众所周知,这些年对于数据中心PUE的要求是越来越严,从1.5到1,4,再到1.3。随着北京,上海,广州等一线城市新政的不断出台,一方面折射出了这些城市对数据中心的高能耗已经到了容忍极限,另一方面也间接为周边地区催生了新的经济增长点。甚至可能会在不久的将来深刻改变产业格局。

众所周知,目前国内运营超过5年以上的数据中心,PUE基本上都在2.0以上。有些新建的数据中心,能够达到1.5以下,或者1.3。但是其中有些可能含有水分,因为PUE数值需要参考全年测试数据,有些运营商为了宣传或者应付审查,会通过一些小手段,比如设备关机,或者是在冬天进行测试等。具体可参考之前旧闻《IDC时评:挤干PUE的水分 数据中心还剩多少绿色?》。

事实上, 数据中心如果真的要严控PUE,要涉及很多步骤。比如阿里在张北的数据中心,其设计PUE值是1.25,之所以能有这么低,是因为张北地区的年平均气温仅为2.6度。如果把这个数据中心建在广东,恐怕光散热的钱就能再把PUE拉升个10%。

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制约PUE的因素到底有哪些?

供电,制冷是数据中心“电老虎”

费电是个老生常谈的话题,数据中心建设的选址首要因素就是电力源问题。因为如果距离电力源过远,会造成供电不稳定,损耗过大。目前来说,数据中心供电采用的都是二次转换,也就是从发电厂出来先到UPS,再把电流输送到机房。但是UPS这种二传手,在能量转换过程当中本身就会产生损耗。即便是现在最好的UPS,其最高转换效率也仅为96%,如果满负荷运行,其实平均也就88%都到不了。换句话说,如果仅算UPS对数据中心PUE的贡献,1/0.88%=1.136。在没有其他供电方式介入的情况下,想做到1.3以下的PUE根本不可能。虽然现在有高压直流,但其实这种设备的转换效率也未见得比UPS高。

除了供电以外,数据中心的制冷效率也是PUE的贡献大户。机房在工作状态,其发热量恐怖至极。每年运营商都要花费巨资在空调降温方面,否则就会出现宕机。所以,除了服务器的正常工作耗电外,剩下的电费大部分都被制冷系统消耗了。所以,如何提高散热效率,降低制冷系统的支出,是行业始终关注的话题。现在主要的方案是风冷,水冷,蒸发冷却,以及比较昂贵的液冷系统(虽然效率更高,但是初期建设成本也不便宜)。

地理条件也从侧面影响PUE

这个就比较好理解了,数据中心在选址时候的自然条件。如前文所述,在张北建设的数据中心,肯定比在广东的数据中心更节能。毕竟年平均气温相差将近20度,制冷的费用就少了一大半。

除此之外,数据中心的建设方式也会对PUE的高低产生直接影响。比如模块化数据中心(微模块、MDC、预制数据中心)目前就是大家公认的一种可以节省能源、减少建设时间的数据中心建造方式。

未来的数据中心向哪里去?

模块化数据中心渐成趋势,设备厂商必须整合

刚才已经说过了,一线城市对于数据中心PUE的“紧箍咒”越来越狠。要想符合要求,首先就得选对建设方式,采用微模块或者说密闭通道+近端制冷的方式来建设数据中心就是一个不错的趋势。只有这样,才能从底层架构上降低PUE。但这对于行业,就会产生第一重影响。

首先,传统设备生产商的利润空间会被压缩。如果不想办法集成到微模块的整体方案当中,是无法参与未来数据中心建设竞标的。在未来,更多的厂商和集成商,甚至VC都会加大力度关注微模块。

其次,下面还会面临其他行业的老问题,那就是产品同质化。要想在未来的数据中心建设中求得生存,各厂商肯定还要想尽办法与同行区别开来。但是很多中小型的微模块厂家,既没有资金研发,成本方面也不具备优势,更不可能自己垫资建设机房,或者是做那种架构庞大的,从云平台一直覆盖到风火水电的整合方案。他们唯一能做的就是化整为零,做一些带亮点的差异化方案。比如从外观,或者细化管理方面入手。只有这样,才能让他们避免陷入价格战的苦局。

环一线地区将获得商机

现在大数据产业的发展带动了各行各业,但是对于像北京,上海等一线城市来说,数据中心带来的高能耗也让他们不堪重负。所以一方面严控新建数据中心的数量和标准,另一方面鼓励已建成数据中心外迁。

其实数据中心未来的发展会和制造业一样,逐渐从北京,上海等一线城市向周边区域扩散。这就为环一线城市地区带来了巨大的商机,比如现在贵州,张北,内蒙等地的数据中心园区。未来会形成环一线城市的数据中心经济带,为相关地区的经济增长带来贡献。

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更多制冷技术会由此催生

事实上,除了传统的空调制冷以外,在数据中心散热领域并不缺乏新的前沿技术。但之所以无法快速,主要原因即在于成本。液冷技术就是属于这类,这就好比节能灯泡刚推出的时候,售价要到10几元一只,但当时的白炽灯泡也就2-3元。虽然在相同寿命周期内,节能灯消耗的电费不足白炽灯的20%,但高成本还是让市场培育周期变得十分漫长。同理,成本上的差距导致数据中心在建设之初,就被运营商抛弃了。

实际上,能耗,安全,价格的平衡,是政府,数据中心运营者,设备提供方还有用户的多方博弈。政府从高层战略出发,要求运营方必须把PUE降到最低,而用户则更关心数据中心的安全性和价格。至于运营方,只有在不影响经济效益的情况下才有意愿选择最前沿的技术去降低能耗。虽然也有人建议利用江河湖海进行制冷,甚至把数据中心建在浮岛或者船上。但这些其实都只是因地制宜,难以大范围。

虽然很多新技术带来的能耗降低非常明显,但是初期的建设成本对于运营方来说过于高昂,最终只能转嫁给用户(机柜租赁、云服务等)。除非是经过几年的运营,发现节能的好处显而易见,这样的技术才可能被市场接受。

另外,这种对能耗的重视,还会使得数据中心的节能认证市场获得发展。比如机房的节能认证、PUE认证会逐渐成为新建数据中心的“敲门砖”。

延伸阅读:

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