伴随新规定出台，新能耗大户“数据中心”正迎来一场技术变革。

7月27日，北京市发展和改革委员会官网发布《关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知》（以下简称：通知）。

通知显示，为加强北京市内数据中心项目节能审查，即日起北京市内新建、扩建数据中心若PUE值超1.4，将被征收差别电价电费。

对此，行业人士表示该规定意味扩建、新建不达标数据中心，每年将付出数千万、乃至上亿元额外电费。这将促使更多大型、超大型数据中心向气候凉爽或有可再生资源的中西地区转移，而特大城市内数据中心则将采用液冷技术。

​PUE超标将多缴亿元电费

北京市发展和改革委员会官方网站公布通知显示，北京市将进一步加强市范围内数据中心项目的节能审查，对于PUE（评价源效率指标，理想值为1）>1.4且<=1.8的项目（单位电耗超过限额标准一倍以内），执行的电价加价标准为每度电加价0.2元；对于PUE>1.8的项目（单位电耗超过限额标准一倍以上），每度电加价0.5元。 

此外北京市内扩建数据中心，年能源消费量小于 1 万吨标准煤（1万吨标准煤约等于3000万度电）的项目 PUE 值不应高于 1.3；年能源消费量大于等于 1 万吨标准煤且小于 2 万吨标准煤的项目，PUE 值不应高于 1.25；年能源消费量大于等于 2 万吨标准煤且小于 3 万吨标准煤的项目，PUE 值不应高于 1.2；年能源消费量大于等于 3 万吨标准煤的项目，PUE 值不应高于 1.15。

对此，曙光数创副总经理姚勇表示，以新建3000个标准机柜，单机柜平均功耗为18kW的中型数据中心为例。按北京市新规，其PUE值若超过1.4小于1.8，其一年预计将支付差别电价电费9460万元，若PUE值超过1.8则预计将支付差别电价电费2.36亿元。

“对目前的数据中心运营企业和单位来说，支付这些额外费用是难以承受的。”姚勇还介绍，北京、深圳的数据中心规范和标准，对全国城市具有较强的示范作用。此外PUE值要低于1.4，数据中心的传统风冷散热技术模式已难以满足。

降PUE遇“风冷”瓶颈

伴随IT产业的高速发展，数据中心正快速成为新能耗大户。

据报道，2018年全国数据中心总耗电量1500亿千瓦时，占社会总用电量的2％。预计到2025年，这一占比将增加一倍达到4.05％，高能耗的背后是PUE值的居高不下。据报道，截至2019年年底，全国超大型数据中心平均PUE为1.46，大型数据中心平均PUE为1.55。

早在2018年，在《北京市新增产业的禁止和限制目录(2018年版)》中，就明确提出禁止新建PUE值在1.4以上数据中心。上海则在2019年1月明确提出新建数据中心PUE值严格控制在1.3以下，改建互联网数据中心PUE值严格控制在1.4以下。

2019年2月，工信部、国家机关事务管理局、国家能源局出台《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，要求到2022年数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的PUE达到1.4以下。

“冷却计算设备耗能一直是导致高PUE的直接原因”姚勇介绍，传统数据中心风冷模式，将使一半能耗用于冷却计算设备，其PUE值普遍在1.4以上。最为关键的，伴随CPU、GPU等核心计算芯片的功耗升高，风冷模式下单机柜功率密度最高只能到30kW左右。

虽然芯片工艺制程不断进步，但服务器端CPU、GPU功率已突破300W、400W大关。伴随人工智能等高密度计算场景增多，目前在运行数据中心不少单机柜功率早已突破30kW。

城市数据中心进入液冷时代

2019年12月，曙光将“液冷‘爆发’倒计时钟”的时针拨到11点50分，这距象征液冷在数据中心行业全面爆发的“零时”仅有10分钟。

“液冷爆发”倒计时启动现场

姚勇表示，目前对北京、上海等城市而言伴随严苛PUE值政策出台，其新建、扩建数据中心可以说已进入“液冷”时代。

“液冷技术也有很多种类，冷板液冷、浸没液冷、浸没相变液冷。从降低PUE值上来看浸没相变液冷技术效果最好。在非高密度计算等领域新建、扩建数据中心，冷板式液冷也是很好的选择。”姚勇说。

曙光率先于2015年推出国内首款标准化量产的冷板式液冷服务器，并在当年完成国内首个冷板式液冷服务器大规模应用，2017年交付了国内首套商用全浸没液冷服务器，并在2019年完成国内首个刀片浸没相变液冷服务器的大规模部署。

平稳运行中的“刀片式浸没相变液冷”服务器(局部)

以采用刀片式浸没相变液冷技术的曙光绿色数据中心为例，其PUE可降至1.04。相比风冷数据中心能效比提升超30%，CPU等核心芯片部件性能可提升20%，单机柜功率密度达160kW，计算设备可靠性至少提升一个数量级。