成為綠色數(shù)據(jù)中心新樣板,東莞華為云數(shù)據(jù)中心是怎樣煉成的?

今年年初,東數(shù)西算工程正式啟動(dòng),一個(gè)新型算力網(wǎng)絡(luò)體系逐漸浮出水面;而華為云在數(shù)據(jù)中心上的布局,也與東數(shù)西算工程的理念一脈相承。

當(dāng)前,華為云在全國范圍內(nèi)共布局了五大數(shù)據(jù)中心。其中,貴州貴安和內(nèi)蒙古烏蘭察布的數(shù)據(jù)中心構(gòu)成了“南貴北烏”的格局,而其他三大數(shù)據(jù)中心則分別部署在京津冀、長三角、粵港澳地區(qū)。華為云數(shù)據(jù)中心這種冷、溫、熱布局,主要由時(shí)延來決定。冷服務(wù)主要建在低成本地方,溫服務(wù)可以貼近沿海的低成本地方,熱服務(wù)則要布局在貼近客戶需求的地方。

在五大數(shù)據(jù)中心中,東莞華為云數(shù)據(jù)中心,是華為云全國“前店后廠”戰(zhàn)略部署在粵港澳地區(qū)的關(guān)鍵前店節(jié)點(diǎn)。據(jù)了解,該數(shù)據(jù)中心最大的特點(diǎn)就是采用了成熟的預(yù)制模塊化建設(shè)方式,不僅將同等規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)周期從18個(gè)月縮減至6個(gè)月,還借助冷凍水+融合液冷溫控系統(tǒng),將數(shù)據(jù)中心年均PUE降到1.3以下。

如今,在“雙碳”戰(zhàn)略的指引下,綠色數(shù)據(jù)中心在建設(shè)過程中正積極應(yīng)用高效節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品,提高可再生能源消納,加快高效、清潔、低碳、循環(huán)發(fā)展已成為行業(yè)共識(shí)。而東莞華為云數(shù)據(jù)中心在建設(shè)過程中,同樣也離不開基于AI的制冷調(diào)節(jié)iCooling技術(shù)、端到端能效調(diào)優(yōu)等一系列高效節(jié)能技術(shù)手段的應(yīng)用,進(jìn)而將綠色低碳落到實(shí)處。

綠色低碳成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)“主旋律”

近年來,我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)快速增長,已數(shù)年穩(wěn)居世界第二。統(tǒng)計(jì)測算數(shù)據(jù)顯示,從2012年至2021年,我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模從11萬億元增長到超45萬億元,數(shù)字經(jīng)濟(jì)占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重由21.6%提升至39.8%。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,無疑給數(shù)據(jù)中心建設(shè)提出了新要求。從新基建到東數(shù)西算,一大批數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目或開工建設(shè)或投入運(yùn)營,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入快速發(fā)展的新階段。中國信通院發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心白皮書2022》顯示,2021年,我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場收入達(dá)到1500億元左右,近三年年均復(fù)合增長率達(dá)到 30.69%。

與此同時(shí),數(shù)據(jù)中心的能耗問題也日益突出。此前,據(jù)國網(wǎng)能源研究院的測算,2020年,我國數(shù)據(jù)中心用電量突破2000億千瓦時(shí),占用電總量比重約2.7%;預(yù)計(jì)到2030年,這一數(shù)字將突破4000億千瓦時(shí),占比升至3.7%。尤其在“雙碳”戰(zhàn)略的指引下,綠色低碳已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型和發(fā)展的“主旋律”。

為此,2021年7月,工信部就在《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》中提出,到2021年底,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下,到2023年底,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭降低到1.25以下。

順應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“雙碳”戰(zhàn)略需要,華為云也在加速數(shù)據(jù)中心建設(shè)和布局,五大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)不僅具備交付快、穩(wěn)定、規(guī)模大等特點(diǎn),在綠色低碳上也表現(xiàn)突出。其中,華為云烏蘭察布數(shù)據(jù)中心和貴安數(shù)據(jù)中心,憑借優(yōu)越的地理位置,以及多項(xiàng)節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用,將年平均PUE降到了1.2以下。

即使在東莞這樣常年高溫多雨的地方,東莞華為云數(shù)據(jù)中心借助華為提供的設(shè)備系統(tǒng)與電力系統(tǒng),以及各種節(jié)能技術(shù),也能將年均PUE控制在1.3以內(nèi),相較于傳統(tǒng)制冷方式,年節(jié)約電費(fèi)超過千萬元,成為綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的典范。

從預(yù)制模塊化入手,推動(dòng)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展

對(duì)于數(shù)據(jù)中心行業(yè)而言,早在十多年前,綠色節(jié)能就已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一;如今,新一輪綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè),不只是要實(shí)現(xiàn)綠色低碳、節(jié)能降耗的目標(biāo),更重要的是在數(shù)據(jù)中心規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維的全生命周期中,都要融入綠色發(fā)展的理念。

據(jù)了解,作為業(yè)界規(guī)模最大、交付速度最快的預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心,東莞華為云數(shù)據(jù)中心由189個(gè)預(yù)制模塊化箱體堆疊而成,將諸多需要在工程現(xiàn)場安裝的單元和系統(tǒng)前置到工廠,組合成標(biāo)準(zhǔn)化“即插即用”模塊,再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝集成。

從傳統(tǒng)的“鋼筋混凝土+現(xiàn)場施工”到“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑+工廠預(yù)制”,東莞華為云數(shù)據(jù)中心將機(jī)柜、溫控、供電、監(jiān)控、消防等子系統(tǒng)集成到一起,不僅可以大幅縮短交付周期,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心快速上線;還能實(shí)現(xiàn)施工用水和建筑垃圾減少80%,材料回收率超過80%,施工過程中的碳排放強(qiáng)度降低90%,使數(shù)據(jù)中心建設(shè)更環(huán)保。

預(yù)制模塊化建筑吊裝是業(yè)界難題,最重要的是對(duì)得準(zhǔn)、對(duì)得快,還要穩(wěn)固可靠。為此,東莞華為云數(shù)據(jù)中心借鑒了中國古建筑的榫卯設(shè)計(jì)理念,與同濟(jì)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的磐石結(jié)構(gòu)體系,能夠做到189個(gè)模塊堆疊之后多而不散、大而不倒、高而不晃。即便遭遇地震、臺(tái)風(fēng)等極端環(huán)境,也能保證數(shù)據(jù)中心安全。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的施工通常使用平面化的CAD圖紙,而機(jī)房里的管線盤根錯(cuò)節(jié),呈現(xiàn)立體化特征,平面圖很難看到管線之間的交叉干涉。而東莞華為云數(shù)據(jù)中心則采用BIM 3D設(shè)計(jì)方式,可提前識(shí)別可能發(fā)生的碰撞、干涉,降低現(xiàn)場返工率,實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)組裝的全流程可視、可控、可管、可監(jiān)測,從而真正實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)即所得”。

而通過全面采用智能鋰電解決方案,東莞華為云數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營模式也大大優(yōu)化。一方面,鋰電池占地空間小,在同等備電能力下,采用鉛酸電池至少要多占用兩到三倍的面積;另一方面,從數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的全生命周期來看,鋰電雖然前期采購成本較高,但使用壽命至少在十年以上,整體成本相比鉛酸電池要節(jié)約近20%。

聚焦節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,將綠色低碳進(jìn)行到底

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中,如果說預(yù)制模塊化的建設(shè)方式,是從整體的角度推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展;那么各種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,則是從具體環(huán)節(jié)入手,將綠色低碳落到實(shí)處。

在“雙碳”大背景下,PUE已經(jīng)成為衡量數(shù)據(jù)中心綠色程度的關(guān)鍵指標(biāo),而漏風(fēng)率是影響數(shù)據(jù)中心PUE的關(guān)鍵因素。而東莞華為云數(shù)據(jù)中心采用預(yù)制模塊化的設(shè)計(jì)可將漏風(fēng)率控制在3%以內(nèi),進(jìn)而減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)間和能耗損失,對(duì)降低PUE大有裨益。

而東莞華為云數(shù)據(jù)中心之所以能實(shí)現(xiàn)年均PUE低于1.3,也與一系列數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用密不可分。比如,基于AI的iCooling數(shù)據(jù)中心能效優(yōu)化解決方案,可在給定的氣候、業(yè)務(wù)等條件下,通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得出PUE預(yù)測模型,并下發(fā)執(zhí)行及反饋效果,實(shí)現(xiàn)制冷到“智冷”的革新性轉(zhuǎn)變,有效降低數(shù)據(jù)中心PUE。

借助端到端能效調(diào)優(yōu)技術(shù),東莞華為云數(shù)據(jù)中心可以在全鏈路實(shí)現(xiàn)按需制冷,進(jìn)一步提升制冷效率。同時(shí),為了實(shí)現(xiàn)高效散熱、保證數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行,東莞華為云數(shù)據(jù)中心還借助華為間接蒸發(fā)冷卻方案重構(gòu)溫控系統(tǒng),利用自然界的水和風(fēng)實(shí)現(xiàn)制冷,在節(jié)省成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)降碳。

除此之外,華為也在從供電系統(tǒng)入手,通過打造全新的電力模塊助力數(shù)據(jù)中心綠色低碳。比如,不久前華為推出的電力模塊3.0解決方案,通過全新的電力模式,可實(shí)現(xiàn)省地、省電、省時(shí)、省心,大幅降低數(shù)據(jù)中心的成本。

為了幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)綠色低碳,華為不僅是眾多創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)的提供者,更是實(shí)踐者。事實(shí)上,東莞華為云數(shù)據(jù)中心作為這些創(chuàng)新技術(shù)的試驗(yàn)場,既在落地應(yīng)用過程中檢驗(yàn)了技術(shù)和解決方案的可行性和成熟度,也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能,可謂一舉兩得。

從預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心,到智能供配電(電力模塊)技術(shù),再到智能鋰電、間接蒸發(fā)冷卻解決方案,華為在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新,正在推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向綠色低碳、極簡高效運(yùn)維邁進(jìn)。而在“東數(shù)西算”的推動(dòng)下,我國智算、超算中心的建設(shè)正在掀起新熱潮,東莞華為云數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新實(shí)踐,無疑將為整個(gè)數(shù)據(jù)中心行業(yè)提供新的參考借鑒,全面助力綠色數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新發(fā)展。