在节能型绿色数据中心建设中,低PUE是关键指标,通常要求PUE<1.3,这就意味着绿色数据中心网络需要兼顾高性能、低能耗、高效散热等多方面的要求。而传统数据中心正面临着高能耗、PUE高、散热效率低等诸多挑战。
首先,数据中心对电力等能源消耗巨大,属于高能耗行业。据统计,过去10年间,我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度快速递增。2020年,全国数据中心总耗电量已突破2000亿kW·h,达到了社会总用电量的2.7%,预计到2025年将达到4.05%。
当前我国的电力结构仍以燃煤发电为主,在数据中心供电结构中,火电占比超过70%,会产生大量的温室气体及其他污染物,带来气候变暖、环境污染等风险。其次,高性能的数据中心网络需要高功率的元器件处理通信数据,这对能耗和散热提出了更高的要求。传统的元器件之间通过电信号传输数据,存在诸多缺陷,比如:当Serdes速率从112G/224G提升到448G时,电信号传输的损耗会显著增大,当端口速率从800G提高到1.6T甚至3.2T时,端口的散热难度越来越大,逐渐成为瓶颈,无法满足低PUE的能耗要求。
最后,传统的数据中心普遍采用风冷散热,存在散热瓶颈。风冷散热通常需要采用空调吹冷气散热,这就限制了单机柜的最大散热量只有20kW,一旦单机柜的散热量超过20kW,就会达到散热瓶颈。另一方面,据统计,空调散热的能耗占到数据中心总能耗的45%,也就是说,空调能耗增大会使得整个数据中心的PUE大幅增加。
科技的发展和创新可以有效地解决传统数据中心在绿色节能方面面临的这些挑战,助力数据中心向绿色低碳转型升级,建设一个高性能、低PUE、高效散热的节能型绿色数据中心。通常来讲,建设绿色数据中心需要从降低能耗和高效散热两个方面入手。从业界的技术发展趋势来看,硅光可以降低40%-50%的设备能耗,而液冷散热可以大幅提升散热效率,从而满足机房PUE<1.2的高能效标准。因此,硅光和液冷散热逐渐成为建设绿色数据中心网络的首选。