成为绿色数据中心新样板,东莞华为云数据中心是怎样炼成的?

今年年初,东数西算工程正式启动,一个新型算力网络体系逐渐浮出水面;而华为云在数据中心上的布局,也与东数西算工程的理念一脉相承。

当前,华为云在全国范围内共布局了五大数据中心。其中,贵州贵安和内蒙古乌兰察布的数据中心构成了“南贵北乌”的格局,而其他三大数据中心则分别部署在京津冀、长三角、粤港澳地区。华为云数据中心这种冷、温、热布局,主要由时延来决定。冷服务主要建在低成本地方,温服务可以贴近沿海的低成本地方,热服务则要布局在贴近客户需求的地方。

在五大数据中心中,东莞华为云数据中心,是华为云全国“前店后厂”战略部署在粤港澳地区的关键前店节点。据了解,该数据中心最大的特点就是采用了成熟的预制模块化建设方式,不仅将同等规模数据中心的建设周期从18个月缩减至6个月,还借助冷冻水+融合液冷温控系统,将数据中心年均PUE降到1.3以下。

如今,在“双碳”战略的指引下,绿色数据中心在建设过程中正积极应用高效节能技术产品,提高可再生能源消纳,加快高效、清洁、低碳、循环发展已成为行业共识。而东莞华为云数据中心在建设过程中,同样也离不开基于AI的制冷调节iCooling技术、端到端能效调优等一系列高效节能技术手段的应用,进而将绿色低碳落到实处。

绿色低碳成为数据中心建设“主旋律”

近年来,我国数字经济蓬勃发展,产业规模持续快速增长,已数年稳居世界第二。统计测算数据显示,从2012年至2021年,我国数字经济规模从11万亿元增长到超45万亿元,数字经济占国内生产总值比重由21.6%提升至39.8%。

数字经济的快速发展,无疑给数据中心建设提出了新要求。从新基建到东数西算,一大批数据中心项目或开工建设或投入运营,数据中心产业正进入快速发展的新阶段。中国信通院发布的《数据中心白皮书2022》显示,2021年,我国数据中心行业市场收入达到1500亿元左右,近三年年均复合增长率达到 30.69%。

与此同时,数据中心的能耗问题也日益突出。此前,据国网能源研究院的测算,2020年,我国数据中心用电量突破2000亿千瓦时,占用电总量比重约2.7%;预计到2030年,这一数字将突破4000亿千瓦时,占比升至3.7%。尤其在“双碳”战略的指引下,绿色低碳已经成为数据中心转型和发展的“主旋律”。

为此,2021年7月,工信部就在《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》中提出,到2021年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.35以下,到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。

顺应数字经济发展和“双碳”战略需要,华为云也在加速数据中心建设和布局,五大数据中心的建设不仅具备交付快、稳定、规模大等特点,在绿色低碳上也表现突出。其中,华为云乌兰察布数据中心和贵安数据中心,凭借优越的地理位置,以及多项节能降耗技术的应用,将年平均PUE降到了1.2以下。

即使在东莞这样常年高温多雨的地方,东莞华为云数据中心借助华为提供的设备系统与电力系统,以及各种节能技术,也能将年均PUE控制在1.3以内,相较于传统制冷方式,年节约电费超过千万元,成为绿色数据中心建设的典范。

从预制模块化入手,推动数据中心绿色发展

对于数据中心行业而言,早在十多年前,绿色节能就已经成为行业发展的重点之一;如今,新一轮绿色数据中心的建设,不只是要实现绿色低碳、节能降耗的目标,更重要的是在数据中心规划、设计、建设、运维的全生命周期中,都要融入绿色发展的理念。

据了解,作为业界规模最大、交付速度最快的预制模块化数据中心,东莞华为云数据中心由189个预制模块化箱体堆叠而成,将诸多需要在工程现场安装的单元和系统前置到工厂,组合成标准化“即插即用”模块,再运输到现场进行组装集成。

从传统的“钢筋混凝土+现场施工”到“装配式钢结构建筑+工厂预制”,东莞华为云数据中心将机柜、温控、供电、监控、消防等子系统集成到一起,不仅可以大幅缩短交付周期,实现数据中心快速上线;还能实现施工用水和建筑垃圾减少80%,材料回收率超过80%,施工过程中的碳排放强度降低90%,使数据中心建设更环保。

预制模块化建筑吊装是业界难题,最重要的是对得准、对得快,还要稳固可靠。为此,东莞华为云数据中心借鉴了中国古建筑的榫卯设计理念,与同济大学联合开发的磐石结构体系,能够做到189个模块堆叠之后多而不散、大而不倒、高而不晃。即便遭遇地震、台风等极端环境,也能保证数据中心安全。

传统数据中心的施工通常使用平面化的CAD图纸,而机房里的管线盘根错节,呈现立体化特征,平面图很难看到管线之间的交叉干涉。而东莞华为云数据中心则采用BIM 3D设计方式,可提前识别可能发生的碰撞、干涉,降低现场返工率,实现从设计到生产组装的全流程可视、可控、可管、可监测,从而真正实现“设计即所得”。

而通过全面采用智能锂电解决方案,东莞华为云数据中心的运营模式也大大优化。一方面,锂电池占地空间小,在同等备电能力下,采用铅酸电池至少要多占用两到三倍的面积;另一方面,从数据中心运行的全生命周期来看,锂电虽然前期采购成本较高,但使用寿命至少在十年以上,整体成本相比铅酸电池要节约近20%。

聚焦节能技术应用,将绿色低碳进行到底

在数据中心建设过程中,如果说预制模块化的建设方式,是从整体的角度推动数据中心的绿色发展;那么各种节能技术的应用,则是从具体环节入手,将绿色低碳落到实处。

在“双碳”大背景下,PUE已经成为衡量数据中心绿色程度的关键指标,而漏风率是影响数据中心PUE的关键因素。而东莞华为云数据中心采用预制模块化的设计可将漏风率控制在3%以内,进而减少空调运行时间和能耗损失,对降低PUE大有裨益。

而东莞华为云数据中心之所以能实现年均PUE低于1.3,也与一系列数据中心节能技术的应用密不可分。比如,基于AI的iCooling数据中心能效优化解决方案,可在给定的气候、业务等条件下,通过深度神经网络训练得出PUE预测模型,并下发执行及反馈效果,实现制冷到“智冷”的革新性转变,有效降低数据中心PUE。

借助端到端能效调优技术,东莞华为云数据中心可以在全链路实现按需制冷,进一步提升制冷效率。同时,为了实现高效散热、保证数据中心IT设备稳定可靠运行,东莞华为云数据中心还借助华为间接蒸发冷却方案重构温控系统,利用自然界的水和风实现制冷,在节省成本的同时实现降碳。

除此之外,华为也在从供电系统入手,通过打造全新的电力模块助力数据中心绿色低碳。比如,不久前华为推出的电力模块3.0解决方案,通过全新的电力模式,可实现省地、省电、省时、省心,大幅降低数据中心的成本。

为了帮助数据中心实现绿色低碳,华为不仅是众多创新节能技术的提供者,更是实践者。事实上,东莞华为云数据中心作为这些创新技术的试验场,既在落地应用过程中检验了技术和解决方案的可行性和成熟度,也实现了数据中心的绿色节能,可谓一举两得。

从预制模块化数据中心,到智能供配电(电力模块)技术,再到智能锂电、间接蒸发冷却解决方案,华为在数据中心领域的持续创新,正在推动整个行业向绿色低碳、极简高效运维迈进。而在“东数西算”的推动下,我国智算、超算中心的建设正在掀起新热潮,东莞华为云数据中心的创新实践,无疑将为整个数据中心行业提供新的参考借鉴,全面助力绿色数据中心的创新发展。