中國科技網記者李禾

前兩個月，資深貓奴A君在朋友圈PO了一個神器——自動喂食器，一次可儲存三四天的食水，還能用app隨時查看貓主子的進食狀況，并配合攝像頭一起“上云”。連擼貓都能如此，何況家里其他設備呢?冰箱、空調、掃地機器人……A君說托物聯網的福，終于過上了擁有上帝視角的生活。

除了個人生活，開啟上帝視角的還有工廠的管理者們，隨著工業4.0概念到來，從大型機械、到無人生產線，人們能想到的所有過程——從實時收集、儲存、分析數據信息，到提出解決方案、再到傳遞指令的電器、機械，都將能實現一鍵上網，云端控制。

物聯網時代正在勢不可擋的到來，數據中心的建設也因而迎來了井噴。據預測，到2025年，全球數據總量將達到180萬億GB。大幕即將開啟，一個擔憂卻不禁升起來：電，還夠用嗎?

電力需求會是數據中心的阿喀琉斯之踵嗎?

中國經濟騰飛帶來了對電力的旺盛需求，多年來中國電力需求長期存在缺口，到夏季尤為嚴重。2016年，全國全社會累計用電量已高達59198億千瓦時，但社會用電缺口仍高達87億千瓦時。據預測，2018年全國用電量還將持續增加4.5%左右。

作為“耗電大戶”，近年來數據中心設速度猶如搭上火箭。截至2016年底，中國數據中心保有量約為5.6萬個，總面積約為1650萬平方米。在國務院印發的《 “十三五 “國家戰略性新興產業發展規劃》中，實施國家大數據戰略、發展人工智能都位列其中。隨著物聯網、人工智能、大數據、云計算等行業如火如荼開展，數據中心的建設速度還將持續保持在高位，預計到2020年，中國數據中心保有量將超過8萬個，總面積將超過3000萬平方米。

與此同時，其高能耗、高成本也成了一個令人頭疼的問題。中國數據中心節能技術委員會秘書長呂天文透露，2016年中國數據中心總耗電量已超過1200億千瓦時，這個數字超過了三峽大壩2016年全年的總發電量(約1000億千瓦時)。另據行業統計數據顯示，2015年中國的數據中心占全球比例10%，而其總耗電量已占到了全社會用電量的1.5%，在第三產業中比例驚人。

與之相對應的是，我國數據中心對能源利用的粗獷。在實際運行中，PUE高達2甚至超過2的數據中心還大有存在。因整體能耗偏高，電力需求和成本控制成了套在企業頭上的 “緊箍咒”。超越企業成本控制和需求響應限制，未來數據中心將面臨的是更宏觀、更嚴苛的國家能源調控、能效控制之手。各發達地區和主管部門紛紛提高數據中心建筑和能耗標準，如北京市經信委就明確規定，只有PUE值在1.5以下的云計算數據中心才能獲批建設。

為了將PUE降下來，各大互聯網巨頭可謂絞盡腦汁。CenturyLink將數據中心架在水電站上，微軟提出要將數據中心設在水下，連北極、南極這些天然極寒之地也被盯上。在中國，受成本及政策限制，越來越多數據中心開始“西遷”之路。Apple iCloud、騰訊、阿里云紛紛在貴州興建數據中心。

誰是高能效、低成本的學霸?

全球數據中心都這么耗電嗎?2015年，美國數據中心占全球比例為41%。全美數據中心在2014年電力消費僅占全社會用電量的1.8%，增速緩慢。

美國能源部支持勞倫斯伯克利國家實驗室針對全美數據中心進行能耗調查，在2016年發布報告指出，全美數據中心這么優異表現，得益于大幅的能效提升。早在2010年全美數據中心還在數量級上快速增長時，能耗就已進入低速增長。從2010年到2014年，能源消耗僅增長了4%。勞倫斯伯克利實驗室還預測，到2020年，全美數據中心數量將會增加40%，電力消耗增速將控制在8%左右。

原來高能效、低成本的學霸還是存在的!比我們干得多，卻比我們吃的少，這是怎么做到的?

十年前，美國數據中心還不是這樣的學霸。從2000年到2005年，數據中心電力消耗增速是90%，盡管期間遭遇2008年金融危機，2005到2010年間，全美數據中心還是掙扎著增加了24%的電力消耗。但通過大幅能效提升后，到2020年將為全美數據中心節省近6200億千瓦時電力消耗，相當于節約了600億美元的電力成本。

那成功秘笈是什么?回溯全美數據中心能效提升的路徑，有幾項至關重要的技術突破是關鍵。

首先是2005年行業解決方案供應商開創的技術革新。其中令人矚目的是在冷卻系統方面，由施耐德電氣技術中心(SETC)率先提出的“熱量轉移”理念。制冷電耗一直都是數據中心的耗能大戶，數據中心50%-70%的成本都是在支付“空調費”。 在SETC提出的“熱量轉移” 理念里，冷卻系統核心不是制冷降溫，而是數據中心運營產生的熱能如何能被高效捕捉、交換和轉移。在這樣的理念下，通過集中熱量、封閉通道實現降低冷熱空氣混合，行級空調研發實現了靠近熱源制冷，低能耗的自然冷卻等技術和標準操作被開發應用，制冷系統動態管理技術也得到了大規模應用。

第二個關鍵技術是電力供應的動態管理。事實上大部分數據中心里，并不是每一臺服務器都在同時滿負荷運作;在面臨突發電耗增長或設備故障時，也并不是每一臺UPS都需要滿負荷投入應急的，傳統電力供應并不能針對這樣不均衡荷載進行分配。為了解決不平衡供應問題，需要通過軟件應用來對所有服務器荷載進行實施管理和分配，同時對整個供配電系統也進行全數字化、智能化改進。數字中心供配電系統升級在過去十幾年時間里也完成了基于物聯網的互聯互通革命，從最初的由元器件，加傳感器，加儀表和控制面板組成的動態管理系統，轉變為由內置的斷路器，加傳感器加儀表到數字斷路器的智能動態管理，從運維管理安全到能效優化都有了顯著提升。