能源效率的基石：绿色能源数据中心的节能策略 (能源效率的基础是什么)

文章编号：25048 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-06-17 05:53:46 / 浏览：次

能源效率是当今数据中心环境中至关重要的话题。不断增加的能源消耗和碳排放促使业界寻求创新的方法来减少数据中心的能源足迹。

绿色能源数据中心是实现能源效率的一个关键策略。通过采用可再生能源、智能冷却系统和优化硬件，这些数据中心可以显著降低能源消耗并减少环境影响。

绿色能源数据中心的节能策略

以下是一些绿色能源数据中心常用的节能策略：

可再生能源

太阳能光伏：利用太阳能电池板将太阳能转化为电能。风能：使用风力涡轮机将风能转化为电能。地热能：利用地球地热能，通过热泵系统供暖和制冷。

智能冷却系统

自由冷却：利用外部冷空气直接冷却服务器，无需传统空调系统。热水/冷水侧板：使用热交换器来散发服务器的热量或为服务器提供冷水，提高冷却效率。冷通道/热通道设计：通过隔离冷空气和热空气通道来优化气流，提高冷却效率。

优化硬件

节能服务器：使用高能效服务器，例如配备低功耗处理器的服务器。虚拟化：通过整合多个服务器到一台物理服务器来减少能源消耗。服务器休眠模式：当服务器未被使用时，将其置于低功耗休眠模式。

绿色能源数据中心的优势

采用绿色能源数据中心可以带来显着的优势：降低能源成本：可再生能源和智能冷却系统可以大幅降低数据中心的能源消耗，从而降低运营成本。减少碳排放：使用可再生能源可以消除化石燃料的使用，从而减少碳排放，应对气候变化。提高运营可靠性：可再生能源和智能冷却系统可以提高数据中心的运营可靠性，减少停机时间。改善客户形象：绿色能源数据中心可以提升企业形象，表明对环境责任的承诺。

实施绿色能源数据中心的挑战

虽然绿色能源数据中心提供了显着的优势，但在实施过程中也存在一些挑战：前期投资成本：绿色能源设备和基础设施的安装成本可能较高。可再生能源的不稳定性：太阳能和风能等可再生能源可能受到天气条件的影响，导致能源供应不稳定。冷却系统的复杂性：智能冷却系统可能比传统空调系统更复杂，需要专业知识和维护。

结论

绿色能源数据中心是提升能源效率和减少环境影响的关键策略。通过采用可再生能源、智能冷却系统和优化硬件，这些数据中心可以显著降低能源消耗和碳排放。尽管存在一些挑战，但实施绿色能源数据中心可以带来显着的财务、环境和运营上的好处。随着对可持续数据中心的认识不断提高，绿色能源数据中心将继续在未来企业和社会的能源效率中发挥至关重要的作用。

绿色数据中心的绿色数据中心与节能趋势

何为“绿色数据中心”？在布线行业待了长时间的朋友们可能知道，不仅建筑需要节能，数据中心也是如此，严重的电力不足，使得机房出现能耗危机，绿色数据中心主题突然间从“无人所知”升至“家喻户晓”。当管理成本、资源整合、业务响应速度、信息安全以及能源管理各方面都凸显危机时，绿色数据中心便顺势而生。密集的线路，环境的控制，机柜的保护，良好散热的数据中心，都必须要求其具备高密度、高性能、高可靠、高灵活的功能。绿色数据中心在此基础上，确保对线路布置进行合理管理以实现有效空气活动最大化，帮助实现更高的冷却与供电效率的解决方案。美国康普中国大区总经理黄海涛先生说：“绿色数据中心，主要是选材上尽可能的节能，比如：电缆的外皮达到绿色数据中心设备所指定的数值。其次在能源运用方面，什么时候开，什么时候关，采取能源控制，达到节能环保的作用。 ”IBM公司系统和科技事业部张智隆先生说：“绿色数据中心的含义就是提高数据中心的能源效率。尽量减少数据中心的整体用电量；尽量增大数据中心整体用电中用于IT系统比例；尽量减少用于非计算设备（电源转换、冷却等）的用电消耗。 ”为什么需要“绿色数据中心”？经调查，62%的企业认为，他们的数据中心面临着诸如散热、供电、成本等问题；23%的企业认为，其数据中心供电和散热能力不足，限制了IT基础设施扩展，或无法充分利用高密度计算设备；19%的被访企业认为，其数据中心的耗电量太大，费用超高，无法负担；还有17%的企业认为，机房温度过高，影响了计算设备的稳定运行，随之导致一系列问题的出现。因此，大多数企业的数据中心设施最严重的问题是：运算密度的提高导致用电密度的迅速加大，数据中心总体拥有成本随服务器的增加而成倍增加。过去的数据中心运算能力是目标，用电是“一般商品”，现在和未来的数据中心运算能力是“一般商品”，用电是焦点。因此我们需要绿色数据中心。泛达公司作为综合布线行业第一个提出“绿色数据中心”新热点主题的厂商，其亚太区总经理Robert先生说，“我们既感觉到社会责任又看到了机会。我们最新的、确保对线路布置进行合理管理以实现有效空气流动最大化的Net-ACCESS机柜系列产品就是经过专门设计以适应独特的刀片交换机，该机柜把空气流由正面引向侧面并且减少了占地空间，进而降低了冷却成本。从而实现“绿色”数据中心的目标。 ”今后，相信有越来越多的品牌将推出为实现“绿色”数据中心这一目标的解决方案。绿色数据中心将成为这个时代的热门话题，而事实上，这个时代，也需要绿色数据中心，需要它来实现节能。

数据中心如何节能降耗呢？

数据中心在节能方面的潜力，是难以想象的。根据去年3月份工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发的《国家绿色数据中心试点工作方案》透露，随着信息化快速发展，全球数据中心建设步伐明显加快，总量已超过300万个，耗电量占全球总耗电量的比例为1.1%～1.5%，其高能耗问题已引起各国政府的高度重视。我国数据中心发展同样迅猛，总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5%，其中大多数数据中心的PUE(平均电能使用效率)仍普遍大于2.2，与国际先进水平相比有较大差距，如美国数据中心PUE已达1.9，先进数据中心PUE甚至达到1.2以下，可以看到，我国在降低能源消耗方面发展空间极大。与此同时，人类社会从机械化、电气化、自动化一路走来，正迈进万物互联、万物智能的智能化时代，移动互联网、云计算、物联网等产业的崛起，使得需要节能改造的数据中心日益增多，据悉，2015年我国数据中心节能改造规模已达30亿元左右。“数据中心节能市场的空间是非常大的，在未来有望达到85亿元的市场空间。”南京佳力图机房环境技术股份有限公司高级工程师张卫星认为在这样一个广阔的市场下，无论是从厂商角度还是从客户角度出发，都应该去做更多的工作。面对数据中心能源消耗猛增的形势以及节能改造规模日渐扩大的局面，工业和信息化部节能与综合利用司处长尤勇强调，要把数据中心的绿色化改造要做深做细。“绿色数据中心将是我们工作非常重要的方向。3年前，工信部就联合发改委等五大政府部门共同发布《关于数据中心建设布局的指导意见》。去年，工信部又联合国家机关事务管理局、国家能源局制定了《国家绿色数据中心试点工作方案》(简称《方案》)，并按照《方案》的要求，确定了84个国家绿色数据中心试点单位。不久前第一批《绿色数据中心先进适用技术目录》也已公示，引导数据中心积极采用先进绿色技术，构建绿色数据中心。绿色数据中心工作正由点到系统全面推开。”尤勇说道。

新能源科学技术要点

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。能源利用涉及社会生产、生活的各个领域、各个方面,节能工作需要全社会的共同努力。节约能源法以法律形式确定了我国节约能源的基本原则、制度和行为规范,其最直接的目的是推动全社会节约能源。新能源科学技术要点简单点说就是减少在使用中不必要的消耗.使用转换率更高的设备.举例子：1.烧同样多的煤,炉子的效率就比直接在地上点火要高.因为炉子让热量集中释放了,而火堆是将热量释放到四面八方,都浪费了,效率低.2.用同样多的电,在同样亮度的情况下,节能灯的照明时间要比普通灯泡长几十倍.第2点：使用可再生能源或绿色能源,比如风能、太阳能、潮汐能,而尽量减少煤炭或者石油的消耗.第3点：从人类的习惯和行为上,避免不必要的能源使用.比如身边小事,就是随手关灯.再大一点,就是让城市里的探照灯别老没事往天上乱照,太费电.推动全社会节约能源,不是要抑制和减少人类的生产、生活需求,其关键是加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,提高能源利用效率。为实现节约能源,一方面应当通过调整产业结构、淘汰落后的耗能过高的产品、设备和生产工艺,减少能源使用量。更为重要的是要通过加强用能管理,采用先进的节能技术,努力提高能源利用效率。因此,制定节约能源法将提高能源利用效率作为重要的目的之一。

如何提升工业节能与绿色标准基础能力？

数据中心的能耗由以下几部分组成。

（1）IT设备。

（2）制冷系统设备。

（3）供配电系统设备。

（4）其他设备。

典型数据中心能耗构成如图所示。其中，数据中心能耗比重最大的部分为IT设备，其次为制冷系统设备、供配电系统设备及其他消耗电能的数据中心设施。

随着数据中心规模扩大及建筑体量的增大，冷水系统方案得到越来越多的应用。随之而来的是大量水资源的消耗及循环水的净化处理问题。同时，若采用蒸发冷却方案，其对清洁水的要求也越来越高。从能源利用的综合角度来看，单纯地靠PUE指标难以全面准确地评估数据中心的能耗水平，为全面合理地评价绿色数据中心工程，TGG在2009年首次提出并引入针对水利用效率评价的WUE（Water UseageEffectiveness）指标。水利用效率作为评价数据中心用水状况的指标，定义为数据中心水资源的全年消耗量与数据中心IT设备全年耗电量的比值，单位为L/kW·h。

WUE=数据中心水资源的全年消耗量/数据中心IT设备全年耗电量

目前，可采用水蒸发冷却的方法来促使制冷空调系统效率的提升，尤其在环境干燥的地区。但与此同时，PUE指标的降低也带来了水资源消耗的升高。对于采用冷水方案的工程，PUE与WUE存在一定的负相关性。这也决定了在实践应用中需要进行权衡，找到两者之间合理的平衡区间。与此对应的是，如今很多大型数据中心工程都选址在北方等气候寒冷、干燥的地区，水资源短缺也是需要考虑的重要问题。

以往人们对数据中心资源消耗的关注点往往集中在其电力消耗或燃料消耗上，认为一个数据中心只要电力指标优良，就可以认定为其为绿色数据中心；但近几十年来，全球承受着旷日持久的系统性干旱，并且随着人口的增长，工业规模的扩大，水资源消耗变得越来越紧迫，全球水资源缺乏的现状不会改变。

因此，面对水资源日趋匮乏的态势，业内也逐渐将目光转移到数据中心的水资源消耗上来；根据Uptime Institute的调查数据，数据中心平均规模大约为1MW，每年消耗的水量为26 600～30 400m³。

数据中心使用水的主要目的是散热，即利用水作为载冷工质持续带走IT设备热量。最常见的为冷冻水系统和冷却水系统，在这些系统中，冷水流经计算机机房的制冷单元；风扇吹过冷冻水散热盘管，向IT设备提供冷空气；然后水流回冷却装置中被重新冷却。冷却水系统依靠冷却塔利用水的蒸发来散发热量，利用水与空气流动接触后进行冷热交换带走热量达到蒸发散热降低水温的目的。

另外，冷凝水被重复蒸发并排放到大气中，会携带矿物质、灰尘及其他污染物。这些水必须被定期处理。上述规模的数据中心每年通过排放或补水大约会消耗5000m³的水。

总体来讲，使用传统水冷方式的1MW数据中心，每年用水量大约为30 000m³，这些数据并没有将数据中心加湿系统和空调末端泄水的消耗计算在内；另外，随着时间的推移，在水冷设备上，尤其是换热器翅片或换热管上会累积水垢或杂质，在去除这些影响空调运行安全和运行效率的污垢时，常用的方法是用水冲洗并排空，这一过程也消耗了大量的水资源。

1）冷却水蒸发采用冷却塔制取低温冷却水时，数据中心的热量主要靠冷却水的蒸发散发到大气环境中（采用干式冷却器的系统主要依靠空气与冷却水的对流换热，但其效率低，占地面积较大，且对气候条件的要求较为苛刻），水蒸发损失为数据中心水资源消耗的主要部分。

2）冷却水排水通常，数据中心冷却水系统的运行水温为32℃/37℃，该温度较容易滋生细菌，适宜藻类和污垢的生长及在管壁上的附着，并且需要通过冷却水排污来配合控制加药浓度，这一过程也会产生水的消耗。

3）IT房间加湿用水冬季，尤其是我国北方地区，室外环境相对湿度较低，机房内湿度受此影响需通过加湿系统维持机房内的湿度要求，需要消耗加湿用水。

4）软化水设备用水冷冻水及加湿水等闭式水系统在运行过程中由于泄漏、排水会造成一定的损失，为保证运行安全及系统压力，需要及时补充软化水，通过软化水设备对市政补水处理后补充到系统中。

5）设备维护用水系统运行过程中，冲洗、管道压力测试等需要的用水。

6）柴发系统运行及维护用水此部分为柴发机组排烟净化及机组冷却用水，这部分水资源消耗所占比例较小。此外，季节不同，数据中心各项用水比例会发生明显变化。

WUE指标目前还没有被广泛用于工业中，并且很少被引用，但水已经成为数据中心十分显著的因素，未来水资源利用效率一定会进入PUE度量工作中。

我国新能源发展的战略是什么？

我国新能源发展的战略是以提高能源利用效率、推动可再生能源发展、推进绿色发展、推动节能减排为主要目标，以构建清洁、安全、可持续的能源系统为核心，以推动经济社会可持续发展为目标，以推动新能源产业发展为重点，以推动能源结构优化升级为主线，以推动能源技术创新为支撑，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源安全稳定发展为基础，以推动能源环境协同发展为根本，以推动能源国际合作为重点，以推动能源改革创新为动力，以推动能源消费结构优化为目标，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点，以推动能源环境治理为基础，以推动能源安全稳定发展为目标，以推动能源技术创新为动力，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点，以推动能源环境治理为基础，以推动能源安全稳定发展为目标，以推动能源技术创新为动力，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点，以推动能源环境治理为基础，以推动能源安全稳定发展为目标，以推动能源技术创新为动力，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点，以推动能源环境治理为基础，以推动能源安全稳定发展为目标，以推动能源技术创新为动力，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点，以推动能源环境治理为基础，以推动能源安全稳定发展为目标，以推动能源技术创新为动力，以推动能源市场健康发展为保障，以推动能源资源高效利用为基础，以推动能源经济发展为支撑，以推动能源社会协同发展为保障，以推动能源综合利用为重点。

如何提高能源效率和节能？

我国属能源高消费的国家。我国的能源工业面临两方面的挑战，既要满足经济发展对能源的需求，又要同时考虑大气环境保护。《中国21世纪议程》把提高能源效率和节能作为可持续发展战略的关键措施。我国正在实现从传统的计划经济向市场经济的转变、从粗放型经济向集约型经济的转变，必将大大推进能源效率的提高和节能。

为实施“坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位”的能源发展战略，我国不仅注意充分发挥市场对资源配置的基础性作用，还利用政府的宏观调控职能，研究制订了相应的法规、政策和规划。1996年5月，国家科委、国家经贸委和国家科委联合制订了《中国节能技术政策大纲》，提出各行业节能技术方向和目标。随后又联合推荐106项重点推广节能科技成果。1996年9月，国家经贸委支持的“中国绿色照明工程”全面启动，在全国范围内组织实施。1997年11月，《节约能源法》颁布实施。在制定节约能源的决策和规划时，中国政府把技术进步和环境保护放在重要位置。

目前，节能领域的国际交流与合作空前活跃。我国在高效电光源、洁净煤技术等方面，进行了广泛的人员、信息交流和技术、经济合作；引进了电力需求侧管理、综合资源规划等适合市场的经济的规划和管理立法；利用世界银行等国际组织和外国政府提供的优惠贷款和赠款，建设了一批节能、新能源开发和教育培训等项目，提高能源效率和节能将在大气污染防治中起越来越重要的作用。

通常用能源消耗强度衡量一个国家经济的能源效率。能源消耗强度可以定义为单位国内生产总值所消耗的初级能源。自1980年以来，我国在全国范围内广泛开展了卓有成效的节能活动，实施有助于结构和技术变化的各项政策，对能源消耗强度的降低起到了决定性的作用。到目前为止，中国的能源消耗强度下降了50％，每年约下降4.5％。

我国能源消耗强度的降低主要归功于工业能源效率的提高。影响工业能源效率提高的因素有：1.结构性因素，即对中间及最终产品和服务的需求变化。它被认为是推动工业能耗降低的主要动力，据估算，以产品种类的变化为主导的工业结构调整占工业能源消耗强度下降总量的70％；2.技术性因素，即产品生产及服务中技术的变化和能源管理。它对工业能源消耗强度的下降也起到了重要作用。

虽然我国的能源消耗强度已有了大幅度下降，但仍是世界上单位能源消耗最高的国家之一。1995年，我国的能源消耗强度是美国的4倍左右，工业在我国经济中的作用大于日本和美国，而我国的工业仍过分依赖于低效率、小规模的生产方式，且能源技术，特别是能源密集型产业和主要能源消耗设备的效率还远远落后于西方工业化国家。

我国的节能重点为：1.燃煤电厂。据统计，1995年全国共有燃煤机组2910单元，其中装机容量小于100兆瓦者占81.5％，数量众多的小机组是导致供电煤耗居高不下和大气污染的主要原因。

2.工业锅炉。工业锅炉的煤炭消耗量约占总耗煤量的30％，是节能潜力最大的终端用能设备。现在我国约有50万台工业锅炉，平均容量仅为2.4吨/时，77％以上的锅炉小于4吨/时。减少这些量大面广的小锅炉，不仅可使低矮污染源对局部地区环境质量的影响减小，为集中进行二氧化硫排放控制创造条件，也将使工业锅炉的平均热效率显著提高。如果工业锅炉的平均热效率提高到OECD国家的目前水平，中国在1995年能源使用上的一次性节能量可达7000×104吨标准煤，减少二氧化硫排放量约110×104吨。

3.钢铁工业。钢铁工业的能耗占中国总能源使用量的10％左右。在钢铁工业的能源消费量中，煤和焦炭占74.7％。对于重点钢铁工业，能耗最高的工序依次为炼铁、电炉炼钢和焦化。钢铁工业的主要节能措施包括降低铁钢比、推行连铸、减少平炉钢、推广高炉喷煤粉。近年来，由国家专项贷款和企业自筹的钢铁工业节能技术改造投资每年达亿元以上。

4.建材工业。建材工业能源消费量占全国煤炭消费量17％以上，也是节能潜力较大的工业部门。在许多情况下提高能源效率和节能是减少污染物排放的最有效方法，并且在所有污染防治技术中节能是最经济的方法，不但减少了温室气体的排放，还节约了能源，具有相当的经济效益。

推进“绿色计算”，数字基础设施成为“减碳”新方向

数字时代，大量的生产生活离不开计算力的支撑。 “双碳”目标引领下，降低计算能耗，推动“绿色计算”十分关键。工信部近日印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，明确大力推动绿色数据中心创建、运维和改造。发展“绿色计算”，有哪些具体举措？电子显示屏上，种植面积、销售额等数字不断跳动；智慧大棚里，自动化浇灌机、数字化设备有序工作。融入国网杭州供电公司电力数据，杭州建德的草莓小镇产业园内，智能化种植正在推广。通过模型计算，农业生产更加高效；整合分析数据，工业制造更加智能；完善算法模型，出行效率不断提升……数字经济的活跃让计算无处不在，计算量也呈指数级上升趋势。天眼查数据显示，目前，我国共有超12万家数据中心相关企业。五年来，数据中心相关企业数量逐年增长。依靠电力驱动，数据中心在成为数字经济重要基础的同时，已经成为主要的碳排放源之一，推动“绿色计算”当务之急。 “业内常用PUE评价数据中心能源效率。 PUE值越接近1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。 ”联想集团董事长杨元庆说，数据中心有相当一部分电力用在芯片散热上，减小散热消耗、提升用能效率，成为数据中心绿色运行的重要方向。发展“绿色计算”，很多企业将目光放在散热和用能技术上。将自主研发的温水水冷技术应用到高性能计算平台，联想尝试用科技综合降低电力消耗，“温水水冷服务器”入选工信部《国家绿色数据中心先进适用技术产品名录（2020）》；网络的自建数据中心年均PUE实现1.14，低于行业平均值…… 加快用能方式的转型同样重要。 “我们要持续提升能源高效清洁利用水平，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，全面提升用能效率。 ”工信部节能与综合利用司有关负责人说。工信部明确提出，用3年时间基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。其中，到2021年底，新建大型及以上数据中心PUE要降低到1.35以下。

树立节能提效是什么的理念

树立节能提效是第一能源的理念。

坚持以清洁低碳为方向，新世纪以来，风能，太阳能等可再生能源蓬勃发展，全球能源结构加快调整，全球已有超过130个国家和地区设定了碳中和目标，绿色低碳成为全球能源发展的鲜明底色，坚持以能源保供为基础。

在减少化石能源消费，推动能源清洁转型的进程中，需要立足本国能源资源禀赋，平衡考虑各方面因素，坚持先立后破，通盘谋划，积极稳妥推动传统能源与新能源优化组合，守住能源安全可靠供应这一底线，坚持以电力为中心，电能是清洁，高效的二次能源。

节能的解释：

按照世界能源委员会1979年提出的定义，采取技术上可行，经济上合理，环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率，节能就是应用技术上现实可靠，经济上可行合理，环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性，各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。

这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施，在最近几年，通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。

限‌电对于数‌据中心产业影响挺大的，有什么好的节能办法吗？路坦力超融合对这方面有用吗？

数据中心作为经济社会运行不可或缺的关键基础设施，是公认的高耗电行业。

据前瞻产业研究院分析，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过 10% 的速度递增，其耗电量在 2020 年突破 2000 亿千瓦时，约占全社会用电量的 2.71%，2014-2020 年，数据中心耗电量占比逐年升高。数据中心供电结构中，火电占比超过 70%，会产生相对大量的温室气体和其他污染物。

PUE (Power Usage Effectiveness，电能利用效率) 是衡量数据中心能源使用效率的重要指标。PUE 越接近于 1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。截至 2019 年年底，全国超大型数据中心平均 PUE 为 1.46，大型数据中心平均 PUE 为 1.55。这与《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》建议的1.3 以下相比，尚有一段距离。

可见，限‌电对于数‌据中心产业影响挺大的。顺应碳中和发展趋势，逐步降低碳排放，是数据中心亟需做出的改变。

数据中心降碳，可双管齐下

数据中心如何才能提升能源效率，为降碳做出贡献？主流的数据中心降碳举措可分为 IT 和非 IT 基础设施两个方面。

非 IT 基础设施方面，常见的有数据中心选址靠近绿色清洁能源、尽量使用可再生能源、采用液冷技术取代风扇散热、数据中心余热回收再利用等等。这其中最为有效的不外乎在数据中心乃至公司运营范围内 100% 使用可再生能源，但这绝非易事——苹果用了 5 年时间才实现公司运营范围内 100% 可再生能源利用。

而在 IT 基础设施方面，企业可立即采用诸多举措来提升能源效率：通过分布式和虚拟化技术将“僵尸”服务器连接起来，最大程度减少 IT 设备空闲；实现服务器和存储的虚拟化与池化，从而大幅提升硬件利用率；通过采用更高能效的芯片产品，结合芯片的自适应电源管理功能来有效管理芯片用电，等等。

其中，虚拟化和超融合基础设施 (HCI)有望引领数据中心能效的提升。

虚拟化已十分普遍，超融合基础设施也在近年来逐渐成为主流。作为一种融合的、统一的 IT 基础架构，超融合包含了数据中心常见的元素：计算、存储、网络以及管理工具。超融合以软件为中心，结合 x86 或 ARM 架构的硬件替代传统架构中的专用硬件，从而解决传统架构中管理复杂、难以扩展等问题。

相比传统架构，超融合将架构由三层缩减至两层，不仅可以大幅度节省机房空间，还能进一步整合计算资源，从而提升机房能效。超融合架构自带计算虚拟化和分布式存储，取代了传统物理环境和传统虚拟环境，对数据中心降碳的影响显著。

经过通用场景下的对比计算，从传统物理环境到传统虚拟环境，仅是虚拟化这一层即可带来 20%-80% 的节能；而从传统虚拟环境进一步过渡到超融合架构，通过将分布式存储融合到计算侧，可再带来高达 31% 的能耗节省。以下为计算详情（以下为理论值，不同负载情况下物理服务器能耗会有有所不同，不同服务器也会表现不同，同时不考虑交换机等因素）。

计算虚拟化：节能 20%-80%，虚拟化程度越高越节能

计算虚拟化是从 IT 基础设施层面提升能效的关键。它实现了 IT 基础设施从物理架构到虚拟化的跃升，减少物理服务器的数量、增加 IT 资源的利用率，让数据中心得以使用更少的基础设施即可运行更大的工作负载。IDC 报告指出，数据中心中计算、存储、网络层虚拟化程度越高，所带来的碳影响就越小。

以 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统的配置为例，通过用虚拟化取代原有的物理机，能实现约为 20% 到 80% 的能耗节省（取决于虚拟机部署的密度）。

传统物理环境 vs. 传统虚拟环境

（以 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统为例）如图所示，此场景中两种架构的最大差异在于对计算资源的利用率不同：在相同的硬件条件下，计算资源的利用率越高，能获得的节能优势就越大。虚拟化架构通过高度利用 CPU 资源（此场景预设的 CPU 超分比例为 1：4，通常属于中到重度计算需求使用），可将平均每计算核心耗能降低约 74%。

在实际使用场景中，虚拟机部署密度的不同，也会带来不同的节能效果：