5G、數據中心多措并舉開展節(jié)能降碳， 創(chuàng)新節(jié)能技術成主要任務之一

新的 5G 網絡增加了物聯網設備、人員和服務之間的連接。 數據中心運營商必須快速轉型——將容器和虛擬服務器轉變?yōu)樵品蘸瓦吘売嬎恪駝t就有被甩在后面的風險。

數據中心應計劃升級現有基礎設施，設計新的架構方法來處理超本地邊緣數據中心，并學習如何整合自動化以實現無縫 5G 網絡管理。

無線 5G 是蜂窩網絡的最新移動網絡技術。它旨在連接所有人和一切——包括機器、物體、設備、人員和系統(tǒng)——無論位于何處。 5G 網絡提供更高的峰值數據速度、更低的延遲、更高的可靠性、更高的網絡容量和更高的可用性。

5G 使用虛擬化和軟件驅動的架構來簡化移動性。移動用戶和設備可以在連接之間移動時保持連接，而無需重新驗證或更改任何設置。這使得自動駕駛汽車、虛擬現實或大規(guī)模物聯網等技術成為可能。

5G 網絡還提供更好的地理覆蓋范圍，并可以改善沒有足夠寬帶連接的服務不足地區(qū)或需求超過當前容量的密集城市地區(qū)的連接。它們支持密集的分布式訪問架構，并有助于將數據處理移至更靠近邊緣的位置。

5G 技術包含網絡架構的多個部分。不過，一般而言，5G 網絡有兩個主要組成部分：無線接入層和核心網絡層。它們的部署方式取決于 5G 網絡和底層架構。

無線電接入網絡 (RAN) 包括 5G 小型蜂窩和宏蜂窩，各個設備連接到這些蜂窩，例如基站、路由器、智能手機或自動駕駛汽車。 小型蜂窩集群使用只能短距離傳播的高速、高頻帶頻譜。 小型蜂窩通常是處理住宅和企業(yè)應用和蜂窩的擴展覆蓋范圍的短距離無線基站。 根據他們的配置和部署，他們可以減輕網絡擁塞、增加數據吞吐量和擴大網絡覆蓋范圍。

宏蜂窩使用多輸入多輸出 (MIMO) 天線為設備和小型蜂窩提供廣域覆蓋。 宏單元支持多個連接同時發(fā)送和接收大量數據，因此更多用戶可以同時連接。

核心網絡包含管理 5G 網絡數據和互聯網連接的所有后端技術和軟件，包括波束成形、身份驗證和訪問控制、用戶計劃功能和會話管理。 5G 網絡的協(xié)調需要強大的計算系統(tǒng)和架構，例如基于云的系統(tǒng)、機器學習和人工智能。

當前，鍵值型數據庫在業(yè)界已得到普遍應用，如王者榮耀、和平精英、小紅書、拼多多等多款熱門游戲和應用，均基于鍵值型數據庫系統(tǒng)落地。相較于傳統(tǒng)數據庫，分布式非關系型的鍵值型數據庫在性能和節(jié)能能力上均有更優(yōu)的表現。

具體來說，在讀寫和架構設計方面，鍵值型數據庫更符合節(jié)能需求。以騰訊自研分布式數據庫TcaplusDB為例，其存儲引擎結構成本僅為關系型數據庫的30%，其在配置上的彈性伸縮能力也可有效節(jié)省運行能耗與成本。

開放計算正成為當前乃至未來數據中心的創(chuàng)新主力，通過全球化協(xié)作的創(chuàng)新模式，解決數據中心基礎設施可持續(xù)發(fā)展的重大問題。

近日，由OCP社區(qū)主辦、浪潮信息承辦的OCP China Day 2022(開放計算中國技術峰會)在北京舉行，活動聚焦數據中心基礎設施創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展以及產業(yè)生態(tài)等話題。

東數西算與開放計算

東數西算工程對于數據中心產業(yè)乃至數字經濟的影響是深遠的。

浪潮信息服務器產品規(guī)劃總監(jiān)陳彥靈告訴記者，東數西算與雙碳目標息息相關，讓現有數據中心的布局更加合理。

雙碳目標下業(yè)界對數據中心可持續(xù)性更加重視，比如使用可再生能源、設備回收與循環(huán)利用、熱能再利用，以及使用新型液冷技術以減少用水量等等。

12月8日，國家發(fā)改委等四部門印發(fā)的《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》提出，到2025年，數據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。

同時，對數據中心和5G綠色高質量發(fā)展提出量化目標。到2025年，全國新建大型、超大型數據中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下;5G基站能效提升20%以上，數據中心、5G能耗動態(tài)監(jiān)測機制基本形成。

優(yōu)化數據中心建設布局

《方案》強調，提高算力能效，加快建設綠色數據中心。新建大型、超大型數據中心電能利用效率不高于1.3，逐步對電能利用效率超過1.5的數據中心進行節(jié)能降碳改造。對于區(qū)域內數據中心整體上架率(建成投用1年以上)低于50%的，不支持規(guī)劃新的數據中心集群，不支持新建大型和超大型數據中心項目。

同時，各地要加快組織開展數據中心生產能耗情況調查，對于規(guī)模超過100個標準機架(2.5KW)的數據中心(包括已建和在建)逐一登記造冊，形成數據中心規(guī)模、上架率、能耗水平等底數清單，將年綜合能耗超過1萬噸標準煤的數據中心全部納入重點用能單位管理。引導利用率低、耗能高、效益差的小散數據中心騰退升級。

《方案》指出，優(yōu)化數據中心建設布局，新建大型、超大型數據中心原則上布局在國家樞紐節(jié)點數據中心集群范圍內。支持東部地區(qū)有關后臺加工、存儲備份等非實時算力需求，向西部風光資源富集、氣候適宜的地區(qū)轉移。鼓勵數據中心骨干企業(yè)率先完成布局落地。原則上對于在國家樞紐節(jié)點之外新建的數據中心，地方政府不得給予土地、財稅等方面的優(yōu)惠政策。各地加強對數據中心建設的統(tǒng)籌指導力度，堅決避免數據中心盲目無序發(fā)展。

鼓勵西部能源充裕地區(qū)圍繞數據中心就地發(fā)展數據加工、數據清洗、數據內容服務等偏勞動密集型產業(yè)，依靠產業(yè)跨越升級實現低碳綠色發(fā)展。

保障措施方面，《方案》提出，對于符合條件且納入國家樞紐節(jié)點數據中心集群范圍的新建數據中心項目，積極協(xié)調安排能耗指標予以適當支持，并對落實“東數西算”成效突出的項目優(yōu)先考慮。

多措并舉開展節(jié)能降碳

創(chuàng)新節(jié)能技術是主要任務之一。鼓勵使用高效環(huán)保制冷技術降低能耗，支持數據中心采用新型機房精密空調、液冷、機柜式模塊化、余熱綜合利用等方式建設數據中心。推廣制冷系統(tǒng)節(jié)能技術，優(yōu)化氣流組織，逐步通過智能化手段提高與IT設備運行狀態(tài)的動態(tài)適配性。

同時，加快節(jié)能5G基站推廣應用，支持碳化硅射頻器件等高效節(jié)能技術攻關，采用新工藝、新材料、新方案、新設計，降低基站設備能耗。

優(yōu)化節(jié)能模式方面，鼓勵在數據中心和5G網絡管理中應用人工智能技術，加強自動化、智能化能耗管理，提升整體節(jié)能水平。支持在不影響用戶體驗的前提下，加強智能符號靜默、深度休眠、通道靜默等技術在5G網絡中的應用。

《方案》強調對“綠色能源”的使用。鼓勵使用風能、太陽能等可再生能源，通過自建拉專線或雙邊交易，提升數據中心綠色電能使用水平，促進可再生能源就近消納。支持模塊化氫電池和太陽能板房等在小型或邊緣數據中心的規(guī)?；茝V應用。結合儲能、氫能等新技術，提升可再生能源在數據中心能源供應中的比重。支持具備條件的數據中心開展新能源電力專線供電。統(tǒng)籌5G與可再生能源分布式發(fā)電布局，對電源、空調等能耗系統(tǒng)積極推進去冗余簡配，嚴控廢舊設施處理。

我國5G商用迎來三周年——2019年6月6日，工信部向中國電信、中國聯通、中國移動、中國廣電頒發(fā)了基礎電信業(yè)務經營許可證，批準四家企業(yè)經營“第五代數字蜂窩移動通信業(yè)務”。

曾幾何時，5G只是個遙不可及的新概念，如今，普通民眾也早已感受到了5G從概念走進社會的方方面面。

今年5月，工信部發(fā)布一組數據：目前我國建成5G基站超過160萬個，成為全球首個基于獨立組網模式規(guī)模建設5G網絡的國家;5G應用案例累計超過2萬個;5G移動電話用戶達到4.1億戶?？梢哉f，我國從“3G突破”到“4G同步”，終于走向“5G引領”的新時代。

5G的加速發(fā)展，離不開國家政策的大力支持與保障。歷經三年時間的不斷發(fā)展，由基礎電信運營企業(yè)、設備商、產業(yè)上下游企業(yè)組成的5G產業(yè)方陣全力支撐5G高質量發(fā)展，實現我國5G建設持續(xù)領跑全球。近期，工信部、國家發(fā)展改革委等多部門密集釋放利好信號，加快5G建設和創(chuàng)新應用。

工信部表示，將進一步加快基礎設施建設，適度超前系統(tǒng)化推進5G、千兆光網、數據中心建設，深化數網融合、算網融合和云邊協(xié)同發(fā)展，提升覆蓋深度和廣度。

國家發(fā)展改革委明確指出，將適度超前部署建設新型基礎設施。完善信息基礎設施建設，推進光纖網絡擴容提速、5G規(guī)模部署和融合應用;加快傳統(tǒng)基礎設施數字化改造，建設協(xié)同、先進、開放高效的創(chuàng)新基礎設施體系。

從這一系列政策文件可以看出，5G與數據中心建設都被賦予了同樣的戰(zhàn)略高度，作為創(chuàng)新基礎設施的有機組成部分，二者既互相依存、相輔相成，又是相互影響、相互作用。

作為中國經濟社會發(fā)展的新型基礎設施，5G已經成為中國經濟穩(wěn)增長的堅實數字底座。5G的加速落地也驅動了數據中心領域的長足發(fā)展。

5G時代，大量的創(chuàng)新應用場景的出現。數據量正呈爆發(fā)式增長，作為數據樞紐和應用載體，數據中心是承載著各行業(yè)信息系統(tǒng)的基礎保障設施，是搭建信息化平臺的重要前置條件，并作為數字經濟的基石與引擎，賦能數字化轉型，催生數字化應用。

中國信息通信研究院云計算與大數據研究所所長何寶宏曾指出，“隨著5G的發(fā)展，互聯網與傳統(tǒng)產業(yè)進一步融合，新型基礎設施將成為整個經濟社會發(fā)展的數字基礎設施，數據中心也將成為各個行業(yè)賴以發(fā)展的基礎性先導產業(yè)，在整個經濟體系中的重要性將大幅提升?！?