迈向可持续发展：2023年数据中心五大发展趋势

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在当前气候变化的背景下，全球数据中心将着力解决不断增长的能源和水资源的消耗难题，伴随而来的是数据中心行业也将面临更为严格的能源监管。
　　
　　全球关键数字基础设施解决方案供应商维谛技术（Vertiv，NYSE：VRT）的数据中心专家认为，数据中心对于环境影响的关注程度正在不断提高。
　　
　　“越来越多的应用需要计算和存储，数据中心行业正在迅速发展，推动了数据中心设施的能源和水资源的使用快速增长。我们深刻的理解，积极追求能源和水资源的利用效率是未来成功和生存的关键”维谛技术（Vertiv）大中华区总裁崔益彬先生说“加强能源监管是不可避免的，这样的监管将促进我们整个行业进行创新。这个过程将充满挑战，但在专业的数据中心合作伙伴和创新的解决方案的帮助下，这个难题可以得到很好的解决，并且满足数据中心应用不断增长的需求。”
　　
　　芯片技术在2015年前限制了服务器的功耗，并且在最近几年达到了极限，服务器使用的能源量随之激增。
　　
　　在Uptime Institute最近的一份报告《硅热浪：数据中心气候迫在眉睫的变化》中显示自2017年以来服务器功耗增加了266%。

在2023年，维谛技术（Vertiv）的专家认为数据中心将呈现以下五个趋势：

1.监管持续加强

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　　因为能源和水的需求压力逐渐增大，各级政府对数据中心资源的过度消耗进行更严格的审查。
　　
　　据估计，数据中心目前占全球电力消耗的3%，预计到2030年将达到4%。普通的超大规模数据中心每年消耗20-50MW的电力（理论上足以为37,000个家庭供电）。
　　
　　近年来，内蒙古乌兰察布市集宁区人民政府就出台了《关于禁止集宁区大数据企业使用地下水冷却降温的通知》明确决定，“辖区内大数据企业一律禁止使用地下水冷却降温”。
　　
　　发改委联合各相关部委相继印发了《“十四五”节水型社会建设规划》与《“十四五”水安全保障规划》指出，要坚持“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的节水思路。
　　
　　工信部会同多部委联合启动的“2022年度国家绿色数据中心推荐工作”中也将“水资源利用水平”作为评选标准之一。
　　
　　放眼全球，爱尔兰都柏林和新加坡同样采取措施控制数据中心的能源使用，根据美国能源部的数据，使用蒸发式冷却系统的普通数据中心的用水效率（WUE）为每千瓦时1.8升。
　　
　　这种类型的数据中心每天可以消耗300-500万加仑的水（相当于一个拥有3万-5万人口的城市的用水量）。
　　
　　数据中心将继续采取措施进行自我监测和节能，并且将越来越倾向于选择无水的制冷方式。

2.标准化新常态

　　预制化、模块化产品将成为数据中心的新常态
　　
　　根据Omdia最近的一项调查，99%的企业数据中心运营商表示预制、模块化的数据中心产品设计将是他们未来数据中心战略的一部分。
　　
　　这不仅仅是一种趋势，它是一种新的常态。在2023年，维谛技术（Vertiv）的专家们预计，数据中心业主都在继续寻求标准化带来的速度和效率。
　　
　　对于全球领先的云计算供应商来说，这是一个较新的概念，他们正在转向多年来一直在进行标准化的Colo运营商。
　　
　　具体来说，这些云供应商正在将他们的新建数据中心外包给Colo运营商，利用他们在市场上的专业知识、成熟的可复制性和部署速度的优势。
　　
　　在短时间内，实现从电源模块、冷却模块到数据中心撬块等模块化组件标准化，不仅成为企业的默认方法，也将成为超大规模和网络边缘的默认方法。

3.清洁能源推广

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零碳的清洁能源将替代柴油发电机
　　
　　长期以来，柴油发电机一直是数据中心生态系统中一个不完美但不可避免的部分。它代表着储存的能量，在很大程度上没有被使用，而在不活动的时期仍然需要维护或更换燃料。
　　
　　当投入使用时，柴油发电机产生的碳排放是运营商极力想避免的。目前，一些企业正在依靠电池提供更长时间的负载支持（在某些情况下可达5分钟），甚至在设计他们的数据中心时将发电机容量降到最低。
　　
　　这些都是过渡性的步骤，尽量降低柴油发电机的作用，因为数据中心行业正在寻找其他选择，包括新的电池技术以延长备用电源。
　　
　　在2023年，维谛技术（Vertiv）的专家预计将出现一个首选的替代品——氢燃料电池。
　　
　　2022年3月，国家发改委、能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，充分发挥氢能清洁低碳特点，推动用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。
　　
　　氢能成为战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。在数据中心领域，氢燃料电池的功能一开始很像柴油发电机，提供瞬间的负载支持，最终有望实现持续甚至连续运行。

4.液冷技术应用

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? 机架功率密度的提高推动液冷技术应用
　　
　　经过多年相对静态的机架密度，数据中心运营商越来越多地要求更高密度的机架。
　　
　　根据UptimeInstitute2022年全球数据中心调查中，超过三分之一的数据中心运营商的机架密度在过去三年里迅速增加。
　　
　　《中国数据中心的三年规划》中提到2023年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在20%左右，平均利用率力争提升到60%以上，总算力超过200EFLOPS，高性能算力占比达到10%。国家枢纽节点算力规模占比超过70%。
　　
　　新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。国家枢纽节点内数据中心端到端网络单向时延原则上小于20毫秒。国家七部委提出“加大先进节能节水技术应用。强化绿色设计，加快自然冷源、近端制冷、液冷等制冷节能技术应用”。
　　
　　这与液冷服务器技术的成熟度以及对此类技术的接受和采用程度的提高是一致的。
　　
　　服务器功耗的增加是在快速增加容量的需求不断增长的情况下发生的，对运营商来说是全方位的挑战。
　　
　　这使得他们没有什么选择，只能通过在狭小的空间内增加计算量、提高机架密度和创建需要液体冷却的热力曲线来探索现有设施的界限。
　　
　　虽然液体冷却不是一项新技术，但在高密度环境中成功、高效、无问题的早期部署已经提供了概念证明，这将在未来一年内推动采用。在新的OCP和Open19标准中增加直接到芯片的冷却，会加速这一趋势。

5.元宇宙的加速

　　????????? 锂电池不间断电源系统在5G边缘计算的部署
　　
　　Omdia预计到2027年，所有移动订阅的近一半超过58亿将是5G用户，将计算推到离用户越来越近的地方。
　　
　　元宇宙是一种寻找超密集、低延迟计算网络的应用。在2023年，我们将看到这两种活动的交集，元宇宙的实施利用5G网络来实现应用所需的超低延迟功能。
　　
　　这将需要在这些5G边缘位置进行更高功率的计算，并且2023年进行早期尝试，然后在之后几年进行更广泛的部署。
　　
　　随着网络边缘变得越来越复杂，支持它所需的基础设施也会越来越多。
　　
　　这将包括人工智能和虚拟现实规划和管理系统等技术，边缘计算的部署要求体积小、能量高、重量轻，可实现快速部署的电源系统，因此在边缘计算将越来越多地采用锂电池不间断电源系统。
　　
　　根据IDC的数据，这是一个持续的趋势，份额从2021年8月的销售额的2%增加到2022年8月的8%。