伴隨新規定出臺，新能耗大戶“數據中心”正迎來一場技術變革。7月27日，北京市發展和改革委員會官網發布《關于印發進一步加強數據中心項目節能審查若干規定的通知》(以下簡稱《通知》)。

《通知》顯示，為加強北京市內數據中心項目節能審查，即日起北京市內新建、擴建數據中心若PUE(評價源效率指標，理想值為1)值超1.4，將被征收差別電價電費。

對此，行業人士表示該規定意味擴建、新建不達標數據中心，每年將付出數千萬、乃至上億元額外電費。這將促使更多大型、超大型數據中心向氣候涼爽或有可再生資源的中西地區轉移，而特大城市內數據中心則將采用液冷技術。

PUE超標將多繳億元電費

根據通知，北京市將進一步加強市范圍內數據中心項目的節能審查，對于PUE>1.4且<=1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以內)，執行的電價加價標準為每度電加價0.2元;對于PUE>1.8的項目(單位電耗超過限額標準一倍以上)，每度電加價0.5元。

此外北京市內擴建數據中心，年能源消費量小于 1 萬噸標準煤(1萬噸標準煤約等于3000萬度電)的項目 PUE 值不應高于 1.3;年能源消費量大于等于 1 萬噸標準煤且小于 2 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.25;年能源消費量大于等于 2 萬噸標準煤且小于 3 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.2;年能源消費量大于等于 3 萬噸標準煤的項目，PUE 值不應高于 1.15。

對此，曙光數創副總經理姚勇表示，以新建3000個標準機柜，單機柜平均功耗為18kW的中型數據中心為例。按北京市新規，其PUE值若超過1.4小于1.8，其一年預計將支付差別電價電費9460萬元，若PUE值超過1.8則預計將支付差別電價電費2.36億元。

“對目前的數據中心運營企業和單位來說，支付這些額外費用是難以承受的。”姚勇介紹，北京、深圳的數據中心規范和標準，對全國城市具有較強的示范作用。此外PUE值要低于1.4，數據中心的傳統風冷散熱技術模式已難以滿足。

PUE新要求，風冷遇“冷”

隨著5G、云計算、大數據等新一代信息技術的發展，數據中心作為數字經濟發展的重要基礎設施，規模增長迅速。但數據中心也是能耗大戶，大量數據吞吐和運算使得數據中心面臨著前所未有的能耗和散熱挑戰。如何加快數據中心行業的綠色發展、降低碳排放，成為當下的一個重要課題。

統計顯示，2018年全國數據中心總耗電量1500億千瓦時，占社會總用電量的2%。預計到2025年，這一占比將增加一倍達到4.05%，高能耗的背后是PUE值的居高不下。據報道，截至2019年年底，全國超大型數據中心平均PUE為1.46，大型數據中心平均PUE為1.55。

在此背景下，北京、上海、深圳等城市對新建數據中心節能提出了PUE的硬指標;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達到1.4以下”。

“冷卻計算設備耗能一直是導致高PUE的直接原因”，姚勇介紹，傳統數據中心風冷模式，導致一半能耗用于冷卻計算設備，其PUE值普遍在1.4以上。最為關鍵的，伴隨CPU、GPU等核心計算芯片的功耗升高，風冷模式下單機柜功率密度最高只能到30kW左右。

現實的情況卻是，雖然芯片工藝制程不斷進步，但服務器端CPU、GPU功率已突破300W、400W大關，目前在運行數據中心不少單機柜功率早已突破30kW，傳統的風冷技術亦因此可能遇“冷”。

城市數據中心進入液冷時代

與風冷技術相比，液冷技術的高效制冷效果，將更有益于服務器使用效率和穩定性提升，令數據中心在有限空間內，能夠布置盡可能多的服務器，從而提升數據中心運算效率。

2019年12月，曙光將“液冷‘爆發’倒計時鐘”的時針撥到11點50分，這距象征液冷在數據中心行業全面爆發的“零時”僅有10分鐘。

姚勇表示，目前對北京、上海等城市而言伴隨嚴苛PUE值政策出臺，其新建、擴建數據中心可以說已進入“液冷”時代。

“液冷技術也有很多種類，冷板液冷、浸沒液冷、浸沒相變液冷。從降低PUE值上來看浸沒相變液冷技術效果最好。在非高密度計算等領域新建、擴建數據中心，冷板式液冷也是很好的選擇。”姚勇說。

曙光率先于2015年推出國內首款標準化量產的冷板式液冷服務器，并在當年完成國內首個冷板式液冷服務器大規模應用，2017年交付了國內首套商用全浸沒液冷服務器，并在2019年完成國內首個刀片浸沒相變液冷服務器的大規模部署。

以采用刀片式浸沒相變液冷技術的曙光綠色數據中心為例，其PUE可降至1.04。相比風冷數據中心能效比提升超30%，CPU等核心芯片部件性能可提升20%，單機柜功率密度達160kW，計算設備可靠性至少提升一個數量級。