新冠肺炎疫情的發(fā)生，讓在家自我隔離的中國老百姓真切地體會(huì )到了“新基建”對日常生活和工作的重要性。2020年3月，中共中央政治局常務(wù)委員會(huì )提出了“加快5G網(wǎng)絡(luò )、數據中心等新型基礎設施建設進(jìn)度”的要求。數據中心首次被明確納入到了新型基礎設施的概念中，受到了社會(huì )各界的高度重視。但數據中心作為新型基礎設施中的基礎設施，其建設一直被能耗過(guò)大等環(huán)境議題所困擾，秉持綠色化發(fā)展原則已經(jīng)成為了全社會(huì )的共識。因此，要想落實(shí)黨中央的要求，真正加快數據中心建設進(jìn)度，必須要明確未來(lái)數據中心如何實(shí)現綠色化發(fā)展的方向。

　　要破解未來(lái)數據中心綠色化發(fā)展的方向問(wèn)題，首先要搞清楚綠色數據中心的概念，但綠色數據中心在當前并沒(méi)有一個(gè)準確的權威定義，只能通過(guò)了解綠色數據中心的評價(jià)指標來(lái)理解這一概念。而國內對綠色數據中心的評價(jià)方法很多，各有特點(diǎn)，各級政府和技術(shù)團體也一直在探索的進(jìn)程中。

　　在政策層面，2014年北京市率先出臺了地方標準DB11/T 1139-2014《數據中心能效分級》，之后一直在逐步推進(jìn)北京市的綠色數據中心評價(jià)工作；2015年，工業(yè)和信息化部、國家機關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局三部門(mén)發(fā)布了《國家綠色數據中心試點(diǎn)工作方案》，其主要評價(jià)指標包括能效水平、碳排放、水資源、有害物控制、廢棄電器電子產(chǎn)品處置、管理體系等方面，對綠色數據中心要求使用綠色能源、實(shí)現綠色采購、保證綠色運營(yíng)、確保綠色處置。

　　在技術(shù)層面，2014年開(kāi)放數據中心委員會(huì )（ODCC）和國際綠色網(wǎng)格組織（TGGC）在國內聯(lián)合開(kāi)展了對數據中心的綠色等級評估，評估指標涉及能源效率、節能技術(shù)和綠色管理3個(gè)維度；2015年，住房城鄉建設部印發(fā)了《綠色數據中心建筑評價(jià)技術(shù)細則》，根據《綠色建筑評價(jià)標準》（GB/T50378-2014），對數據中心開(kāi)展綠色建筑評價(jià)給出了具體準則；2018年，中國電子學(xué)會(huì )發(fā)布了團體標準T/CIE 049-2018《綠色數據中心評估準則》；2019年，中國建筑學(xué)會(huì )發(fā)布了團體標準T/ASC05-2019《綠色數據中心評價(jià)標準》。

　　通過(guò)對以上各類(lèi)政策和評價(jià)技術(shù)方法匯總分析，綠色數據中心的所有評價(jià)指標都可以包含在表1的兩個(gè)維度中。

　　從評價(jià)對象的維度看，包括建筑和布局、動(dòng)力和環(huán)境設施、IT設備、管理4個(gè)層次。其中，在建筑和布局層面，需要從基建設計角度實(shí)現綠色數據中心，包括選址、機房建筑布局、建筑節能設計、維護結構及其材料、機房規劃與布局等；在動(dòng)力和環(huán)境設施層面，主要考慮的是供電系統、空調系統、照明系統以及加濕和除塵設施的設計、運行和維護；在IT設備層面，主要考慮路由器、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器等IT設備的選型、網(wǎng)絡(luò )搭建以及使用中的節能優(yōu)化等；在管理層面，需要從管理角度來(lái)實(shí)現綠色數據中心，包括管理制度、工作人員、監控系統等方面。

　　從評價(jià)領(lǐng)域的維度看，包括能效、可靠性、碳排放、水資源、土地資源、污染排放、資源回收利用7個(gè)方面。其中，能效強調的是提供單位存儲或計算能力消耗的能量；作為新型基礎設施，數據中心提供的服務(wù)品質(zhì)更多地體現在數據存儲和遠程計算的可靠性（包括安全性），越可靠其提供的服務(wù)價(jià)值也就越高；碳排放關(guān)注的是溫室氣體排放造成的影響；水和土地資源消耗也是綠色數據中心的一個(gè)重要評判要素；污染排放主要指噪聲和電磁輻射等污染指標的排放；資源回收利用則更多的是從其日常廢棄的各類(lèi)設備、線(xiàn)纜、電池、水等資源的循環(huán)利用程度來(lái)評價(jià)其對環(huán)境的友好性。

　　由以上評價(jià)指標不難看出，綠色數據中心應該是：在保障服務(wù)安全可靠的前提下，從建筑、設備到管理各方面都能實(shí)現資源消耗和對環(huán)境影響最小化的數據中心。

　　2013年，工業(yè)和信息化部與國家發(fā)展和改革委員會(huì )、國土資源部、國家電力監管委員會(huì )、中國能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于數據中心建設布局的指導意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導意見(jiàn)》），其中涉及了數據中心選址的建議，以及對數據中心用電的支持原則。文件不僅將數據中心按照機架規模分為超大型、大型、中小型3類(lèi)，同時(shí)將數據中心的綠色化推進(jìn)策略實(shí)際上分為了新建和技術(shù)升級改造兩類(lèi)。

　　根據《指導意見(jiàn)》，各地紛紛出臺了地方數據中心發(fā)展的規劃方案。除了個(gè)別氣候和能源條件較好的地區大力鼓勵數據中心建設以外，在經(jīng)濟發(fā)達的東部和南部地區，由于氣候溫暖、能源供應緊張，大多在大型和超大型數據中心新建方面采取收緊政策，而更多的是在推動(dòng)已有大型和超大型數據中心綠色化技術(shù)升級改造方面加大力度。對于中小型數據中心，由于數量眾多、管理分散、對國家政策不敏感等原因，實(shí)際上是放任發(fā)展狀態(tài)。

　　由于《指導意見(jiàn)》中對數據中心PUE值提出了要求，所以在各地實(shí)施的政策中，也都將新建和升級改造后的數據中心PUE作為了主要評價(jià)指標。

　　由于各地方政府對《指導意見(jiàn)》積極貫徹落實(shí)，大量數據中心節能減排技術(shù)雨后春筍般快速出現，從高壓直流供電、照明控制到空調的新風(fēng)和熱管等一系列技術(shù)得到了廣泛應用，讓大型和超大型數據中心在動(dòng)力和環(huán)境設施方面的能效水平得到了顯著(zhù)的提升。根據《北京市信息傳輸業(yè)固定資產(chǎn)投資和數據中心耗能調研》（2015年）報告[1]，對北京市2013年典型數據中心的PUE調查數據顯示，41.03%的數據中心PUE大于2.0，35.9%的數據中心PUE在1.8~2.0之間。根據2019年工業(yè)和信息化部在《全國數據中心應用發(fā)展指引（2018）》中公布的數據[2]：2018年，全國超大型數據中心平均PUE為1.63，大型數據中心平均PUE為1.54。2013年后投產(chǎn)的大型、超大型數據中心平均PUE低于1.50，最優(yōu)水平達到1.20左右。全國規劃在建數據中心平均設計PUE為1.50左右，超大型、大型數據中心平均設計PUE分別為1.41、1.48。

　　以氣候和能源為主的布局指導也起到了積極的推動(dòng)效果，在貴州、內蒙古等地區數據中心的新建項目產(chǎn)生了明顯的聚集效應，讓當地的數據中心相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現了跨越式發(fā)展。根據2019年工業(yè)和信息化部在《全國數據中心應用發(fā)展指引（2018）》中公布的結論：我國數據中心布局漸趨完善，新建數據中心，尤其是大型、超大型數據中心逐漸向西部以及北上廣深周邊城市轉移。內蒙古、河北、貴州、寧夏等能源充足、氣候條件適宜地區的數據中心在用機架數全國占比超過(guò)30%。

　　由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)各級政府、行業(yè)組織和相關(guān)企業(yè)多年的努力，在數據中心綠色化發(fā)展方面已經(jīng)取得了顯著(zhù)的成果。

　　在取得成果的同時(shí)，以往的數據中心綠色化發(fā)展指引政策也面臨著(zhù)必須進(jìn)行調整的問(wèn)題[3]。

　　根據對PUE的定義可知，數據中心總能耗除以IT設備的能耗比，其下降的極限是PUE=1，表明所有的能源都提供給了IT設備，其他配套設施的能源消耗為零。眾所周知，這種極限是不可能實(shí)現的，以現在的科技水平，PUE達到1.2~1.5已經(jīng)是實(shí)際氣候條件下能夠實(shí)現的極限了。而隨著(zhù)全國范圍內數據中心整體布局的完成，除非中國的氣候和能源供應分布發(fā)生重大變化，否則也沒(méi)有必要進(jìn)一步大規模調整布局了。

　　以上情況表明，以往政策對數據中心發(fā)展的引導方向已經(jīng)沒(méi)有了進(jìn)一步推動(dòng)數據中心綠色化提升的空間。在作為新基建的數據中心仍要加快發(fā)展的大背景下，盡快找到新的綠色化發(fā)展政策推進(jìn)方向，是當前亟待破解的難題。

　　從綠色數據中心的評價(jià)對象中可以看出，以往的綠色化發(fā)展重點(diǎn)是在建筑和布局、動(dòng)力和環(huán)境設施兩部分，而評價(jià)對象中的IT設備則一直沒(méi)有被重點(diǎn)關(guān)注。但對于數據中心的整體能效而言，IT設備能效的提升，意味著(zhù)在消耗同等能源的情況下，數據中心可提供的服務(wù)能力得到了最直接的提升。因此，推動(dòng)IT設備的能效提升可以與以往政策取得同樣的效果，對數據中心的整體能效提升產(chǎn)生顯著(zhù)的作用。

　　以往之所以沒(méi)有在IT設備能效方面出臺重大推動(dòng)政策，是因為將政策的執行對象局限在了商業(yè)數據中心運營(yíng)單位。而這些運營(yíng)單位提供的服務(wù)主要是在數據中心的動(dòng)力和環(huán)境運行維護方面，對數據中心中客戶(hù)使用的IT設備選型采購沒(méi)有控制權。因此，要推動(dòng)IT設備的能效提升，相關(guān)的政策執行對象需要進(jìn)行調整，應指向IT設備的制造商和使用方。可考慮的相關(guān)政策其實(shí)很多，如推動(dòng)數據中心路由器、網(wǎng)關(guān)、交換機和服務(wù)器的綠色節能標準修訂；鼓勵相關(guān)產(chǎn)品的綠色認證開(kāi)展；對采用綠色節能產(chǎn)品更新升級的項目給予補貼；推動(dòng)國家相關(guān)財政政策有利于加快IT設備更新?lián)Q代等。由于這些政策與數據中心的規模和產(chǎn)權無(wú)關(guān)，故對所有數據中心整體能效的提升都將發(fā)揮作用。如果這些政策能夠統一配套出臺，必將能對未來(lái)數據中心綠色化發(fā)展發(fā)揮巨大影響。

　　邊緣計算是伴隨著(zhù)云計算、霧計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、SDN、AI等技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，近年來(lái)隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和5G的發(fā)展迅速升溫，是即將爆發(fā)的萬(wàn)億級產(chǎn)業(yè)。邊緣數據中心作為支撐邊緣技術(shù)發(fā)展和5G邊緣組網(wǎng)的載體，將成為未來(lái)數據的第一入口，是未來(lái)數據中心發(fā)展的重要方向。

　　邊緣數據中心在建設布局和機房規模上與以往的大型、超大型云數據中心有非常大的差別。首先，在建設布局上，邊緣數據中心為了實(shí)現其功能，空間距離上必須靠近服務(wù)對象，這就造成其不可能像大型數據中心一樣選擇氣候和能源條件適宜的地域集中建設，而是要在人口密度較高、經(jīng)濟發(fā)展較發(fā)達的地區分布式建設。其次，其機房規模普遍偏小，見(jiàn)縫插針，以往對大型數據中心的動(dòng)力和環(huán)境要求將不適用。如果將大型、超大型數據中心比作縱橫馳騁的高鐵網(wǎng)絡(luò )，那么邊緣數據中心就是四通八達的社區小道。

　　根據邊緣數據中心的特點(diǎn)，在推動(dòng)其綠色化發(fā)展方向上選擇的評價(jià)指標有所不同，可以考慮：在建筑和布局、動(dòng)力和環(huán)境設施方面側重于對可靠性和電氣安全性的評價(jià)；在IT設備要求方面側重于對能耗、信息安全和組網(wǎng)架構特性的評價(jià)；在管理方面側重于對自動(dòng)化監控系統提出的要求。

　　4.3　中小型數據中心的綠色化發(fā)展方興未艾

　　中小型數據中心在以往的政策引導中一直處于空白地帶，其原因是多方面的。首先，從數據中心的運營(yíng)方看，數據中心多為各企業(yè)和機構的內設部門(mén)運營(yíng)，不對外提供服務(wù)，導致外部政府無(wú)法掌握其規模和數量，內部管理范圍交錯，難以界定運行邊際；其次，從數據中心作用看，大多數承載機構和企業(yè)的核心業(yè)務(wù)系統運行，出于商業(yè)和保密等原因，在運營(yíng)成本和綠色化發(fā)展方面考慮較少，各項引導政策對其吸引力不足；最后，從管理主體的數量和布局看，其管理主體數量眾多且分散，造成社會(huì )管理成本較高，政府無(wú)力對其全面嚴格管控。中小型數據中心雖然在管理上存在諸多的障礙，但其節能改造的潛力巨大，綠色化發(fā)展提升空間廣闊，是未來(lái)數據中心發(fā)展必不可少的一環(huán)。

　　隨著(zhù)各行各業(yè)對信息化技術(shù)的依賴(lài)程度越來(lái)越高，各類(lèi)業(yè)務(wù)系統越來(lái)越復雜，對承載其運行的數據中心維護技術(shù)水平要求不斷提高，企業(yè)內部在相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才隊伍建設和技術(shù)水平提升方面將逐步呈現難以滿(mǎn)足要求的局面，將部分業(yè)務(wù)系統委托給外部商業(yè)數據中心進(jìn)行運行維護的情況會(huì )越來(lái)越多，這是社會(huì )化發(fā)展導致的不可逆轉的專(zhuān)業(yè)化分工大趨勢。政府如果能順勢出臺相應的引導政策，必然會(huì )加速這種趨勢的形成。

　　考慮到未來(lái)數據中心專(zhuān)業(yè)化發(fā)展的大趨勢，建議針對當前中小型數據中心的綠色化發(fā)展推進(jìn)總策略為：推動(dòng)機構和企業(yè)內部運行的中小型數據中心向外部商業(yè)數據中心和邊緣數據中心轉化，從而逐步納入政府管控范圍。推動(dòng)向商業(yè)數據中心轉化的政策可以重點(diǎn)考慮采取增加供給的方式，即將數據中心確定為房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)配套基礎設施，規劃更多的本地中小型商業(yè)數據中心建設項目，從而拉動(dòng)企業(yè)和機構采用外部購買(mǎi)替代內部建設的方式，滿(mǎn)足其對本地數據中心的剛性需求。對于企業(yè)和機構的內部數據中心資源充裕，愿意對外開(kāi)放的情況，可以出臺政策，鼓勵其通過(guò)簽約加盟的方式納入各類(lèi)信息化網(wǎng)絡(luò )，成為提供外部服務(wù)的邊緣數據中心，以便利用針對邊緣數據中心的建設要求推動(dòng)其綠色化發(fā)展。

　　[1] 北京市經(jīng)濟和信息化委員會(huì )。 北京市信息傳輸業(yè)固定資產(chǎn)投資和數據中心耗能調研[R], 2015.

　　[2] 工業(yè)和信息化部。 全國數據中心應用發(fā)展指引[R], 2018.

　　[3] 中關(guān)村軟件和信息綠色創(chuàng )新服務(wù)聯(lián)盟。 北京市數據中心技術(shù)改造可行性研究[R], 2019.

　　蔣京鑫

　　中國信息通信研究院實(shí)驗室質(zhì)量管理部主任，中國通信標準化協(xié)會(huì )通信設備節能與綜合利用特設任務(wù)組（CCSA/ST2）組長(cháng)、全國電工電子產(chǎn)品與系統環(huán)境標準化技術(shù)委員會(huì )（TC297）委員，長(cháng)期從事檢測、認證、標準化和政府技術(shù)支撐等工作。

　　蔣京鑫。 數據中心的綠色化發(fā)展方向探討[J]. 信息通信技術(shù)與政策， 2020（6）:17-20.

　　本文刊于《信息通信技術(shù)與政策》2020年第6期

　　主辦：中國信息通信研究院

　　《信息通信技術(shù)與政策》是工業(yè)和信息化部主管、中國信息通信研究院主辦的專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊。本刊定位于“信息通信技術(shù)前沿的風(fēng)向標，信息社會(huì )政策探究的思想庫”，聚焦信息通信領(lǐng)域技術(shù)趨勢、公共政策、 國家/產(chǎn)業(yè)/企業(yè)戰略，發(fā)布前沿研究成果、焦點(diǎn)問(wèn)題分析、熱點(diǎn)政策解讀等，推動(dòng)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數字經(jīng)濟、人工智能、區塊鏈、大數據、云計算等技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新與發(fā)展，引導國家技術(shù)戰略選擇與產(chǎn)業(yè)政策制定，搭建產(chǎn)、學(xué)、研、用的高端學(xué)術(shù)交流平臺。