近年來(lái)，各行各業(yè)對(duì)信息技術(shù)的依賴日益增加，電腦已成為人們工作生活中不可分割的一部分。而推動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展的引擎與保證是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是21世紀(jì)的信息工廠，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中處理、存儲(chǔ)，傳輸、交換、管理等業(yè)務(wù)的服務(wù)平臺(tái)。從物理層次看，數(shù)據(jù)中心主要由IT設(shè)備、配電系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)3部分構(gòu)成。IT設(shè)備是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心功能的核心部分，用于數(shù)據(jù)處理（服務(wù)器）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（存儲(chǔ)設(shè)備）以及通信（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）。配電和空調(diào)系統(tǒng)則用以保障IT設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，配電系統(tǒng)用于直流、交流轉(zhuǎn)換，并確保為IT設(shè)備提供可靠、高質(zhì)量的電源；空調(diào)系統(tǒng)保證IT設(shè)備在正常的溫度和濕度下工作。

數(shù)據(jù)中心相比普通樓宇，具有高得多的能耗強(qiáng)度。以數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行成本來(lái)看，以電力為代表的能源成本已接近50%。根據(jù)Frost&Sullivan測(cè)算，中國(guó)2011年數(shù)據(jù)中心用電530億kWh，占全國(guó)總用電量的1.1%。而隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量及運(yùn)行強(qiáng)度的增加，若能耗效率維持目前水平，其能耗在2015年將達(dá)到1122億kWh，占總用電量的1.7%（圖1）。面對(duì)能源緊張、節(jié)能減排等問(wèn)題，數(shù)據(jù)中心這一能耗大戶面臨著降低能耗、節(jié)約成本的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“綠色數(shù)據(jù)中心”的概念應(yīng)運(yùn)而生，并將成為數(shù)據(jù)中心新的發(fā)展方向。

根據(jù)《通信行業(yè)十二五規(guī)劃》國(guó)內(nèi)綠色數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)將在十二五期間出臺(tái)。目前國(guó)際上普遍的理解是，綠色數(shù)據(jù)中心是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)和方案以達(dá)到最高能效以及最低的環(huán)境影響。綠色數(shù)據(jù)中心通過(guò)充分利用虛擬化和云計(jì)算等最新信息技術(shù)，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)并具有智能管理系統(tǒng)。從綠色數(shù)據(jù)中心的實(shí)現(xiàn)途徑來(lái)看，主要有提高能效水平以及利用綠色能源兩方面。下面將分別介紹這兩大實(shí)現(xiàn)途徑以及在中國(guó)市場(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)。

綠色數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)途徑一--提高能效水平

業(yè)內(nèi)常用PUE（Power Usage Effectiveness）作為數(shù)據(jù)中心的能效指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心是否高效。PUE為數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設(shè)備總能耗之比，PUE值越低，能效越高,說(shuō)明更多的能源被用于IT設(shè)備來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)中心功能。綠色數(shù)據(jù)中心必須是高效的數(shù)據(jù)中心，其PUE通常低于1.6，有的甚至低至1.3。由于大量低能效水平的小型數(shù)據(jù)中心存在，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的能效水平相比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家偏低，在2.0-2.5范圍內(nèi)。以PUE為2的數(shù)據(jù)中心為例，IT設(shè)備是數(shù)據(jù)中心能耗的主要部分，占到50%，空調(diào)設(shè)備占到40%，配電系統(tǒng)占據(jù)剩下的10%。若要達(dá)到綠色數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)，除了要應(yīng)用高效節(jié)能的IT設(shè)備外，通過(guò)一系列節(jié)能措施降低空調(diào)系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的能耗也極為關(guān)鍵。

提高能效的方法主要有以上九種。數(shù)據(jù)中心作為一個(gè)整體，運(yùn)營(yíng)商需要測(cè)量各裝置以了解用電情況，同時(shí)還需要對(duì)各運(yùn)行裝置進(jìn)行不斷監(jiān)視并及時(shí)調(diào)整。對(duì)于IT設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)虛擬化來(lái)使服務(wù)器利用率達(dá)到最大化，通過(guò)刪除重復(fù)多余的數(shù)據(jù)來(lái)釋放存儲(chǔ)容量。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商需要避免冷卻過(guò)頭浪費(fèi)能源的情況，運(yùn)營(yíng)商需要合理設(shè)計(jì)空間布局、改進(jìn)熱隔離、盡可能利用自然冷卻來(lái)節(jié)省能源和空間。對(duì)于配電系統(tǒng)，建議盡量減少電力交換損耗。

通過(guò)提高能效來(lái)建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心在我國(guó)面臨多方面的挑戰(zhàn)。

首先，標(biāo)準(zhǔn)的缺失帶來(lái)了混亂。無(wú)論是系統(tǒng)集成商、設(shè)備商、建筑商，或是解決方案提供商，都缺少整體性的統(tǒng)籌規(guī)劃，在宣稱綠色數(shù)據(jù)中心的同時(shí)卻常會(huì)出現(xiàn)“顧此失彼”的情況。其次，對(duì)于那些已經(jīng)建成的小型數(shù)據(jù)中心，通常不具備用于提高能效的預(yù)算及相關(guān)人力資源。尤其是那些用于銀行、金融機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心，價(jià)格敏感度相比一般企業(yè)更低，其對(duì)于提高能效所做的努力和投資就更小了。再次，中國(guó)幅員遼闊，各地區(qū)建成綠色數(shù)據(jù)中心的難度有較大差異。理想的數(shù)據(jù)中心應(yīng)該建立在溫度較低地區(qū)，以減少冷卻耗能。根據(jù)通信行業(yè)十二五規(guī)劃，新建的大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心PUE值在1.5以下。這一指標(biāo)對(duì)于華北、東北等地問(wèn)題不大，但是對(duì)于東南部、南部地區(qū)則存在較大壓力。

綠色數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)途徑二–利用綠色能源

隨著數(shù)據(jù)中心的爆發(fā)式增長(zhǎng)，僅僅通過(guò)節(jié)能已不夠緩解節(jié)能減排的壓力。選擇綠色能源作為數(shù)據(jù)中心的電力來(lái)源，承擔(dān)更多的社會(huì)責(zé)任，已成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的新趨勢(shì)。尤其在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商已不僅僅停留在提高能效這一途徑，而開(kāi)始利用綠色能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等作為綠色數(shù)據(jù)中心的電力來(lái)源。以美國(guó)市場(chǎng)為例，各大型IT公司都開(kāi)始重視綠色能源的利用，雅虎和谷歌作為綠色能源利用的先行者，不斷加強(qiáng)在選址以及綠色能源利用的投資，截止2011年其綠色能源占整個(gè)電力消耗比例中分別為56.4%和39.4%。而較為老牌的IT企業(yè)如IBM，亞馬遜、蘋(píng)果，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)較早未考慮到電力來(lái)源的問(wèn)題，綠色能源在整個(gè)供電結(jié)構(gòu)中占比較低，分別在12.1%,13.5%,15.3%。另外，作為擁有8億多在線用戶的全球最大的社交網(wǎng)絡(luò)，facebook的綠色能源占比為36.4%，并且已加大綠色能源的投資，其新建的位于瑞典的數(shù)據(jù)中心所消耗的電能100%來(lái)自風(fēng)力發(fā)電。

利用綠色能源，把數(shù)據(jù)中心建設(shè)在綠色能源豐富地區(qū)，如風(fēng)能豐富的內(nèi)蒙古地區(qū)，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的美好愿景，但其發(fā)展面臨著無(wú)法避免的困難和挑戰(zhàn)。首先，統(tǒng)一的電價(jià)缺少經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。在我國(guó)，電價(jià)統(tǒng)一，無(wú)法將來(lái)自綠色能源的電與普通燃煤電廠的電區(qū)分開(kāi)來(lái)。對(duì)于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，即使把數(shù)據(jù)中心建造在內(nèi)蒙古，消耗來(lái)自風(fēng)能的綠色能源，卻也只能接受國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)一的電價(jià)，而不能享受優(yōu)惠的綠色能源電價(jià)。其次，從資產(chǎn)管理和設(shè)備維護(hù)的角度，大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商不傾向于把數(shù)據(jù)中心建造得太偏遠(yuǎn)。除了那些大型企業(yè)，如三大電信運(yùn)營(yíng)商、華為、騰訊等，很少有運(yùn)營(yíng)商可以做到工作人員可在一兩個(gè)小時(shí)達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)。而對(duì)于銀行等可靠性要求更高的數(shù)據(jù)中心，機(jī)房與總部分離更是不現(xiàn)實(shí)的情況。最后，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)中心其實(shí)是一個(gè)云的概念，在美國(guó)較為成熟，但在中國(guó)還是非常新興的概念，缺乏相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)施。