数据中心，从“电老虎”走向“数字经济发动机”

很多人都称数据中心为“电老虎”，谈到数据中心的能耗都“谈虎色变”。数据中心的真实耗电量究竟是什么水平呢？可根据几组数据来探究：

总量角度。从微观上看，一个超大型数据中心（以功率密度2.5kW为标准机架，机架规模10000以上的数据中心）每年的耗电量为亿度级别；从宏观上看，全世界数据中心的年耗电规模已超过2000亿度。

边际角度。如果没有集中的数据中心，那么“数据中心”是一台台离散分布的“计算机”，将这些离散的“计算机”的总用电量加和将是一个庞大的数目，而数据中心将这些分散的“计算机”集中在一起，一定程度上实现了耗电量的最小化，这是一个社会整体的最优解。而现实观念里，对于耗电普遍存在只讲“总数”不讲“边际”的情况，会因为数据中心耗电的“总数”看似庞大，而给数据中心扣上“电老虎”的帽子。其实从“边际”角度来看，数据中心的能耗呈下降趋势。相关研究表明，从单个计算实例来看，全球数据中心的能耗强度自2010年以来每年下降20%，能源效率显著提升。一方面得益于积极的政策管理，在全球各地区政策的引导下，数据中心通过不断整合与改造，逐渐从较小的传统数据中心向超大规模数据中心转变，再加上制冷和供配电等基础设施技术不断改进，有效降低了数据中心PUE值；另一方面得益于全球服务器效率以及虚拟化程度的提高，单个计算实例耗电量大幅下降，促进数据中心总体能效水平提高。

相比于数据中心的耗电量，数据中心对经济的撬动作用更大，所以我们不能单纯从电力资源消耗的“成本最小化”角度来强行限制数据中心，更应该从带动经济发展的“效益最大化”的角度来综合判断，不能“唯耗电论”而直接给数据中心扣上“电老虎”的帽子。

数据中心作为5G、人工智能、云计算等新一代信息通信技术的重要载体，已经成为数字经济时代的底座，具有空前重要的战略地位，堪称“数字经济发动机”。“新基建”助推我国数字经济发展，数据中心在国家经济体系中的重要性大幅提升。“新基建”与过去的“铁公机”传统基建相比，既是技术密集型的新兴产业，又是支撑经济社会数字化、网络化、智能化发展的基础设施，是我国数字经济发展的引擎。特别是随着5G、工业互联网发展，互联网与传统产业进一步融合，将从支撑消费逐步转向支撑产业发展和社会数字化治理，成为我国整个经济社会发展的数字基础设施。数据中心作为“新型基础设施”中的“基础设施”，其产生和带动的间接经济效益也将持续增加。以互联网行业数据中心为例，每消耗一度电可带动超过三十元的行业收入，为钢铁行业近两倍。未来传统产业的转型更加离不开数据中心，产业数字化也将带动数据中心更强的经济效益，所以数据中心的重要性不言而喻。

同时，近几年绿色发展成为数据中心的关键主题，从政策到应用开展了大量探索与实践，数据中心正在通过努力摘掉自己高能耗的帽子。2013年四部委印发《关于数据中心建设布局的指导意见》、2019年三部委印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》、2020年四部委《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》、2021年四部委《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等政策引导数据中心合理建设布局以及绿色化发展，多个省市陆续出台一系列文件规范数据中心的建设和能效。我国数据中心的能效水平总体在提升，2013年以前，全国超大型数据中心的平均PUE超过1.7，当前，全国超大型数据中心平均PUE为1.46，实现大幅度提升。

当前，减少碳排放，实现碳中和已经成为国家发展的重点方向。为达成国家“3060”碳目标，数据中心应逐步向“低碳数据中心”转变。首先，低碳数据中心的内涵更加丰富，除了降低数据中心PUE值，也会考虑数据中心的算力算效，更重要的是会逐步用可再生能源（如风能、太阳能、水能、地热能）取代化石燃料发电等；其次，低碳数据中心是一个中长期的发展过程，不能一蹴而就，需要全面的技术性和经济性规划和评估，支持以科学为基础，制订具体实施策略的行动计划开展。最后，在政策和市场上，都应该为低碳数据中心的建设保驾护航，可以通过大力建设应用可再生能源、积极采购可再生能源、创新研发节能减碳技术、推动使用碳中和金融工具等方式大力推进，从而为我国实现“碳中和”的目标提供助力。

数据中心作为数据的中心、计算的中心、网络的中心，支撑新一代信息技术加速创新，支撑数网协同发展，推动网络强国建设，同时，数据中心作为互联网和各行业数字化的技术实体，应用于生产生活的多个环节，支撑数字经济快速发展。我们需要从更加全面的角度看待数据中心的作用，同时数据中心也将通过不断绿色低碳的优化向“碳中和”方向迈进，真正实现从“电老虎”走向“数字经济发动机”的转变。（作者：李洁 吴美希 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所）