味着我们面临着巨大的挑战，但同时也充满着机遇。 我们需要寻找更环保、更节能的解决方案，才能让数据中心真正实现可持续发展。
有19位网友表示赞同！
觉得文章分析得很有深度，把问题提得很清楚。 但我觉得具体的解决方案还需要更多探讨和实践，不能仅仅停留在理论层面。
有16位网友表示赞同！
我觉得这篇文章忽略了一些重要因素，比如政策法规、用户行为等。 只有综合考虑多方面因素才能真正解决数据中心能源消耗问题。
有15位网友表示赞同！
虽然文章提出的方案很有创意，但我担心现实中实施起来可能会遇到一些困难。 数据中心的建设和运营需要涉及到多个环节，协调难度很大。
有8位网友表示赞同！
这篇文章真的让我大开眼界！ 之前根本没想过数据中心的能源消耗会这么严重。 看来我们需要更加重视可持续发展理念，推动新技术应用才能解决这个问题。
有12位网友表示赞同！
2.5个三峡的数据量确实让人难以想象！ 这也提醒我们应该更加理性地处理信息，减少不必要的网络传输和存储，共同保护地球环境。
有14位网友表示赞同！
数据中心的发展不可阻挡，但我们不能让发展成为环保的负担。 文章提出的方案值得尝试，我希望更多企业能够参与进来，共同探索可持续发展的模式！
有18位网友表示赞同！
觉得文章很有启发性，尤其是在能源效率、数据传输优化等方面提出了很多具体的建议。 相信随着技术进步和社会共识的形成，我们会找到更加高效、环保的数据中心建设方案。
有15位网友表示赞同！
我比较认同文章提出的绿色数据中心理念，希望看到更多公司在这方面做出行动！可持续发展不能仅仅是口号，需要实际步骤落地执行。
有17位网友表示赞同！
文章分析得透彻，但我觉得数据中心的能源消耗问题是一个复杂多面的议题，还需要考虑经济效益、社会影响等因素才能找到最优解!
有13位网友表示赞同！
个人认为，文章过于悲观了，技术进步可以解决很多问题，相信未来会诞生更强大的节能数据中心方案！我们应该充满信心去迎接挑战!
有20位网友表示赞同！