重构算力格局｜首部“东数西算”设施白皮书发布

今年2月，国家正式启动“东数西算”工程，构建全国一体化大数据中心协同创新体系。“东数西算”是一个国家级算力资源跨域调配战略工程，针对我国东西部算力资源分布总体呈现出“东部不足、西部过剩”的不平衡局面，重构算力格局，引导中西部利用能源优势建设算力基础设施。

“东数西算”工程聚焦创新节能，在集约化、规模化、绿色化方面着重发力，成为促进绿色节能，助力实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。近日，中国智能计算产业联盟发布首个《东数西算下新型算力基础设施发展白皮书》（以下简称“白皮书”），重点提到加强数据、算力和能源之间的协同联动。

白皮书发布现场

左起：中国智能计算产业联盟秘书长安静、国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广、中国科学院院士陈润生、中国工程院院士、清华大学计算机科学与技术系教授郑纬民、北京应用物理与计算数学研究所研究员袁国兴、中国科学院计算技术研究所研究员张云泉

绿色低碳 提升数据中心竞争力

对于快速发展的数据中心而言，绿色低碳是其重要前提和要求，关乎可持续发展。

白皮书目录

据《白皮书》介绍，目前，我国数据中心总体上还处于小而散的粗放建设阶段，大型、超大型数据中心占比仅为12%。大部分中小数据中心多依赖空调、冷水机等设备来降温，受自然冷源、气候等环境因素影响，解热极限相对较低。据数据中心绿色能源技术联盟统计，2021年度全国数据中心平均PUE为1.49，并且有相当数量的数据中心PUE超过1.8甚至2.0。

在“东数西算”政策引导下，部分计算业务将逐渐向西部迁移，但调用频次高、对网络时延要求极高的业务，仍将由东部本地数据中心承担。这对东部数据中心的绿色化发展提出了较高的要求。

不同于西部拥有丰富的可再生资源（风能、太阳能等），可利用天然优势来进行数据中心散热。东部数据中心则需要从节能技术创新、优化节能模式入手，来降低数据中心的能源消耗。

在“东数西算”工程发布的文件中我们可以看到，各地区PUE目标东部地区不超过1.25，西部地区不超过1.2，能效指标更严格。

PUE越低意味着支持系统的电耗越低，有效降低PUE是绿色数据中心最核心的追求。为此，“东数西算”工程聚焦创新节能，在集约化、规模化、绿色化方面着重发力，支持高效供配电技术、制冷技术、节能协同技术研发和应用，推动数据中心与绿色低碳产业深度融合，建设绿色制造体系和服务体系，力争将绿色生产方式贯彻数据中心全行业全链条。

液冷散热 新型数据中心发展趋势

早期的数据中心建设多采用风冷技术，但风冷数据中心通常治标不治本，可以让数据中心的温度降低，但IT设备的降温效果却不显著。

为了给数据中心计算节点的核心部件降温，数据中心的散热系统先后尝试过风冷、水冷、温水冷却等等，液冷技术成为众多新建数据中心的选择，利用特殊沸点较低的液体，通过遇热气化将设备内部的CPU、内存、电源系统等发热部件产生的热量转移出IT设备，再与水做热交换，最终将热量排出，从而对数据中心达到良好的降温节能效果。

相关统计显示，制冷系统能耗通常占数据中心总能耗超四成。而液冷单机柜功率密度可超100kW，对比传统风冷技术有10倍以上的提升。通过有效利用自然冷源冷却，液冷可实现数据中心PUE低至1.1，更好地促进数据中心减少碳排放。

以《白皮书》中入选的典型案例曙光液冷技术方案为例，可让数据中心PUE最低降至1.04，实现全地域全年自然冷却，极大的节约电与水的使用。

采用曙光液冷技术的西部（重庆）科学城先进数据中心效果图

除前沿液冷技术外，曙光还携手产业伙伴，为数据中心建设中引入清洁能源、余热回收等技术。

以“东数西算”成渝枢纽节点内的西部（重庆）科学城先进数据中心为例，该数据除采用浸没液冷技术，数据中心还具备余热回收、绿色建筑、清洁能源（光伏）等多种相关节能技术体系，项目年均PUE可达到1.144，年节省用电约为14624.8MWh，年节省标准煤4870吨，年减少二氧化碳排放13149吨。

曙光相变液冷技术（局部）

毫无疑问，数据中心已经进入了绿色时代，绿色节能将是新型数据中心的核心诉求。而液冷将成为未来新型数据中心建设的重要趋势，建设新型数据中心既要发挥液冷自身的特点优势，又需要综合考虑客户的实际需求和行业技术现状。