作为一种新型生产力，算力已成为推动数字经济发展的核心力量，正强有力地支撑数字中国建设。在碳达峰碳中和目标引领下，如何进一步推动算力绿色化发展，实现绿色算力升级，是实现经济社会高质量发展的必然选择与关键环节。

9月12日-14日，由工业和信息化部新闻宣传中心（人民邮电报社）、中国邮电新闻工作者协会等单位联合组织的“算力中国行”大型调研采访活动走进上海。

21世纪经济报道在与当地运营商、企业、有关专家探讨中发现，伴随算力规模爆炸式增长，如何处理数据中心“快发展”和“高耗能”之间的矛盾变得越发急迫。目前从地方到企业也在尝试优化制冷系统、加强应用环节效率、完善能效评估体系等多种举措，为绿色算力发展提供了更多的行业参考。

图片来源：缴翼飞 摄

降能耗不能忽视制冷系统

国际能源机构(IEA)的数据显示，2022年全球数据中心用电量为2400亿~3400亿千瓦时，约占全球最终电力需求的1%~1.3%。根据中国信通院统计，我国2022年数据中心能耗总量1300亿千瓦时，同比增长16%，预计到2030年，能耗总量将达到约3800亿千瓦时。

目前业内普遍认为，从能耗构成看，数据中心总能耗包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明和其它。制冷是IT设备之外的最大耗能源。因此，优化制冷系统成为数据中心提高能源效率的重要环节。

在上海移动临港IDC数据中心里，“全副武装”的新型微模块机房成为一个个节能环保的“绿色单元”，记者走在通道中也感受到了明显的低温凉爽。据工作人员介绍，在上海移动临港数据中心，末端机房采用微模块R18标准建设，符合数据中心未来发展要求的模块化、标准化、低碳化的智能管理要求，可实现节能减排、化整为零、方便运维的管理效果。

“相较于传统机房，微模块通过最新的冷通道封装技术，加强了供冷效率和换热效率，再加上水冷空调的应用以及智能化空调群控系统的采用，大大提高了微模块供冷的能效比。”该工作人员说。

除此以外，上海移动还采用机房制冷精细化管理模式，在秋冬季节利用大气自然冷源代替冷机机械制冷，在夏季供冷高峰时期通过智能监测室外环境温度和末端供冷需求量，通过冷机、水泵、冷却塔风机动态变频调节模式运行，全年可节电超过200万度。

值得注意的是，液冷、间接蒸发冷、全变频氟泵等先进技术正逐步应用于数据中心，均可有效减少数据中心制冷方面的用电，提升制冷效率，助力PUE值持续降低。

国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通今年6月发布的《电信运营商液冷技术白皮书》中也指出，目标2025年50%以上数据中心项目应用液冷技术，电信行业力争成为液冷技术的引领者、产业链的领航者、推广应用的领先者。

记者在燧原科技还看到了采用冷板式液冷方案的云燧智算机，可组建面向超大模型的算力集群，刚刚在2023年中国算力大会上被评为“算力中国·年度突破成果”。目前，燧原科技已在之江实验室建成了千卡液冷训练集群，在提供超过100P国产AI算力的同时，还可将PUE降至1.1以下，实现了高算力和绿色化的结合。

《2023中国绿色算力发展研究报告》预计，到2030年，液冷技术规模落地后PUE接近1，单位能耗碳排放随着绿电在电网中占比不断提高将有所下降。

上海市通信管理局信息通信发展处副处长魏征告诉记者，目前上海正在推动液冷、间接蒸发自然冷却等节能技术的应用，并在嘉定、青浦等地区的算力中心开展试点。同时，还在推动数据中心企业启动氢燃料电池等绿电在数据中心的试点，梳理了上海10个“小散老旧”数据中心（约4000个标准机架），预计将于年底前全部完成数据中心改造任务。

值得注意的是，不少企业正在尝试利用AI来实现架构和算法上的优化，以最大限度地利用活动设备，并将不需要的设备置于深度空闲/低功耗状态，以提升使用效率，降低电量的需求。

蚂蚁集团首席技术官、平台技术事业群总裁何征宇告诉记者，算力是由数据中心的服务器提供，但实际上大量的电能只是用于维持服务器在正常运转，并没有提供直接的计算服务。根据统计数据，在目前的数据中心里，可能只有6%-12%的电能是真正用于计算本身。

他进一步指出，不同类型业务在不同时段存在业务量潮汐波动属性。例如，在线服务类业务具有高敏感和低时延的属性要求，离线计算（如AI模型训练、数据挖掘等）对时延和敏感性要求低，但对计算能力和存储空间要求较高等。由此，不同工作负载类型对硬件算力需求不一，如在线业务CPU利用率不高、离线计算CPU利用率高、智能计算业务对于CPU要求不高但对于GPU要求高等，都给异构硬件算力资源的采购、调配和复用等带来一定挑战。

据了解，蚂蚁集团2022年的服务器CPU效率已经从2017年的不足10%，提升到了33%。未来随着智算需求的提升也会在GPU方面作进一步的尝试。

能效评估体系仍有完善空间

作为衡量数据中心能效水平的重要指标，PUE成为近年来行业中最为人耳熟能详的热词。

近年来，国家和地方发布多项政策不断推动PUE值的降低，2021年11月，国家发改委联合网信办、工信部、能源局共同发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》中提到，全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下；工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》提出，到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降到1.3以下。

在调研走访过程中，很多企业均表示，不同于自然冷源对西部PUE降低给予的极大助力，上海地区的机房能够满足PUE达到1.3以下的条件，但也面临着不小的成本压力。

“目前智算中心建立落地以后，前期的服务器的功耗由原来的将近1千瓦，现在大概在11千瓦的水平。在这种情况下，实际上对能耗的指标的需求也会越来越大，希望能在能耗指标等政策上给予统筹支持。”一位运营商如此说道。

事实上，数据中心服务器运行的过程中会产生大量热能，水冷目前成为东部服务器比较普遍的方法，这也会造成较大的水力消耗。

何征宇认为，当前行业比较关注数据中心的绿色度指标，并且已经制定了一系列比较成熟的评价指标及相应的评估体系，如电能利用效率PUE、水资源利用效率WUE、碳利用效率CUE 等，都在推动数据中心绿色化过程中发挥了巨大作用。同样，面向应用环节的计算绿色化，也需要制定出相应的评价指标和评估体系，才能有效帮助算力应用企业一方面更好评估自身当前算力效用水平，另一方面也可以更好地评估出在该领域的投入产出效果。

也有部分企业建议，未来的产业政策中可以在能耗指标上向智算中心有所倾斜，同时优化绿色能源的能耗管理方式，对于在数据中心所用的绿色能源，不再纳入能耗总量和强度控制，用能管理逐渐从能耗“双控”向碳排放“双控”转变。

编辑/樊宏伟