數(shù)據(jù)中心是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心引擎，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心幾乎運行著一切信息應(yīng)用，但數(shù)據(jù)中心的能耗問題已成為人們關(guān)注的焦點，特別是在“碳中和、碳達(dá)峰”政策背景下，綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲越來越高。

數(shù)據(jù)中心屬于能耗密集型產(chǎn)業(yè)，對電力的消耗增長顯著，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心更是能耗巨大，數(shù)據(jù)中心能耗成本往往占據(jù)數(shù)據(jù)中心總體運營成本的50%以上。在“工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》的通知及國家四部委關(guān)于印發(fā)《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》的通知”國家文件中都重點強調(diào)新基建必須遵從“綠色低碳”原則，可見數(shù)據(jù)中心的“節(jié)能降耗”已是新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的硬性指標(biāo)。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)也在不斷更新升級，目前行業(yè)常見的節(jié)能措施總結(jié)有六大方法，如：調(diào)高數(shù)據(jù)中心溫度、效率高替換效率底的設(shè)備、虛擬機的應(yīng)用、關(guān)閉不必要的用電設(shè)備、利用自然氣候環(huán)境散熱，提升員工節(jié)能意識。此前國信萬鴻總經(jīng)理張磊先生在雙創(chuàng)會上報告：國信數(shù)據(jù)中心在傳統(tǒng)節(jié)能方式基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)升級，可以總結(jié)如下幾點：

非馮諾依曼技術(shù)架構(gòu)提升運算效率

國信數(shù)據(jù)中心核心產(chǎn)品是“小恩邊緣計算系統(tǒng)”，此系統(tǒng)包含“硬件系統(tǒng)”和“軟件系統(tǒng)”兩部分，硬件系統(tǒng)采用非傳統(tǒng)的“非馮諾依曼”流水線架構(gòu)，運用極多線程狀態(tài)機，對數(shù)據(jù)進(jìn)行工序分散式運算，實現(xiàn)更少設(shè)備量完成大量數(shù)據(jù)運算，智能減少運行設(shè)備從而降低能耗。

運用高算力低耗能FPGA人工智能芯片

FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。FPGA采用高速CMOS工藝，功耗低、算力高還可以與CMOS、TTL電平兼容。可以說，F(xiàn)PGA芯片目前是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇。

三、算力加速平臺應(yīng)用

自主研發(fā)大規(guī)模并行運算系統(tǒng)加持，在同樣數(shù)量的工作設(shè)備條件下，算力實現(xiàn)大幅度提升，對數(shù)據(jù)中心核心設(shè)備“節(jié)能降耗”起到積極作用。

四、冷卻模式升級

數(shù)據(jù)中心運算設(shè)備工作產(chǎn)生大量熱量，為保證數(shù)據(jù)中心里設(shè)備的良好運行，數(shù)據(jù)中心內(nèi)全年保持恒溫恒濕，溫度維持在一定范圍，按ASHRAE TC9.9《數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱指南》要求：計算機機房溫度標(biāo)準(zhǔn)為18℃-27℃，另外，工業(yè)和信息化部2021年印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》的文件對邊緣數(shù)據(jù)中心提出標(biāo)準(zhǔn)：單體規(guī)模不超過100個機架，新建邊緣數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE值）不高于1.5，但是，目前國內(nèi)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心PUE值在2.2以上，美國的大多數(shù)據(jù)中心PUE值也在1.9以上。

數(shù)據(jù)中心經(jīng)過多年的發(fā)展，目前的冷卻方式有：冷熱通道隔離、風(fēng)冷、水冷及不同冷源組合方式等。在此基礎(chǔ)上，小恩邊緣計算系統(tǒng)將研發(fā)升級“油冷”為主的冷卻方式，油冷的效率更高、故障率更低，據(jù)國信萬鴻總經(jīng)理張磊先生介紹：國信數(shù)據(jù)中心PUE值理論上可以達(dá)到1.3以下。從技術(shù)創(chuàng)新角度看，數(shù)據(jù)中心的散熱技術(shù)正向高級別的工業(yè)冷卻方向發(fā)展。

建立綠色數(shù)據(jù)中心是國信新基建的重要目標(biāo)，在“設(shè)備、技術(shù)、管理”全面提升的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的真正節(jié)能。