高质低碳从数据中心可持续发展启程

2021-09-22 02:31:17

高质低碳从数据中心可持续发展启程

11月24日，《人民日报》刊发文章《必须实现高质量发展》，提出“高质量发展必须坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展相统一”。如果说2020年“新基建”背景下的数据中心发展关键词是“规模”，那么今年的关键词则是“高质低碳”。在“双碳”大目标下，数据中心低碳的实现路径？规模发展与节能降耗的平衡？

11月24-25日，2021 CDCC第九届数据中心标准峰会在上海举行。本届峰会以“数据中心，碳索未来”为主题，行业、学界专家齐聚，共同探讨了“高质低碳”新型绿色数据中心可持续发展的挑战、方向。阿里云基础设施首次在峰会上展示了单相浸没式液冷解决方案，并在主论坛上与业界同行分享了打造高质低碳数据中心的思考和液冷创新实践。

高质低碳从数据中心可持续发展启程

中国科学院院士、西安交通大学能源与动力工程学院教授、博士生导师陶文铨院士到访阿里展台，阿里云基础设施数据中心研究员曲海峰介绍阿里云液冷技术。

01 前瞻规划+绿色自研

打造高质量绿色基础设施

2020年10月

"碳达峰""碳中和"首次被写入*工作报告，低碳与可持续发展成为高价值数据中心的重要参考指标。

2021年7月

工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，将“技术先进”和“绿色低碳”作为关键词，引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路。

2021年10月24日

国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出加强以“数据中心”为代表的新型基础设施节能降碳。

同期，发改委等部门发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，要求新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3。

国家层面一系列密集政策的出台，既是对数据中心产业规范发展的引导，也寓示数据中心行业向“高质低碳”转型迫在眉睫。

25日的主论坛演讲中，阿里云基础设施数据中心研究员曲海峰系统分享了阿里云绿色数据中心发展实践。

2018年，阿里巴巴开启自建数据中心之路，迄今已在全国建成张北、河源、南通、杭州和乌兰察布五大超级数据中心，辐射京津冀、长三角、粤港澳三大经济带。
2020年9月，位于杭州的阿里巴巴浙江云计算仁和数据中心开服，部署了全球规模最大的液冷集群，也是中国首座绿色等级达5A级的液冷数据中心。数据中心PUE（Power Usage Effectiveness-能源使用效率，以下同)可低至1.09。不仅达到国际领先水平，还可以在全球任何气象区域部署。

今天，阿里云自建的数据中心都达到国家绿色数据中心标准，全年平均PUE小于1.3。

高质低碳从数据中心可持续发展启程

阿里云基础设施数据中心研究员曲海峰

曲海峰在会上表示：“一方面我们推进数据中心在全国不同经济带布局，加强自研技术创新，如液冷、*电源、数字化碳管理平台等；同时开展清洁能源交易，今年9月，作为首批全国绿色电力交易主体，阿里云数据中心率先交易1亿千瓦时绿色电力，成为国内互联网行业最大的绿色电力交易主体。双11期间，阿里云张北数据中心使用绿电近3000万千瓦时，减排二氧化碳2.6万吨。”

2020年，阿里巴巴张北数据中心成为行业内首个碳普惠试点项目，同时获评2020年国家绿色数据中心。

2021年9月，阿里云绿色数据中心入选由生态环境部评选的“2021绿色低碳企业典型案例”。

11月，“阿里云数据中心绿色节能创新方案”荣获2021“保尔森可持续发展奖”“绿色创新”优胜奖。

02 “技术创新+生态普惠”

浸没式液冷书写最佳实践范本

如果说软件架构的创新决定了算法的先进程度，那么硬件创新则决定了数据中心算力以及服务的稳定性。近年来，凭借对服务器高效的散热方式，液冷已为行业所熟知，液冷技术也百花齐放，冷板式液冷、浸没式液冷、风液混合。在25号的主论坛上，阿里云基础设施资深技术专家钟杨帆介绍了阿里云液冷技术的发展、单向浸没式液冷技术创新及产业生态。

高质低碳从数据中心可持续发展启程

阿里云基础设施资深技术专家钟杨帆

液冷有三大优点，优化TCO、可靠性提升和降低PUE。自2015年起，阿里巴巴针对不同的冷却技术展开探索实践，基于架构简约、系统可靠、更低成本、更低PUE，最终选择发展浸没式液冷技术，并于2018年在张北实现浸没式液冷集群的规模部署。相比其他液冷技术，浸没式液冷具有高能效、高密度、高可靠、高可用的特点，更加适合云计算数据中心的高可靠应用场景。

在技术创新上，实现了“可在线维护”的高可靠液冷架构，满足云计算业务连续性的要求；同时自主研发新一代浸没液冷IT设备硬件架构，实现IT设备所有部件100%液冷，功耗较风冷降低10%以上，可靠性提高50%。

同时，针对AI应用升级算力调度技术，软硬协同提升GPU集群的节能能力，实现资源利用率提升3倍，节约40%的能耗。

在推动技术创新的同时，阿里云还积极打造一个开放普惠的液冷产业生态。截止目前，在自身经验基础上联合全球数十家合作伙伴，从芯片到IT设备，基础设施及运营管理已形成商用规模的液冷集群，并主导制定相关标准并开源，构建了完整的产业生态，实现了从0到1的突破。

2020年1月，阿里巴巴联合开放数据中心委员会（ODCC）宣布向全社会开放“浸没式液冷数据中心技术规范”；8月，基于液冷服务器信号完整性研究的《Signal Integrity Analysis in Immersion Liquid Cooling》论文入选电路设计顶会DesignCon 2021；9月，发布了《浸没式液冷服务器可靠性白皮书》，作为行业首个浸没式液冷服务器长期运行可靠性分析文档，首次揭示了服务器和IT设备在设备级别浸入电子氟化液时的可靠性。

经过多年的技术迭代和实践验证，阿里巴巴在液冷数据中心解决方案方面走出了一条从实验室到小规模，进而过渡到大规模的技术研发与生产应用相结合的路线，接连斩获行业殊荣：2021 CCF科学技术奖科技进步杰出奖，2021数据中心大会卓越创新先锋奖，2020 IDC产业创新技术奖，第六届中国电源学会科学技术奖—优秀产品创新奖。

同时也在液冷系统研发、建设、交付及运维等方面积累了丰富的商业应用实践经验。2021杭州云栖大会上，阿里云携手英伟达，宣布将为客户提供搭载英伟达A100 GPU的新一代浸没式液冷服务器集群解决方案。11月2日，阿里云数据中心液冷技术首次商业化输出，与有“中国V谷”之称的湖南马栏山视频文创产业园、国网湖南电力、湖南思极达成合作，共建“鸭子铺”绿色低碳数据中心，预计建成的绿色低碳数据中心总能耗可节省36%。