呂天文：數(shù)據(jù)中心降能耗不能只顧基礎設施，IT系統(tǒng)才是重點

“不冒煙的高能耗工廠”“吃電巨獸”，如今，這些詞匯也被用來描述數(shù)據(jù)中心的高能耗問題。

隨著國內(nèi)數(shù)據(jù)中心數(shù)量急速攀升，晝夜不停運行、為用戶提供海量數(shù)據(jù)服務的數(shù)據(jù)中心正在吞噬著大量電力。

今年7月，中國電子節(jié)能技術協(xié)會數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術委員會秘書長呂天文曾表示，目前中國數(shù)據(jù)中心的耗電量已連續(xù)八年以超過12%的速度增長，預計2020年總耗電量將達到2023億千瓦時。

9月12日，呂天文接受了《每日經(jīng)濟新聞》記者（以下簡稱NBD）采訪，分析了數(shù)據(jù)中心能耗的問題，并給出了一些建議。他表示，目前不少地方政府都出臺了相關限制數(shù)據(jù)中心能耗的措施，以PUE值（電能使用效率）為指標來衡量能耗情況，但從技術的角度看，僅評價PUE值并不夠，降低數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)能耗會帶來更好的效果。

談能耗指標：唯PUE論是不全面的

NBD：嚴控PUE能不能解決數(shù)據(jù)中心能耗問題？

呂天文：其實控制PUE一個指標只控制了數(shù)據(jù)中心基礎設施的能效，并沒有控制IT系統(tǒng)的能效。IT系統(tǒng)能耗的加大，反而會降低PUE值，但是整體能耗可能上升了。

這是一個挺有意思的悖論。PUE等于整個數(shù)據(jù)中心的能耗除以IT系統(tǒng)的能耗，比如說PUE等于1，也就是說我所有的用電都放在IT系統(tǒng)上面，大家便會認為你好先進好厲害。如果PUE等于2，就意味著一半電用在IT系統(tǒng)上面，一半用在了基礎設施上面，這個一般就認為基礎設施費電了。但如果IT系統(tǒng)突然變得很費電，PUE反而下降了，實際上能耗卻上升了。所以PUE只能衡量數(shù)據(jù)中心基礎設施的能效，如果只唯PUE論的話是不全面的。

NBD：現(xiàn)在有衡量IT系統(tǒng)能耗的指標嗎？

呂天文：現(xiàn)在沒有，或者說還不完善。我們今年承接了國家節(jié)能中心的數(shù)據(jù)中心能效評價技術依據(jù)課題，我們也想要研究一些針對咱們國家數(shù)據(jù)中心的評價體系和指標。

PUE只能是作為其中一部分，它很有效果，但是它只是衡量了基礎設施這一部分的能效，實際上作為一個數(shù)據(jù)中心整體，大部分的能耗還是在IT系統(tǒng)上邊，那么把這大部分的能耗給放掉了，這是不完善的。

談節(jié)能方法：北方建數(shù)據(jù)中心有環(huán)境優(yōu)勢

NBD：針對IT系統(tǒng)方面有什么好的節(jié)能方法？

呂天文：從IT產(chǎn)品角度來看，硬件主要分成兩類：一類是服務器，一類是網(wǎng)絡存儲，其中網(wǎng)絡存儲的能耗更高一些。網(wǎng)絡存儲分成普通機械硬盤存儲，惰性氣體盤的存儲，還有SSD閃存盤的存儲。其中SSD閃存盤存儲可以大幅度降低能耗，能降低百分之六七十。如果用氖氣盤的話，這種惰性氣體盤也能節(jié)約10%到20%的能耗。

服務器的話，這幾年它的能耗不降反升，因為很多服務器原來是用CPU（中央處理器），但現(xiàn)在用GPU（圖形處理器），同等面積來講GPU的發(fā)熱量比CPU的發(fā)熱量高很多，因為GPU的核數(shù)、計算方式都發(fā)生了變化。

NBD：制冷系統(tǒng)方面有什么更先進的節(jié)能技術？

呂天文：比如說曙光節(jié)能在研究的液冷技術，液冷能把在基礎設施里面耗能最大一塊的空調(diào)給幾乎都節(jié)約掉。如果要用純浸沒式液冷系統(tǒng)，可以節(jié)約整體數(shù)據(jù)中心能耗中百分之三四十的能源，這是比較顯著的。

其次還有蒸發(fā)冷卻空調(diào)，可把壓縮機冷源這一塊的能耗給節(jié)約掉，能節(jié)約百分之一二十的能源。此外，在北方地區(qū)和高海拔地區(qū)使用氟泵型空調(diào)也可帶來顯著的節(jié)能效果。

NBD：目前從應用看，業(yè)內(nèi)哪些技術有更好的前景？

呂天文：液冷技術是未來的冷卻技術之一，但市場需要培養(yǎng)，標準需要制訂。當前液冷數(shù)據(jù)中心主要用在超算中心或者部分驗證性數(shù)據(jù)中心里面。對于相對成熟的技術和產(chǎn)品而言，針對大規(guī)模部署的數(shù)據(jù)中心，尤其在北方地區(qū)，建議使用蒸發(fā)冷卻空調(diào)；在北方地區(qū)小規(guī)模一點的，比如說1萬平方米以下的，建議用帶氟泵的風冷型空調(diào)。氟泵空調(diào)，相當于是給車加了四驅(qū)，可最大限度地利用室外的環(huán)境因素，可高效減少能耗，減少壓縮機啟動時間和次數(shù)，節(jié)能效果非常顯著。

在南方的話，節(jié)能手段類似，需要把整個數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)進行更加精細化的處理。但整體來看，還是在北方建數(shù)據(jù)中心有更大的環(huán)境優(yōu)勢，可利用自然環(huán)境冷卻的技術和手段比較多一些。

談發(fā)展趨勢：2025年或出現(xiàn)能耗拐點

NBD：預計未來幾年數(shù)據(jù)中心能耗是否還會保持高速增長？

呂天文：得看未來幾年數(shù)據(jù)中心面積和單機柜功率的增長情況。從現(xiàn)在的狀況看，我預計2025年之前還是要持續(xù)增長的，但是2020年到2025年，我認為會有一些新技術的爆發(fā)。這些新技術的爆發(fā)很可能就會把數(shù)據(jù)中心整體能耗給拉低，一旦節(jié)約的能耗超過增加的能耗，就會出現(xiàn)能耗拐點。

其中，IT系統(tǒng)方面主要是以SSD這種閃存去替換原來機械硬盤的存儲，這會極大減少能耗。制冷方面則是液冷，還有蒸發(fā)式冷卻空調(diào)會爆發(fā)，能極大減少基礎設施的能耗。如果這兩類技術疊加，新建的數(shù)據(jù)中心能耗可能只是現(xiàn)在同等面積、同等功率數(shù)據(jù)中心能耗的百分之五十，這樣節(jié)約的能源就很多了。

NBD：國外科技巨頭，像微軟、Facebook為減少冷卻成本，會把數(shù)據(jù)中心建在水下、北極圈旁，您怎么看待這些方式？

呂天文：無論是微軟也好，亞馬遜、谷歌、Facebook也好，他們不是專門做數(shù)據(jù)中心的，他們只是拿數(shù)據(jù)中心為自己使用，不具有推廣意義和價值。

從技術的角度看，他們大部分的數(shù)據(jù)中心都不具有普適性，不具有推廣價值和意義。它（數(shù)據(jù)中心）建在冰川里，建在海洋里，建在沙漠里，你復制不？而且意義也不大。

所以說，國內(nèi)搞技術的千萬不能被他們給帶偏了。因為對數(shù)據(jù)中心來講，首先是可靠性，然后才是可用性。不能為了突出數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的創(chuàng)新性來減少可靠性，不然只能是偽創(chuàng)新，除了吸引眼球之外，意義和用處不大。同時要考慮到我們技術的普適性，普適性的技術才具有推廣意義。