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像“拼乐高”一样,建一座绿色数据中心 | 谈碳

类别:科技 发布时间:2023-12-08 18:38:00 来源:36氪

AI大模型爆发之年,算力需求激增,其背后的数据中心行业迎来发展的黄金期。

新问题随之而来。传统的数据中心是耗能大户,在双碳时代,如何让这只“吞电兽”做到低能耗、少用水、环境友好,成为新的行业命题。一家名为“易普集”的公司给出了新解法:用“拼乐高”的方式建造绿色数据中心。

“谈碳”第27期,我们专访了易普集董事长万仁俊,和他聊了聊数据中心行业的“前世今生”,打造绿色数据中心的关键,以及一家To B公司怎么做ESG。

访谈 | 苏建勋

文 | 雪小顽

编辑 | 苏建勋

五颜六色的长方块,表面有8个圆形凸起,玩家可以拿着它们灵活组合拆卸,拼出各式各样的造型——这是许多人喜欢的积木玩具。想象一下,如果把这些积木替换成方舱模块,像拼乐高那样去“搭出”一座数据中心呢?

一家名为“易普集”的公司,正在用这种方式去建造绿色数据中心。

“过去国内建数据中心,是盖大楼的思路,要把所有机电设备都集中放在里面。”易普集集成设备(上海)有限公司董事长万仁俊说,“这种建设方式大概持续了十几年。”

2008年左右,国内大型数据中心建设开始兴起,当时的万仁俊已经从事了十多年的电力保障行业。把业务方向从电力保障迁移到数据中心,是一件顺势而为的事:数据中心不仅是日趋显著的能耗大户,而且是关系国家安全和国计民生的关键信息设施,电力保障系统是其要害部分,加之数据中心高速发展和显著的商业价值,能够为公司带来攀升的营业额。万仁俊因此做出了决定,2008年,易普集开始涉足数据中心业务。

像“拼乐高”一样,建一座绿色数据中心 | 谈碳

易普集集成设备(上海)有限公司董事长万仁俊。图片来源:企业供图

此后十几年,是国内移动互联网的黄金时代,大数据、云计算等技术浪潮高歌猛进。作为新兴技术的基础设施,数据中心行业迎来了巨大的发展红利。万仁俊对此感受颇深,最直观的表现就是公司的订单量成倍增加,营业额翻了若干倍。

强烈的市场需求下,数据中心也变得越来越“大”。万仁俊回忆,以前早期的数据中心很小,大概只有500个机柜,后来发展成标准的3000个机柜,再后来若干个数据中心变成一个园区,园区里可能有5座到10座数据中心,形成一个集群,有几万个机柜。

不断“长大”的数据中心,也面临成长的烦恼——耗能更高、耗水更多,这不仅加重了数据中心的各项成本,也对环境带来更多的负面影响。双碳背景下,数据中心领域亟需一场节能减排的绿色变革,新技术不仅仅要降低数据中心电力能耗指标PUE,还要减少水消耗指标WUE。

万仁俊感受到了这股绿色潮流,以及背后的市场需求。为此,易普集打造了一套绿色数据中心建设方案:除了常规的风光绿电之外,微电网技术可以提供更稳定、更多元的可再生能源组合,冷板式液冷的内循环和干冷器形式的外循环可以为高功率AI服务器降温,大幅度降低了数据中心的耗水量。

在绿色节能和高效标准化的大趋势中,数据中心的建设方式也发生了极大变化,不再是“盖大楼”的传统思路,而是像“拼乐高”一样:全预制化的模块化数据中心解决方案,打破了传统数据中心建设分散、土地资源需求大等特点,将配电、机房、柴发等模块重新设计规划,高度浓缩在了一个个方舱里,并进行系统级别的优化设计,克服了一个又一个的行业难题,对于客户来说,这些方舱就像待用的“积木”,可以根据不同的客户需求和实地情况,把“积木”灵活组合成一个数据中心。

用专业术语来说,这种建设方式叫做“预制模块化”,优势在于交付周期更短。在国外,这种新型建设方式可以将传统数据中心的交付周期由24-36个月缩短到9-12个月,同时预制化数据中心还可以将海外项目的总建设成本缩减30-50%。

像“拼乐高”一样,建一座绿色数据中心 | 谈碳

易普集供图

三年前,易普集出海布局东南亚市场。庞大的人口基数和日益发展的经济使其成为很多国际大厂的数据中心选址地,近年来算力需求大涨,相应的基础设施建设也快速起步。目前,海外业务已经成为易普集战略发展的重点。

近日,易普集董事长万仁俊接受了36碳的专访,我们和他聊了聊数据中心行业的“前世今生”,打造绿色数据中心的关键,以及一家To B公司怎么做ESG。

进击的数据中心:从盖大楼到拼乐高

36碳:易普集是在什么背景下入局数据中心业务的?

万仁俊:我真正创业是在1996年,最初是做备用电源解决方案和电力供应解决方案,做了十多年。

公司在2008年开始涉足数据中心业务。国内以前没有数据中心这样一个集中数据处理的地方,数据中心的理念和建设是在2000年代初那几年开始兴起。由于电力保障系统是数据中心的关键部分,占总建设成本的约15%左右,再加上数据中心的商业价值高,单个合同金额远高于电力工程业务,而这部分和我们以前的电力业务完美匹配,所以自然而然就开始做了。

当时国内很长时间都是用做建筑的方式去建数据中心,就是先建一座楼,把机电设备、机柜都放到里面。随着我们在数据中心行业深耕的时间越来越久,对数据中心的观察和理解也越来越深。我们观察到美国的数据中心行业基本上都是采用模块化的建设方式,既能缩短建设周期,还能降低建设成本。

我们很早就看到了预制模块化的建设方式和设计思路,2013年前后就想做,但当时的条件不是很成熟。我们做了各种准备和技术、人员储备之后,大概在2020年前后开始着手研发相关的产品和解决方案。

36碳:什么是预制模块化数据中心?

万仁俊:预制化解决方案主要分为三个部分:产品预制、系统预制与工程预制。

产品预制是通过研发和生产工艺的创新设计,重新定义了数据中心建设方式,将数据中心建设内容高度产品化,标准化,运用智能架构系统,将传统数据中心分散的设备重新生产成为独立的模块化产品,客户只需要采购有限的模块产品,便可以完成数据中心建设。系统预制是运用精准的BIM(以三维图形为主的电脑辅助设计软件),把单个小系统在工厂预制集成。工程预制则是依赖精准的BIM,再把各个系统进行总集成,进行测试和试运行。

这些模块化产品、不同大小的系统就像一块块乐高积木,可以根据不同需求和条件进行组合,搭出来的成品建筑就是数据中心。

易普集有两类预制化数据中心模型:全预制数据中心、边缘与All-in-one集装箱数据中心(这些都是小型数据中心,边缘数据中心主要应用于物联网、智慧城市,集装箱数据中心主要应用于数据流量不大但用户体验高及数据延时要求低的地区等)。全预制数据中心更适合中、大型集中数据园区;集装箱数据中心更适用于东南亚的岛屿国家和国土面积小的国家,比如印尼、泰国、菲律宾。

36碳:易普集从2008年涉足数据中心业务到现在,先后经过了移动互联网、大数据、云计算高速发展的各个阶段,这对公司业务带来了哪些影响?

万仁俊:最直观的影响是订单变多了,订单量快速增长。

从行业发展视角来说,十年前移动互联网蓬勃发展,之后大数据、云计算兴起,市场对数据中心的需求爆发式增长。以前早期的数据中心很小,大概有500个机柜,后来发展成标准的3000个机柜的数据中心,再后来若干个数据中心变成一个数据中心园区,一个数据园区可能有5座到10座数据中心,形成一个集群,几万个机柜。

36碳:这一时期客户对数据中心业务的需求发生了哪些变化?

万仁俊:变化之一是单机柜的容量更大。最早的银行数据中心单机柜功率只有2千瓦,后来的热数据(即数据的访问频率高,需要实时快速处理)需要及科技进步提高到20-30千瓦,甚至更大功率,数据中心机柜密度越来越高。这对整个数据中心的架构、智能供电等都是一系列挑战。另一个变化是客户对绿色数据中心的要求越来越多。

现在的客户可以分为具体几类:一类是云厂商,他们会直接建数据中心,比如谷歌、亚马逊、微软,他们对数据中心自建自用,既是建设方也是使用者。在他们的诉求中,建设周期、是否绿色、新技术应用,都是关键指标,他们对建设成本的考量排位相对靠后。另一类是第三方服务商,例如万国数据,这类客户在关注建设周期、是否绿色之外,也更关注建设成本。

客户在规划数据中心的时候就会考虑这些,在早期方案设计阶段就会提出需求。所以我们在整个数据中心的绿色节能应用方面去做解决方案,包括如何在架构上降低PUE和WUE。我们现在与客户更多是战略伙伴关系,相互协作,在方案设计阶段就参与讨论,提出新的解决方案。

大家的共同诉求就是建设一个绿色的数据中心,这是共识。除此之外,其他比较大的诉求还有整个数据中心的建设周期、总造价。

36碳:这一轮AI浪潮下的巨大算力需求,对数据中心带来哪些影响?

万仁俊:影响非常巨大,从业务量来看,订单更多了。国内很多数据中心的建设是为了满足算力需求,这也让数据中心在供电架构上需要更高密度,数据中心整个保障系统的空间越来越大,放机柜的空间越来越小。

另外,数据中心的耗电量也更大。将从当前的单机柜20千瓦逐步发展到200千瓦,电力需求也将呈现10倍增长,同时对制冷方式提出新的需求。

新一代数据中心的绿色模样

36碳:应用可再生能源是打造绿色数据中心的关键一环,易普集在这方面有哪些探索和实践?

万仁俊:我们在绿色能源方面做了很多探索。在国内,我们成立了绿能应对小组,从技术和市场的角度,考察研究储能在数据中心的应用方案,以及天然气液化制冷方面的探讨。液化天然气在释放过程中会产生大量的冷量,正好是数据中心需要的冷却资源,我们研究了很多这方面的课题。

最大的探索,也是我们接下来的重点,是微电网的应用,把绿色能源与微电网技术有效结合起来。从概念上来说,“微电网”叫做分布式供电系统,不依赖于电网,是一项独立的、小集群的电网技术。比如在一个小区或者工业开发区形成一个闭环的供电系统,同理到数据中心上面,一个数据中心集群也可以采用这样方式来完成供电。

我们正在做的事情是在微电网软件系统里融入更多的应用场景,比如把风能、太阳能、储能和氢能都融进微电网系统,支持各类可再生能源的集成。风光资源充足的时候,就用风能光能制氢,再把氢储存起来。在风光资源差的时候,用氢能发电机组给数据中心供电。同时我们也在用燃料电池作为氢能发电机组的可靠补充。

这样一来,微电网成为给整个数据中心供电的主力电源,市电作为备用电源,数据中心在用能方面就是纯绿色。微电网技术可以根据客户需求提供适当的能源组合,最大程度地实现数据中心的能源消耗、碳排放和电力成本的下降,同时获得稳定的绿色电力供应。

36碳:在国内推广微电网技术达到成熟状态,关键是什么?

万仁俊:主要取决于成本的下降。如果成本下降越来越多的话,推广速度会越来越快。过程中需要一些有担当的企业,以及政府的支持。只有市场需求量先起来,企业才能够降本,否则技术成本太高,推广难度会很大。

36碳:数据中心如何解决高耗水问题,降低“水足迹”?

万仁俊:对于高耗水问题,最重要的是用技术解决。从云计算到现在以OpenAI为代表的AI算力,提高了对数据中心单机柜的功率要求,上升了很大台阶,预测会从20千瓦到200千瓦。尽管现在只能做到30千瓦到50千瓦,但未来要求肯定会达到单机柜200千瓦或以上。这对降温的要求越来越高,传统的冷却方式很难达到要求(例如高耗水的蒸发冷却等)。

液冷方式是一个技术突破,包括浸入式液冷和冷板式液冷,更多是采用一种内循环方式去解决用水问题,能够大幅度有效缩减耗水量优化了WUE。

我们采取的方式是冷板式液冷,可以简单理解为把有冷却作用的冷板直接衔接在服务器芯片上,可以在设计阶段由服务器厂家完成。这样的优势在于冷却设备与原厂服务器的匹配度比较高。

36碳:打造绿色可持续的数据中心,最重要的是什么?

万仁俊:在数据中心建设的各项成本中,热管理占比排第二,成本最高的还是配电。电力是很成熟的行业,重点在于如何优化,让架构更简单,成本更低,效用更高。我们在这方面不断研发,比如做模块化的供电架构,也就是密集式配电模块,用来给数据中心末端的IT供电。

冷却方式现在已经不算难点。随着科技的进步,数据中心对温度的要求在降低。最早的数据中心是全封闭的,机房冷通道要求的温度很低。因为以前机柜对温度值的要求很高,可浮动区间很小,比如机柜能接受的温度要求只能是25度到28度。普通服务器技术进步让机柜可接受的进风温度更高,比如最高能接受70度,这对冷却的工况点要求有所降低,可以应用许多节能技术。

AI算力下出现的GPU服务器要求液冷技术来制冷,不同的冷板式液冷和浸没式液冷技术都风起云涌地在快速发展。由于液冷技术提高了一次侧水温也激发了热回收节能措施的实施,不断地推动绿色数据中心的发展。

把ESG融入商业设计:一家好企业,是什么样?

36碳:易普集作为一家提供数据中心解决方案的to B企业,如何将ESG理念融入公司业务和商业设计?

万仁俊:一直以来,易普集的快速发展都依赖于企业核心价值观。赚钱不是公司发展业务的唯一目标,不会每一项决策都考虑经济回报,所以我们才敢于进取,冲劲很足。我们一旦看准一个市场前景,就会快速切入,快速去做,这是我们能够走出来的一个重要原因,就是先人一步。

例如,我们投入大量资源去研发预制模块化数据中心,就是因为当时看准了未来的市场方向,这个市场会快速发展。在这块市场上,我们的强项是从研发、生产到交付,可以做到闭环,优势在于响应速度和落地速度更快,能够快速地满足客户的要求,成本也更低。

易普集的理想一直做一个社会型企业。我始终觉得企业不应该是只为了赚钱,也要为社会、为员工及其背后的家庭做一些贡献,满足他们的期望,大家在一条大船上共同前进。企业应该做成一个社会化、公众化的企业,升级治理结构,才能职业经理人化。

36碳:在环境、社会、公司治理方面,易普集有哪些具体行动?

万仁俊:在环境保护方面,工厂将全部使用光伏发电,利用绿色能源。在项目工地会采取一系列环保措施,保证施工避免对环境造成损害。在社会方面,我们举办一系列公益活动,例如给云南高寒地区的小朋友送棉衣。在公司治理方面,我们有一整套制度设计,为员工提供生活和生产上的安全保障,这套制度要求也会延伸到我们的供应链,要求供应商符合规范。

我们不久之后会成立ESG小组,从顶层设计上去做规划。

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