数据中心：链接超算时代与可持续未来

　　有数据显示，ChatGPT每回答20-50个问题就需要「喝掉」一瓶500毫升的水，而最初训练GPT模型时更是消耗了数以万计的水。

　　据估算，使用微软进的数据中心(IDC)来训练GPT-3模型，将直接消耗70万升淡水——这足够用来制造370辆宝马汽车或者320辆特斯拉电动车。

　　如果仅仅使用一般性能的数据中心，再考虑规模更大、处理更复杂的GPT-4模型，以及庞大的用户群体，ChatGPT耗水量更加惊人。

　　但另一方面，全球正面临水资源短缺危机。

　　世界银行2030水资源小组研究发现，到2030年全球水资源需求量(预测)与可用水供应量之间将出现40%的缺口。

　　这是数字化与可持续发展「双主题」时代下的抉择，也是社会经济在增长(growth)与发展(development)之间进行权衡的缩影。

　　1.数据中心的可持续挑战

　　去年底，ChatGPT的突然爆火，点燃了全球AIGC(生成式人工智能)的应用热潮。相较而言，AIGC需要更强大的算力和存力。而作为承载算力和存力的基础设施，IDC行业亦获得了更大发展机遇。

　　不过，以AIGC为核心的新一轮技术革命也给IDC行业的发展带来挑战。

　　除了技术层面需要不断创新升级外，IDC行业还面临一系列可持续性挑战。这是当前可持续发展时代背景下的新命题。

　　IDC行业面临的第一大可持续挑战就是碳排放问题，这主要源自其巨大的能耗。

　　根据国际能源署(IEA)的估计，2022年全球数据中心消耗电力240-340太瓦时，约占全球电力需求的1-1.3%。与2015年相比，全球数据中心耗电量增加了10%-60%。

　　若不进行能源转型，数据中心因耗电所产生的温室气体排放量将是惊人的。

　　相比能耗，本章开头所提到的数据中心耗水问题容易被人们所忽略。

　　数据中心的耗电并非都直接用在数据处理和存储上，其中大约一半的电力用在设备散热上。而随着数据中心规模越来越大，传统冷却系统耗电成本较高且不符合更低能耗指标(PUE)要求。因此，大型数据中心逐步弃电用水，通过冷水机或冷却塔来交换热量。(注：PUE(Power Usage Effectiveness)指数据中心电能利用效率，是数据中心总耗电量与数据中心IT设备耗电量的比值，PUE数值大于1，越接近1表明用于IT设备的电能占比越高，制冷、供配电等非IT设备耗能越低。)

　　这虽然可以大幅降低耗电量，但却又因蒸发等原因造成惊人的耗水量。比如微软在2022财年的耗水量为640万立方米，同比增加34%。

　　另一方面，由于担心设备遇水发生腐蚀等破坏，数据中心多使用淡水，仅有一小部分为非饮用水或可再生水。

　　2022年，谷歌全球各地的数据中心共耗水52.2亿加仑(约1,976立方米)，其中四分之三以上均为淡水。

　　这种用水结构进一步增加了数据中心行业对全球水生态系统的影响。

　　除能耗和水耗问题外，电子废弃物同样是数据中心具有前瞻属性的可持续挑战。

　　数据中心装配了大量电子设施设备，这也意味将产生相应的电子废弃物。

　　根据联合国大学(UNU)的数据，2019年全球累计产生了5,360万吨电子垃圾，较2014年增长920万吨，预计2030年将达到7,470万吨。

　　废弃的电子垃圾可能含有有毒物质，用于热量交换的设备中还存在造成温室气体排放的制冷剂。

　　若不经过妥善处置，这些电子废弃物将造成资源浪费、有毒物质和温室气体排放，对生态环境造成严重破坏。

　　随着可持续挑战日益加剧以及公众意识的增强，数据中心的建设和运营受到限制甚至被迫放弃。

　　近期，谷歌原本计划在乌拉圭建设的数据中心，因每天消耗数百万升水而遭到当地居民的强烈反对。目前，该项目正重新计划和协商，以关注当地水资源危机。

　　此外，Meta、AWS、Equinix、Vantage的多个数据中心项目，也因能耗、水耗或占地面积较大等问题，受到当地民众抵制。

　　2.数据中心行业的应对之道

　　面对数字化机遇和可持续发展挑战，数据中心运营商们已在理念、管理和行动上进行了实践和创新。

　　2022年初，国家发改委联合多部门印发了关于建设国家算力枢纽节点的通知，「东数西算」工程正式全面启动。其中，「东数西算」工程对IDC行业实现低碳、绿色、可持续发展提出了更高要求。

　　作为「东数西算」工程投运规模的第三方IDC运营商，秦淮数据(CD.US)率先在行业内提出了「零碳算力」的战略理念，并在绿色选址、运维管理、技术创新、可再生能源等方面给出了秦淮的答案。

　　在选址规划上，秦淮数据遵循「能源流」「业务流」「数据流」三流合一的原则，在能源分布、与用户的距离、运营的网络连通性等多重因素中寻找解。

　　为强化数据中心的绿色属性，秦淮数据优先考虑在在可再生能源富集区和「弃风弃电」比例较高的地区布局数据中心，并考虑数据中心与数据处理需求密集区域的距离，以减少数据传输过程中的能源损耗。

　　在绿色运维管理方面，秦淮数据以「PUE-WUE-CUE」为践行节能低碳理念的关键链路，明确运营环节环境管理目标。(注：WUE(Water Usage Effectiveness)指数据中心水资源利用效率，是数据中心总耗水量与数据中心IT设备耗电量的比值，WUE数值越小，代表数据中心利用水资源的效率越高。CUE(Carbon Usage Effectiveness)指数据中心碳使用效率，是数据中心IT能耗产生的二氧化碳量与数据中心IT设备耗电量的比值，CUE数值越小，代表数据中心碳排放量越低。)

　　目前，秦淮数据的数据中心能源利用效率国内外。有数据显示，中国85%的数据中心PUE仍在1.5~2之间。根据Uptime的调查，全球数据中心平均PUE是1.55。而根据秦淮数据《2022年ESG报告》，其国内数据中心平均PUE为1.21，优于国内外平均水平。

　　图：全球数据中心平均PUE

　　图片来源：Uptime，2022 Global Data Center Survey

　　另一方面，秦淮数据《2022年ESG报告》显示，其水资源强度2022年为527.89吨/百万元，低于去年的530.48吨/百万元。

　　为减少废水排放及水资源浪费，秦淮数据利用废水回收方案，将废水回收率提高至95%。秦淮数据还利用雨水收集装置，以减少淡水取用量。

　　同时，秦淮数据在节水冷却、无水冷却、热回收等技术创新方面进行了探索。

　　其中，秦淮数据研发的「玄冰」冷却系列技术，有效提高了能源和水资源使用效率，并在能耗、水耗和成本上形成了优势。

　　比如，「玄冰」浸没液冷可使数据中心PUE低至1.09，年均PUE保持在1.1以下。「玄冰」无水冷却技术则采用无水替代方案，从根本上破解限水、缺水困境，并实现行业内WUE为零、无水节能效益。

　　图：秦淮数据「玄冰」冷却系列技术环境表现

　　图片来源：秦淮数据，《2022年ESG报告》

　　在可再生能源利用方面，秦淮数据正稳步推进实现其可再生能源的目标。

　　2020年，秦淮数据提出，到2030年，其国内新一代超大规模数据中心将采用可再生能源。

　　次年，秦淮数据又提出，到2040年，其全球自有数据中心算力园区使用绿色能源。同年，秦淮数据正式加入「RE100」倡议组织。(注：RE100( Renewable Electricity)是由国际气候组织与碳信息披露项目(CDP)在2014年合作发起的全球企业可再生能源倡议，加入RE100的企业必须公开承诺2050年前实现使用可再生能源，并按照要求每年披露用电数据和目标进展情况。)

　　为加强可再生能源在数据中心的应用，秦淮数据提出了超大规模数据中心「源网荷储」一体化解决方案，通过自建大型可再生能源风光项目基地，利用当地可再生能源发电与电网资源，实现清洁能源的就近消纳。

　　比如在参与甘肃省庆阳市枢纽节点选址建设的过程中，秦淮数据利用了当地富集的风、光、天然气等可再生(清洁)能源的天然属性，通过「源网荷储一体化」的可再生能源开发模式，以将当地超大规模(容量达150MW)算力基础设施集群打造为「零碳」数据中心。

　　除此以外，2022年，秦淮数据对海内外主要数据中心进行了碳盘查，并邀请专业第三方对碳排放数据进行核查，以为其制定碳减排目标和路径奠定基础。

　　目前，秦淮数据制定的温室气体减排目标是，到2050年运营范围和价值链范围温室气体排放量较基准年(2022年)均下降90%。

　　由此看来，2022年将开启秦淮数据迈向「零碳算力」的新阶段。秦淮数据正用自己的方式为零碳时代贡献行业智慧和秦淮力量。

　　3.从「DATA」到「SAFE」

　　绿色低碳只是可持续发展时代背景的冰山一角，亦是秦淮数据ESG战略行动的其中一环。在去年「DATA」的基础上，秦淮数据今年将ESG战略体系升级为「SAFE」。(注：DATA是Decarbonization、Alignment、Technology、 Advanced的首字母缩写，意为零碳引领、生态共赢、科技驱动和敢为当先)

　　通过其企业运营特性及企业文化，参考联合国可持续发展目标，「SAFE」以「稳定透明(Stable)」「创想卓越(Advanced)」「共赢未来(Forward)」「绿色集约(Eco-friendly)」为核心要素，寓意秦淮数据将稳定、绿色、高质量的「将电力转化为优质算力」。

　　图：秦淮数据「SAFE」战略体系

　　图片来源：秦淮数据，《2022年ESG报告》

　　目前，秦淮数据正进入高增长时期。2022年，秦淮数据全年实现营收45.5亿元，同比增长60%;净利润6.52亿元，增长106%。2023年上半年，秦淮数据实现营收29.97亿元，同比增长53%。

　　截至6月底，秦淮数据在全球已运营及在建数据中心共35座，IT总容量945MW。

　　从「DATA」到「SAFE」，不仅仅是ESG战略体系的升级，也意味着秦淮数据将为其业务基础注入强大的ESG基因，以筑牢其持续增长的护城河。

　　近年来，随着数字经济的发展，数据安全备受关注。对于数据中心行业来说，数据安全更是必须坚守的生命线。

　　目前，秦淮数据建立了多维立体的信息安全保障机制，通过数据安全治理架构、运营保障机制和数据安全审计措施，实现全方位、全流程的信息安全保护。

　　在其主要数据中心场所，秦淮数据分别通过了ISO/IEC 20000-1、ISO 27001:2013各类信息安全体系认证。从技术能力、安全管理、隐私管理到业务连续性等方面，采取更加完善的数据和信息保护行动。

　　针对可能出现的系统异常、网络攻击、物理安全不稳定等信息安全突发事故，秦淮数据建立了完整的应急响应流程，通过团队的统一协调、有序的时间分析机制和闭环管理机制，确保能够及时响应并妥善解决潜在的信息安全事故。

　　在安全、可靠、稳定运营的同时，秦淮数据还致力于与区域共享发展价值。

　　在「东数西算」工程的战略部署下，秦淮数据以核心业务，促进的数据中心所在区域形成具有特色的产业集群，赋能当地经济发展。

　　无论是在山西大同、河北张家口，还是甘肃庆阳，秦淮数据通过数字中心建设，带动装备制造、服务器产线、数据产业基地、产业互联网等上下游协同发展，带动当地数据中心产业集群发展。

　　同样，秦淮数据还实现了赋能「出海」。

　　作为马来西亚的超大规模数据基础设施提供商之一，秦淮数据一直积极布局马来西亚基础设施建设，持续为马来西亚数字化转型加速助力。

　　2022年，秦淮数据荣获马来西亚政府授予的认可Malaysia Digital Status(MD Status)。后疫情时代，数字化和可持续发展已经成为全球经济复苏的主旋律。

　　近年来，中国在新基建、双循环、「东数西算」等战略驱动下，数字经济逐步成为助推经济增长的核心力量。

　　另一方面，中国「双碳」目标等可持续发展战略又使数字化发展面临更高的绿色、可持续发展要求。

　　更为关键的是，数字化又是可持续变革的有效工具。

　　根据全球电子可持续发展倡议组织(GeSI)的研究，数字技术可以帮助中国每年减少二氧化碳排放量14亿吨。

　　在数字化与可持续发展「双主题」时代下，无论技术变革有多快，数字化的发展之路似乎是确定的。

　　正如秦淮数据首席执行官吴华鹏先生所说：双重因素叠加，正在促使数据中心行业酝酿新的一轮产业变革，「绿色、低碳、集约、高效」原则成为推动绿色经济和数字经济协同发展的破局之钥。

　　作为现如今经济社会运行的关键基础设施，可持续发展是IDC行业的必由之路，IDC也注定成为郁郁葱葱的绿色世界中不可或缺的一部分。