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数据中心电源:推动数字革命
由于停机的平均成本高达每分钟数千美元,因此不间断的数据中心电源至关重要。
不间断的电源对于任何数据中心来说都至关重要,以满足当今日益增长的互联世界的需求。数据中心的停机时间会造成巨大的损失。根据对 67 个平均面积为 232 平方米的数据中心进行的调查,平均停机成本超过每分钟 7,500 美元。可以说,如果数据中心对当今飙升的计算需求至关重要,那么数据中心的电源就是一个基本需求。
单个数据中心消耗多少功率?任何数据中心的功耗都取决于设施的规模和已安装设备的效率。面积从 5000-20,000 平方英尺不等的小型数据中心,拥有 500-2,000 台服务器,通常消耗 1-5 MW 的电力。大型或超大规模数据中心的面积从 100,000 平方英尺到数百万平方英尺不等,可容纳数万台服务器,消耗 20 MW 到 100 MW 以上的电力。
数据中心有大量的系统和设备昼夜不停地工作,消耗大量电力。流经数据中心的电力通常分为 IT 设备(包括服务器、存储和网络)使用的电力,以及冷却和电源条件系统等基础设施资源使用的电力。
为了避免潜在的故障,据说数据中心冷却系统消耗的电力高达任何数据中心的 50%。
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数据中心效率:可持续发展的关键
截至 2023 年 12 月,全球有超过 10,900 个数据中心地点,其中 45% 以上位于美国,美国拥有许多世界领先的数据消费和生产公司。
毫无疑问,虽然这些数据中心中的许多都非常高效,可以存储大量数据,但它们仍然消耗大量电力,这仍然是一个重大挑战。
根据全球商业房地产服务公司戴德梁行的数据,2023 年,全球数据中心消耗了 7.4 吉瓦的电力,比 2022 年的 4.9 吉瓦增长了 55%。这种功耗对环境的影响是不可否认的。
据估计,全球数据中心占全球能源消耗的 4%,占全球温室气体排放量的 1%。根据国际能源署(IEA)的数据,2020 年数据中心和数据传输网络每年的二氧化碳排放量为 330 公吨。在全球数据中心电力需求预期增长的推动下,这一排放数字在未来几年可能会上升。
Stratview Research 的一项估计指出,到 2028 年,全球数据中心电力市场可能会超过 300 亿美元。
因此,世界各地的公司都在努力实现 1.0 的 PUE 比率。根据 Uptime Institute 的数据,早在 2022 年,平均 PUE 比率为 1.55。如今,Facebook 和谷歌等科技巨头已接近达到预期的比例。
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数据中心效率发展
中国电信集团公司是全球最大的数据中心运营商之一,据称 2022 年的 PUE 比率为 1.2,这要归功于人工智能节能解决方案的使用以及低能效和老旧设施的淘汰。
Facebook 的数据中心在 2022 年实现了 1.08 的 PUE 比率。该公司的开放计算项目(OCP)服务器可以接受更高的电压,并且它们附近没有大型中央备用电池,而是有较小的备用电池。Facebook 的“无虚荣”服务器具有简洁的设计,可提高数据中心的性能。总而言之,这些创新设计帮助 Facebook 数据中心节省了大量资源。
谷歌数据中心已经实现了 100% 可再生能源,该集团的目标是到 2030 年实现 24/7 无碳能源(CFE)的目标。亚马逊还计划到 2040 年实现净零碳排放目标,到 2025 年为其运营(包括 AWS 数据中心)提供 100% 可再生能源。
迪拜的 Moro Hub 被正式宣布为世界上最大的太阳能数据中心,每年减少约 13,806 吨二氧化碳排放。该设施遵循绿色建筑标准,到 2050 年实现净零排放。
数据中心电源市场趋势
世界各地的各种物理设备,包括玩具、工具和其他电器,现在都连接到互联网并产生了大量数据。预计到 2024 年底,连接设备的数量将超过 2070 亿台。
2023 年,全球在 2023 年产生了超过 120 ZB 的数据,预计到 2024 年将产生约 150 ZB 的数据。到 2025 年,这一数字预计将增加到 180 个。
此外,人工智能已经进入我们生活的方方面面,各行各业都在稳步采用这项技术。与其他类型的工作负载相比,AI 应用程序生成的数据更多,并且它们还需要更多的数据存储容量。
传统数据中心每个机架的功率为 5-10 kW,而 AI 数据中心每个机架需要 60 kW 或更高的功率。这标志着数据中心的增长,以及运行这些中心的权力。英伟达估计,将花费 1 万亿美元用于人工智能的数据中心升级,其中大部分费用将由亚马逊、Microsoft、谷歌和 Meta 等超大规模企业承担。
我们可以想象,运行数据中心的电力需求将继续大幅增长。通过投资创新技术和可持续实践,数据中心可以确保其基础设施不仅能满足这一不断增长的需求,还能通过降低功耗来最大限度地减少对环境的影响。