數(shù)據(jù)中心全局最優(yōu)能耗調(diào)節(jié)技術(shù)報(bào)告 2024

[編號(hào)ODCC-2024-02001]開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)2024.09發(fā)布C2024-02001版權(quán)聲明轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者觀點(diǎn)的，應(yīng)注明C2024-02001編寫組C2024-02001朱強(qiáng)上海數(shù)據(jù)港股份有限公司倪中良北京海悟技術(shù)有限公司董玉興北京海悟技術(shù)有限公司阮迪版權(quán)聲明 2編寫組 3 7數(shù)據(jù)中心全局最優(yōu)能耗調(diào)節(jié)技術(shù)報(bào)告 1一、研究背景 1 6三、術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ) 9 五、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀分析 （一）能源使用概況 （二）能效指標(biāo)評(píng)估 14（四）PUE/總能耗分析 14（五）優(yōu)化策略 15（六）面臨的能耗問(wèn)題 16六、全局最優(yōu)能耗調(diào)節(jié)技術(shù)框架 （一）理論基礎(chǔ)與原則 18（二）關(guān)鍵技術(shù)解析 （三）實(shí)施案例與效果評(píng)估 29 29（二）技術(shù)展望 29八、參考文獻(xiàn) C2024-02001C2024-02001數(shù)據(jù)中心全局最優(yōu)能耗調(diào)節(jié)技術(shù)報(bào)告），這進(jìn)一步增加了能耗。預(yù)計(jì)到2030年，數(shù)據(jù)12C2024-02001中心的能源管理提供了科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，企業(yè)的環(huán)境、社會(huì)和治理3C2024-02001C2024-020014C2024-020015C2024-020016C2024-02001實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，研究訓(xùn)練節(jié)能、告警等數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型等)，進(jìn)一步發(fā)布的《2023數(shù)據(jù)中心自適應(yīng)AI節(jié)能白皮書》聚焦利用AI進(jìn)行空7C2024-020018C2024-02001三、術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)為數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有用電設(shè)備消耗的總電能與9C2024-02001C2024-02001五、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀分析（一）能源使用概況現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的能源消耗主要集中在IT設(shè)備、供配電系統(tǒng)及制中制冷系統(tǒng)的電力需求占據(jù)了數(shù)據(jù)中心總能耗的25%-40%。隨著硬下圖為當(dāng)前階段典型數(shù)據(jù)中心的能耗結(jié)構(gòu)，其中IT設(shè)備能耗占比約來(lái)說(shuō)，全球算力設(shè)備能耗隨人工智能需求爆發(fā)大幅增長(zhǎng)，AI需求爆發(fā)前，全球數(shù)據(jù)中心耗電量相較于需求增長(zhǎng)較平穩(wěn)，AI應(yīng)用的快速發(fā)展將帶來(lái)全球數(shù)據(jù)中心耗電量的大幅增長(zhǎng)[4]。這也會(huì)造成IT設(shè)備（二）能效指標(biāo)評(píng)估PUE（PowerUsageEffectiven心能源效率的重要指標(biāo)，定義為數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設(shè)備能耗之比據(jù)中心行業(yè)廣泛使用。當(dāng)前，全球領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心已實(shí)現(xiàn)PUE低于據(jù)測(cè)算，2023年我國(guó)數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.48，盡管相對(duì)于2022（三）能耗計(jì)算輔助設(shè)備的能耗。IT設(shè)備能耗則專指服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備務(wù)器運(yùn)行功耗中（如風(fēng)扇），實(shí)際總能耗也許在增加，但基準(zhǔn)評(píng)估：首先，通過(guò)計(jì)算PUE值來(lái)確定數(shù)據(jù)中心當(dāng)前的能源C2024-02001少，對(duì)能耗優(yōu)化產(chǎn)生一定的干擾，因此本文將從PUE和總能耗兩個(gè)分時(shí)段分析：對(duì)不同時(shí)間段（如白天、夜間、高峰負(fù)荷期）的PUE/總能耗值進(jìn)行分析，可以揭示能耗模式，有助于識(shí)別能效改進(jìn)（五）優(yōu)化策略道/冷通道分離、液冷技術(shù)等，減少冷卻能耗。優(yōu)化氣流管理，避免C2024-02001（六）面臨的能耗問(wèn)題數(shù)據(jù)中心能耗管理面臨的主要挑戰(zhàn)包括負(fù)載不均衡導(dǎo)致的資源C2024-02001端天氣事件的增多和不可預(yù)測(cè)性要求數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)能夠快速六、全局最優(yōu)能耗調(diào)節(jié)技術(shù)框架（一）理論基礎(chǔ)與原則ASHRAE-2021率其他設(shè)備＜20℃/h或<<度//C2024-02001C2024-02001（二）關(guān)鍵技術(shù)解析其中暖通模型采用Acooling計(jì)算模型，IT模型則根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練C2024-02001C2024-02001C2024-02001C2024-02001在實(shí)際計(jì)算和跟蹤時(shí)，局部熱點(diǎn)的出現(xiàn)也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，C2024-02001（三）實(shí)施案例與效果評(píng)估C2024-02001趨勢(shì)，雖然與PUE呈現(xiàn)出類似的規(guī)律性，但并非完全一致，兩者的C2024-02001（一）總結(jié)分析場(chǎng)景下最優(yōu)的運(yùn)行溫度、最優(yōu)的制冷/IT功耗，并且與之對(duì)應(yīng)的運(yùn)行（二）技術(shù)展望在總能耗最優(yōu)取得的效果下，能耗優(yōu)化技術(shù)依然還在不斷迭