隨著“東數(shù)西算”政策的落地，高性能計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、人工智能、量子力學(xué)、生物醫(yī)藥、智能芯片、大數(shù)據(jù)和冷凍電鏡等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。那么“東數(shù)西算”下如何解決算力面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)呢?數(shù)據(jù)中心如何更好的節(jié)能減排呢?AI芯片如何在“東數(shù)西算”下改革發(fā)展呢?

以“東數(shù)西算”做契機(jī)解決算力面臨的問(wèn)題

“東數(shù)西算”的目的是構(gòu)建更綠色、更平衡、更高效的國(guó)家算力網(wǎng)絡(luò)體系，以滿足各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和新時(shí)代數(shù)字技術(shù)與生活場(chǎng)景加速融合帶來(lái)的海量計(jì)算、傳輸和存儲(chǔ)需求，最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的綠色集約發(fā)展，促進(jìn)資源統(tǒng)籌利用和數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)?？梢灶A(yù)見，“東算西算”工程將發(fā)揮類似于眾所周知的“南水北調(diào)”(建設(shè)國(guó)家高品質(zhì)水網(wǎng))、“西電東送”(建設(shè)國(guó)家高品質(zhì)電網(wǎng))的重要作用和價(jià)值，與當(dāng)前國(guó)家重大政策如西部發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)、雙碳戰(zhàn)略等緊密聯(lián)系，同步發(fā)展。

從整體上，“東數(shù)西算”將圍繞“五個(gè)一體化”的工程目標(biāo)建設(shè)：

一、網(wǎng)絡(luò)一體化

圍繞集群建設(shè)數(shù)據(jù)中心直聯(lián)網(wǎng)，建立合理網(wǎng)絡(luò)結(jié)算機(jī)制，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高傳輸速度，降低傳輸成本。圍繞集群安全有序推進(jìn)新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心和互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點(diǎn)建設(shè)。

二、能源一體化

從國(guó)家雙碳戰(zhàn)略總體規(guī)劃出發(fā)，充分挖掘西部豐富的風(fēng)、光等可再生資源，應(yīng)對(duì)可再生能源波動(dòng)，擴(kuò)大清潔能源市場(chǎng)化交易范圍，推動(dòng)建立清潔能源消費(fèi)市場(chǎng)化機(jī)制。從整體規(guī)劃層面統(tǒng)一分配數(shù)據(jù)中心集群能耗指標(biāo)。

三、算力一體化

在集群和城區(qū)內(nèi)部?jī)杉?jí)算力布局下，推動(dòng)各行業(yè)數(shù)據(jù)中心加強(qiáng)一體化聯(lián)通調(diào)度，促進(jìn)多云之間、云和數(shù)據(jù)中心之間、云和網(wǎng)絡(luò)之間的資源聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建算力服務(wù)資源池。

四、數(shù)據(jù)一體化

搭建開放數(shù)據(jù)共享、政企數(shù)據(jù)融合應(yīng)用等公共數(shù)據(jù)流通設(shè)施平臺(tái)。嘗試多方安全計(jì)算、區(qū)塊鏈、隱私計(jì)算、數(shù)據(jù)沙箱等技術(shù)模式，構(gòu)建可信數(shù)據(jù)流通環(huán)境。

五、應(yīng)用一體化

開展一體化城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，選擇公共衛(wèi)生、自然災(zāi)害、市場(chǎng)監(jiān)管等應(yīng)急場(chǎng)景。試行“數(shù)據(jù)靶場(chǎng)”建設(shè)，探索不同應(yīng)急情況下的數(shù)據(jù)利用規(guī)律和協(xié)調(diào)機(jī)制。

回顧過(guò)去，中國(guó)在建設(shè)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心和基礎(chǔ)服務(wù)環(huán)境方面已經(jīng)積累了十幾年經(jīng)驗(yàn)，取得了舉世矚目的成就。在超大型數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)方面，一些基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)提供商積累了大量經(jīng)驗(yàn)，在該領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。然而，與預(yù)設(shè)的“東數(shù)西算”的目標(biāo)相比，面對(duì)更廣區(qū)域、更多方參與、更高質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)和應(yīng)用流動(dòng)場(chǎng)景，現(xiàn)有的技術(shù)儲(chǔ)備、工程建設(shè)水平和市場(chǎng)化程度仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

在小藍(lán)看來(lái)，“東數(shù)西算”工程能夠從以下三個(gè)方面發(fā)力，解決遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

一、通過(guò)“東數(shù)西算”解決算力分布式使用面臨的挑戰(zhàn)

“東算西算”項(xiàng)目最顯著的特點(diǎn)是提出了算力聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)，異地算力與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)思路。這種思路希望突破傳統(tǒng)計(jì)算和數(shù)據(jù)中心算力提供服務(wù)的局限，在目前已經(jīng)取得廣泛成功的大數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)廣域擴(kuò)展和頂層優(yōu)化。然而，算力資源傳統(tǒng)上來(lái)自計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部資源，并且被集中部署和管理。

要滿足算力整合的需求，需要算力的無(wú)縫分布式使用，目前業(yè)界還沒有成熟可靠的解決方案。計(jì)算的實(shí)施是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，算力的流動(dòng)要完成高效的數(shù)據(jù)流動(dòng)，這就需要更加完善和先進(jìn)的數(shù)據(jù)平臺(tái)、服務(wù)和相關(guān)制度。在技術(shù)層面，可以借鑒數(shù)據(jù)網(wǎng)格、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、廣域和分布式文件系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，整合新型存儲(chǔ)介質(zhì)和架構(gòu)，推動(dòng)新一代分布式數(shù)據(jù)訪問(wèn)協(xié)議、存儲(chǔ)系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件(分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式文件系統(tǒng))的演進(jìn)。在政策層面，應(yīng)進(jìn)一步加快數(shù)據(jù)要素市場(chǎng)體系建設(shè)，推動(dòng)數(shù)據(jù)市場(chǎng)交易模式落地。

二、通過(guò)“東數(shù)西算”解決算力交付方式面臨的困境

在云服務(wù)中，算力作為IaaS資源使用和管理。但是，單一的云平臺(tái)的調(diào)度范圍是有限的，過(guò)大的管理調(diào)度范圍會(huì)導(dǎo)致云服務(wù)交付無(wú)法保證服務(wù)質(zhì)量。無(wú)論是采用資源交付或者云服務(wù)交付都面臨困難。前者需要一體化的資源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)用戶要求高;后者需要統(tǒng)一的云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)將引入更多的服務(wù)因素，難度更大。

在這方面，超算互聯(lián)網(wǎng)正在做一些初期工作。“十四五”前期啟動(dòng)“國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用平臺(tái)及服務(wù)體系”項(xiàng)目，建設(shè)高速網(wǎng)絡(luò)連接無(wú)錫、廣州、北京、天津、深圳、長(zhǎng)沙、青島多個(gè)國(guó)家超算中心，整合開發(fā)超算資源管理環(huán)境、通用應(yīng)用函數(shù)庫(kù)和工具軟件，建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)與量子物理體系、生物與材料、環(huán)境治理與災(zāi)害防治三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用資源。跨不同計(jì)算架構(gòu)的應(yīng)用程序的有效部署仍然是這個(gè)項(xiàng)目面臨的挑戰(zhàn)和技術(shù)突破。

同時(shí)，算力本身具有位置分散、能力各異和動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，導(dǎo)致算力難以計(jì)量，從而影響算力使用結(jié)算系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)一步損害產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)。因此，迫切需要做好算力感知、算力建模和算力評(píng)估工作。面向全網(wǎng)的算力資源(計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò))，對(duì)各類算力資源的狀態(tài)、動(dòng)態(tài)和分布進(jìn)行分析、測(cè)量和建模，實(shí)現(xiàn)基于干擾分析的算力資源評(píng)估，這是算力資源發(fā)現(xiàn)、交易和調(diào)度的基礎(chǔ)。

三、通過(guò)“東數(shù)西算”解決算力使用面臨的安全問(wèn)題

數(shù)據(jù)信息傳輸過(guò)程中，物理設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全和信息安全等方面面臨多重風(fēng)險(xiǎn)。而“東數(shù)西算”工程實(shí)現(xiàn)的算力資源開放使用則面臨更多的信息安全問(wèn)題，算力資源從申請(qǐng)到使用再到結(jié)算清退過(guò)程中至少跨越使用方和供給方的邊界，一旦有風(fēng)險(xiǎn)，不僅導(dǎo)致算力使用方出現(xiàn)漏洞，也會(huì)引發(fā)算力供給方的隱患，從而給整個(gè)算網(wǎng)資源體系帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

如何在數(shù)據(jù)開放共享、大范圍多方融合應(yīng)用的需求和場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)端到端的安全，需要技術(shù)突破和政策制定等多方面努力，例如：采用和部署內(nèi)安全的基礎(chǔ)設(shè)施，合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的安全區(qū)域以及不同區(qū)域之間的訪問(wèn)權(quán)限，試驗(yàn)多方安全計(jì)算、區(qū)塊鏈、隱私計(jì)算、數(shù)據(jù)沙箱等技術(shù)模式，做好網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)。

算力設(shè)施是數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的底座，對(duì)推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展作用巨大。有數(shù)據(jù)顯示，算力指數(shù)平均每提高1個(gè)百分點(diǎn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長(zhǎng)0.33%和0.18%。算力網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)理念已逐步在行業(yè)中達(dá)成共識(shí)。

可以預(yù)見，“東數(shù)西算”工程將為我國(guó)以數(shù)據(jù)為中心的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)，并持續(xù)提升數(shù)據(jù)資產(chǎn)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)度，帶動(dòng)廣大西部地區(qū)參與智能化引導(dǎo)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮當(dāng)中。

盡管面臨上述一系列挑戰(zhàn)，隨著“東數(shù)西算”工程的逐步建設(shè)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、高性能計(jì)算技術(shù)、新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、端到端安全技術(shù)，以及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)和政策法規(guī)的快速進(jìn)步與完善，創(chuàng)新開放的業(yè)態(tài)和場(chǎng)景不斷涌現(xiàn)，未來(lái)將逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算的一體融合，有效賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

“東數(shù)西算”下芯片如何改革發(fā)展

多年來(lái)，移動(dòng)處理器廠商一直致力于優(yōu)化設(shè)計(jì)，以在有限的功率預(yù)算、存儲(chǔ)空間和帶寬內(nèi)獲得最佳性能。在過(guò)去，顯然這些考量因素在數(shù)據(jù)中心或個(gè)人電腦(PC)和其他市場(chǎng)中沒有得到重視。如今，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和PC市場(chǎng)的變革正在悄然發(fā)生——改變處理器的設(shè)計(jì)規(guī)則，讓開發(fā)人員重新考慮其芯片架構(gòu)，以獲得更高的性能功耗比。

一、移動(dòng)處理器設(shè)計(jì)原則運(yùn)用于PC和數(shù)據(jù)中心

越來(lái)越多的云游戲、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、數(shù)據(jù)分析、高性能計(jì)算都在云端實(shí)現(xiàn)。雖然這些應(yīng)用的要求不同，但在不斷增加計(jì)算量方面是相同的。

數(shù)據(jù)中心無(wú)法通過(guò)擴(kuò)大物理占地面積來(lái)滿足這一需求。為了將運(yùn)營(yíng)費(fèi)用(OpEx)控制在可接受的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)，企業(yè)需要在有限的空間內(nèi)增加計(jì)算密度，從而獲得更高的計(jì)算性能。圖形處理器(GPU)、中央處理器(CPU)和人工智能(AI)加速器等處理元件必須在最小的功耗、散熱和面積預(yù)算內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高的性能。因此，根據(jù)移動(dòng)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)處理器是一個(gè)理想的起點(diǎn)。

分析PC市場(chǎng)的走勢(shì)也可以得出類似的結(jié)論。在傳統(tǒng)的PC模式下，大部分功能被集成到獨(dú)立的模塊組中。然而，隨著大多數(shù)組織希望擴(kuò)展混合辦公模式，人們逐漸用筆記本電腦取代臺(tái)式機(jī)。集成了越來(lái)越多的功能(包括圖形處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速、安全、I/O等。)集成到具有統(tǒng)一存儲(chǔ)器架構(gòu)的單個(gè)系統(tǒng)芯片(SoC)中，不僅可以提高性能，還可以將功耗保持在最低水平。因此，下一代PC處理器看起來(lái)越來(lái)越像智能手機(jī)處理器。

二、大型科技公司借助定制芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)差異化

隨著摩爾定律的終結(jié)，行業(yè)已經(jīng)不可能每?jī)赡晏嵘淮螛I(yè)績(jī)。在此背景下，企業(yè)紛紛加入這場(chǎng)設(shè)計(jì)“競(jìng)賽”，用最好的芯片創(chuàng)造最好的用戶體驗(yàn)。

大型全球科技公司早已深諳此道，并已做好準(zhǔn)備。它們正著力自主設(shè)計(jì)定制芯片，以用于消費(fèi)類產(chǎn)品、PC或數(shù)據(jù)中心等。這些公司從現(xiàn)成的芯片轉(zhuǎn)向定制芯片，希望更好地控制設(shè)計(jì)，獲得優(yōu)勢(shì)。所以我們看到亞馬遜投資于Graviton CPU設(shè)計(jì)，谷歌推出了以TPU為中心的Tensor CPU。蘋果的M1處理器將為Mac電腦帶來(lái)一款根據(jù)移動(dòng)設(shè)計(jì)原則優(yōu)化的芯片，提供更高的集成度和卓越的性能。

三、OEM替代方案

對(duì)于沒有內(nèi)部軟硬件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，尚未著手開發(fā)定制芯片的OEM來(lái)說(shuō)，面臨的挑戰(zhàn)是如何讓自己的設(shè)計(jì)脫穎而出，與高度優(yōu)化的架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)。OEM廠商使用的芯片大多都是現(xiàn)成的，這可能會(huì)讓他們處于劣勢(shì)。許多為PC和數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的芯片是“暴力”解決方案。雖然可以提供所需的性能，但是通常過(guò)于耗電，占用太多的內(nèi)存/帶寬，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。此外，這些芯片受限于可用的特定軟件和操作系統(tǒng)。

部分移動(dòng)市場(chǎng)的SoC供應(yīng)商已經(jīng)開始進(jìn)入數(shù)據(jù)中心和PC市場(chǎng)，希望瓜分現(xiàn)有玩家的部分市場(chǎng)份額，但其數(shù)量少之又少，難以幫助OEM廠商實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和成本控制的差異化。因此，一些行業(yè)替代方案正在應(yīng)運(yùn)而生。我們看到很多廠商都在考慮基于RISC-V架構(gòu)的CPU解決方案。但是，單一的CPU設(shè)計(jì)并不能完全解決OEM面臨的激烈競(jìng)爭(zhēng)困境。OEM廠商需要著眼于整個(gè)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)來(lái)提高整體方案的創(chuàng)新性，從而增加自己的競(jìng)爭(zhēng)力。

四、可擴(kuò)展的異構(gòu)架構(gòu)是關(guān)鍵

通過(guò)異構(gòu)計(jì)算，靈活使用CPU、GPU等計(jì)算單元，實(shí)現(xiàn)硬件的最大利用率以達(dá)到計(jì)算性能的優(yōu)化，同時(shí)滿足效率和功耗比的優(yōu)化。異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)為數(shù)據(jù)中心不斷增長(zhǎng)的計(jì)算需求提供了靈活的陣列工作方案。目前，許多半導(dǎo)體制造商正在研究相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用，以增強(qiáng)OEM市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)GPU IP公司Imagination在去年推出了CPU產(chǎn)品線，并加強(qiáng)了異構(gòu)計(jì)算的研發(fā)，意圖通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品組合，為客戶提供更加完善的異構(gòu)計(jì)算解決方案，從而更好地服務(wù)于客戶，滿足未來(lái)高性能計(jì)算的需求。

五、移動(dòng)GPU奠定基礎(chǔ)

移動(dòng)GPU是創(chuàng)建高效異構(gòu)設(shè)計(jì)的理想起點(diǎn)。相比試圖將高端GPU強(qiáng)行納入移動(dòng)功耗預(yù)算，將移動(dòng)GPU升級(jí)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和PC領(lǐng)域?qū)⒏幸饬x。因?yàn)橐苿?dòng)GPU天生就是“小而美”。移動(dòng)GPU廠商開發(fā)擁有很多專利技術(shù)，最大程度的實(shí)現(xiàn)了GPU的高性能低功耗。在數(shù)據(jù)中心和PC廣泛追求高性能GPU的背景下，這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以讓移動(dòng)GPU廠商更具競(jìng)爭(zhēng)力，為OEM提供更多的管理附加值。

提到移動(dòng)GPU的專利技術(shù)，就不得不再次提及Imagination(專注于GPU設(shè)計(jì)的老牌企業(yè))。和對(duì)手相比，Imagination多年來(lái)專注于GPU領(lǐng)域的研究，尤其是在更復(fù)雜的GPU渲染領(lǐng)域。Imagination是許多技術(shù)的先驅(qū)開發(fā)者，如GPU硬件虛擬化、分塊式延遲渲染(TBDR)、實(shí)時(shí)硬件光線追蹤(Ray Tracing)等。分塊式延遲渲染(TBDR)技術(shù)將幾何數(shù)據(jù)劃分為小區(qū)域(圖塊)，統(tǒng)一處理。由于每個(gè)圖塊都經(jīng)過(guò)光柵化和單獨(dú)處理，所以渲染的尺寸非常小，因此所有數(shù)據(jù)都可以保存在快速運(yùn)行的存儲(chǔ)器中。這項(xiàng)技術(shù)為M1的圖形處理奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)于諸如安卓云游戲等應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)據(jù)中心需要靈活處理多個(gè)用戶的不同游戲消費(fèi)場(chǎng)景。在多個(gè)小型GPU上處理多個(gè)小型并發(fā)工作負(fù)載的方法比使用傳統(tǒng)桌面GPU更高效。云游戲產(chǎn)業(yè)鏈都在強(qiáng)化GPU硬件虛擬化技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用以降低成本。移動(dòng)GPU通過(guò)向上擴(kuò)展分散式多核移動(dòng)GPU架構(gòu)，使每個(gè)GPU既可支持更多用戶，同時(shí)為云端的許多用戶提供更高的能效。

六、設(shè)計(jì)專用芯片——不僅服務(wù)于大型科技公司

SoC制造商需要通過(guò)基于移動(dòng)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展IP內(nèi)核，以創(chuàng)造高能效、高帶寬和高性能的設(shè)計(jì)。借助這種專為異構(gòu)架構(gòu)設(shè)計(jì)的處理器，可以創(chuàng)建專用、高效的新型解決方案。這可以幫助OEM提供極具競(jìng)爭(zhēng)力和差異化的產(chǎn)品，牢牢把握企業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。

數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造應(yīng)因地制宜

數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造是必然趨勢(shì)，推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)解決方案的發(fā)展。從實(shí)際情況來(lái)看，目前對(duì)應(yīng)的方案主要集中在制冷方式的優(yōu)化、新能源的利用、運(yùn)維管理的提升以及余熱回收的探討。

一、制冷模式的優(yōu)化

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一個(gè)PUE約為2的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的總能耗中，IT設(shè)備的能耗約占50%;制冷系統(tǒng)的能耗，約占35%。降低制冷能耗已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳的主要考慮因素，如何選擇最佳方案需要因地制宜。

以風(fēng)冷、蒸發(fā)冷卻、間接蒸發(fā)冷卻為例。從冷源的角度來(lái)看，風(fēng)冷和冷源都是室外干球溫度;蒸發(fā)冷卻，冷源接近室外濕球溫度;冷源接近室外露點(diǎn)溫度的間接蒸發(fā)冷卻塔。雖然露點(diǎn)溫度最低，但冷卻方式取決于三個(gè)冷源的溫差。

以秦嶺、淮河、青藏高原為界，該線以北氣候相對(duì)干燥，濕球溫度低，水冷冷源能效優(yōu)勢(shì)大。該線以南空氣濕度大，蒸發(fā)冷卻的應(yīng)用潛力不高，風(fēng)冷冷源可能具有能效優(yōu)勢(shì)。

因此，在優(yōu)化制冷模式時(shí)，不能盲目相信某項(xiàng)技術(shù)的能耗更低，還需要結(jié)合具體的環(huán)境和自然冷源。

二、新能源利用方面

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)耗能行業(yè)，要實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，除了提高能源效率，還必須使用新能源來(lái)減少碳排放。

數(shù)據(jù)中心對(duì)此也已經(jīng)有了相應(yīng)的探索。張家口懷來(lái)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地進(jìn)行了“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的超大規(guī)模實(shí)踐，充分利用其豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能等優(yōu)勢(shì)資源，為數(shù)據(jù)中心提供新能源用電;近期完工的東岳廟數(shù)據(jù)中心一期每年將消耗超過(guò)2億千瓦，耗能巨大。然而其供電全部來(lái)自于水電，有效地降低了數(shù)據(jù)中心的碳排放。同時(shí)，BIPV(光伏建筑一體化)等太陽(yáng)能方面的應(yīng)用也在逐步增加，“東算西算”工程的全面啟動(dòng)也將極大地促進(jìn)西部新能源的利用。

雖然目前規(guī)模較小，但是新能源的探索已經(jīng)逐漸發(fā)展起來(lái)。不過(guò)，新能源的利用也存在成本問(wèn)題。在未來(lái)的數(shù)據(jù)中心行業(yè)，綠電和綠證的應(yīng)用比例肯定會(huì)大幅增加。目前一些IDC服務(wù)提供商正在通過(guò)各種方式使用綠電。然而，如何分擔(dān)新能源在產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用成本將是影響新能源使用一個(gè)需要解決的主要問(wèn)題。

三、運(yùn)維管理方面

低能耗數(shù)據(jù)中心的智能運(yùn)維已經(jīng)成為討論的熱點(diǎn)。相應(yīng)的智能運(yùn)維系統(tǒng)也已經(jīng)問(wèn)世，通過(guò)核心配置數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和流程之間的關(guān)聯(lián)，減少數(shù)據(jù)誤導(dǎo)的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、物、服務(wù)的管理，從而提高效率，降低成本，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的綠色化發(fā)展。但智能運(yùn)維體系的實(shí)施還有待進(jìn)一步完善。

智能運(yùn)維不僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控，還包括與運(yùn)維人員的交互。運(yùn)維人員可以使用該系統(tǒng)，并可以根據(jù)該系統(tǒng)改進(jìn)運(yùn)維。一個(gè)理想的運(yùn)維情況是系統(tǒng)發(fā)揮70%的作用，剩下的30%由運(yùn)維人員優(yōu)化。

四、余熱回收

數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，能夠被利用和回收，具有巨大的能源價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此受到了廣泛的關(guān)注。

北京《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目節(jié)能審查的若干規(guī)定》指出，鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心充分利用機(jī)柜余熱等技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)已有多家數(shù)據(jù)中心企業(yè)開展相關(guān)實(shí)踐。

同時(shí)，余熱回收的探索也為數(shù)據(jù)中心和不同行業(yè)之間的跨行業(yè)合作提供了可能。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物生長(zhǎng)需要大量的熱量和二氧化碳，而數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱正好可以滿足這些發(fā)展需求。理論上，數(shù)據(jù)中心工業(yè)和農(nóng)業(yè)并行發(fā)展是可能的。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院副教授、碩士研究生導(dǎo)師袁小艷表示，數(shù)據(jù)中心耗能巨大，無(wú)論采取哪種冷卻手段，都可能排出20-40℃廢熱。呼吁將此廢熱用于溫室冬季供暖;夏季物料干燥如大豆、小麥、玉米、水稻等干燥用能，可設(shè)計(jì)通過(guò)管路切換至干燥室，或送至木材預(yù)干窯等以實(shí)現(xiàn)相關(guān)作用。如果將農(nóng)業(yè)設(shè)施溫室規(guī)劃進(jìn)“東數(shù)西算”的建設(shè)過(guò)程中，在工業(yè)CO2排放者與CO2消納者(設(shè)施溫室)之間架起科技橋梁，使排放的垃圾成為寶貴的資源。

綜合來(lái)看，數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造涉及政策合規(guī)、企業(yè)效益成本具有復(fù)雜性，需要從制冷、新能源利用、運(yùn)維、余熱回收等方面進(jìn)行因地制宜的發(fā)展，不能盲目迷信新技術(shù)，要進(jìn)行綜合考量才能落地相關(guān)改造方案。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造也提供了跨行業(yè)合作等多種可能性。

藍(lán)海大腦液冷散熱技術(shù)

藍(lán)海大腦液冷散熱服務(wù)器可搭建NVIDIA 4 × A100 / 3090 / P6000 / RTX6000，并將液冷冷板固定在服務(wù)器的主要發(fā)熱器件上，依靠流經(jīng)冷板的液體將熱量帶走達(dá)到散熱目的。冷板液冷解決了服務(wù)器里發(fā)熱量大的器件的散熱，其他散熱器件還得依靠風(fēng)冷。所以采用冷板式液冷的服務(wù)器也稱為氣液雙通道服務(wù)器。冷板的液體不接觸被冷卻器件，中間采用導(dǎo)熱板傳熱，安全性高。

藍(lán)海大腦擁有完全自主研發(fā)和靈活定制能力，是國(guó)內(nèi)最早從事液冷GPU服務(wù)器的廠商之一，并且在獨(dú)到的加固、保密和安全等產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域有深厚的積累。藍(lán)海大腦端到端的解決方案，賦能AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、區(qū)塊鏈、元宇宙等新興技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，積極為中國(guó)新基建、信創(chuàng)、東數(shù)西算、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)的算力保證。同時(shí)重視全球合作共贏，與英特爾、英偉達(dá)、希捷、華為、飛騰等國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈伙伴保持緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，加速產(chǎn)品方案的適配和應(yīng)用場(chǎng)景拓展，更好地服務(wù)各行業(yè)用戶。

審核編輯：湯梓紅