文 本刊记者 陈向国

随着大数据时代的到来，数据中心越建越多，越建越大。据统计，全球正在运行的服务器多达5500万台以上，最大的数据中心总功率达到100万千瓦以上。其能耗越来越大，运行成本越来越高，因而数据中心节能被提上日程。数据中心节能的手段就是努力降低PUE值。PUE（Power Usage Effectiveness)是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，基准是2，越接近1表明能效水平越好。PUE值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。据我国2019年工信部、国家能源局和国家机关事务管理局三部委联合发出的24号文件，要求新建大型数据中心PUE值不高于1.4。改造的数据中心PUE值不大于1.8。国际上都在探索各种降低数据中心PUE值的方法。比如，微软把服务器扔到海里，说是真正的“水冷”；KOLOS则把全球第二大数据中心建在北极圈以北；联想为北京大学建了一个水冷数据中心；许多单位把数据中心建在贵阳，利用贵阳的低温空气来降低PUE值；阿里云在浙江利用水库底层的低温水源做冷源，建造了据说PUE值达到1.1的数据中心……等等不一而足。以上为了降低PUE值，或者付出较大投资或者建造相当不易。有没有一种成本低、易操作的方法可以实现PUE值明显降低呢？日前，记者采访了“北洋云”主创者——北京北洋华诚新能源科技发展有限公司陈庆洪董事长。他告诉记者，被命名为“北洋云”的一种用于存储区块链大数据的散热机房已经获得国家知识产权局实用新型专利权证书。“北洋云”可以低成本、易操作降低PUE值。“不仅如此，还可以减少电子废弃物，减少对环境的污染。鉴于‘北洋云’优异的使用成效，我们建议修改机房空气含尘量相关国际标准。”陈庆洪强调说。

节能原理

记者：请简单介绍“北洋云”节能运行原理。

陈庆洪：“北洋云”可实现PUE值达到1.1以下。“北洋云”数据中心的结构及节能原理是：先用密封机箱把服务器保护起来，再用风扇或自然风吹风冷却，我们就可以做到PUE＜1.1。

普通云的冷却过程为，经过滤冷却的冷风从进风口进入机房——经风口进入机箱内带走热量同时留下部分尘土——流出机箱——流出机房。

北洋云的冷却过程为，室外空气经过纱窗被吸入机房——经风扇吹至密封机箱表面带走热量同时留下部分尘土在机箱表面——被抽风机排出机房。

由此可见，普通云机房结构降温依靠的是风冷机箱服务器+密封机房，用空调（热泵）把服务器热量泵出去。北洋云机房结构是密封机箱服务器+风冷机房，用风扇+自然风把服务器热量带走。

“北洋云”PUE值计算

记者：“北洋云”PUE值是如何测算出来的？

陈庆洪：以北洋云标配——装10台2U服务器，每个机柜标配3台50瓦风扇，一个10瓦功率的LED照明灯为例。每台服务器500瓦。主机总功率10×500=5000瓦。

辅机功率3×50+10=160瓦。PUE=5160/5000=1.032。剩余的0.068（340瓦）作为机房排风及湿度调节，安保系统用。北洋云机房的建设成本要比普通云低，普通云机房建设要100%保供电+100%保供水+空气过滤。北洋云机房建设只需100%保供电。

记者：如果按照PUE值1.1标准改造全国数据中心的的话，能节约多少电？

陈庆洪：全国在使用的服务器有500万台，以平均功率500瓦/台计，全国服务器总功率为500×0.5=250万千瓦。如果PUE值从1.4降为1.1.则：250×0.3×8760=65.7亿千瓦时。如以工业用电价1元/千瓦时计，全年可节省65.7亿元。

“北洋云”实际运营测试数据

记者：请具体介绍一下“北洋云”实际运营测试数据。

陈庆洪：我们对多台自冷密封机箱服务器实际工作的温度进行了多次测试。每次测试都是每台服务器都用鲁太师测试软件CPU加100%负载，测试CPU温度。

实际运营测试情况说明，第一，在2～3m/s风速时，服务器密封机箱散热已能满足要求。此时，机箱内空气温度在31～36℃之间，平均33.62℃。此时。机箱外表面平均温度35℃左右。而所有CPU温度都在75℃以下（在100%负载条件下）。

第二，机箱内空气平均温度与室温之间的温度梯度约为8℃。这说明，即使在室外空气温度35℃的情况下，机箱内空气温度亦只有35+8=43℃＜50℃。符合CPU的环境温度要求。因为自然风随处可得，使用自然风+风扇的冷却方式是最经济的。

需要特别强调的是，上述做法的前提是必须使用具备散热功能的密封机箱，才能避免尘土对服务器机芯的污染。而这正是“北洋云”所具有的核心技术。“北洋云”因为使用了自冷密封机箱技术，确保服务器机芯不会受到自然风中所含尘土的污染，节能效果显著的自然风冷却技术才能在数据中心机房中推广应用。

记者：有权威部门的检测吗？

陈庆洪：国家防爆产品质量监督检验中心（天津）做了检测，其检验结果是“根据客户要求，测量机箱内指定位置最高温度为49.2℃。判定为‘合格’”。

“北洋云” 使电子固废大幅度减少

记者：“北洋云”如何实现电子固废减少？

陈庆洪：普通云现在流行使用的各种服务器都是风冷机箱，由于空气尘土污染，5年折旧报废，产生大量电气固废，污染环境。目前全球在用的服务器有6000万台以上，5年折旧报废，平均每年产生1200万台服务器报废。据我所知，IBM不舍得报废价值上百万的被尘土污染的计算机，用特种液体将计算机擦油泥后继续使用。北洋云采用密封机箱结构，服务器工作在超净环境中，使用寿命可延长至30年以上。实际上，服务器可使用更长时间，比如美国1979年发射的旅行者号航天器，到现在已经40年了，它的电脑系统还在工作。北洋云服务器的折旧可达10年以上。所以，北洋云产生的固废要比普通云减少一半以上。

机房空气含尘量标准要修改

记者：您建议修改的标准是什么？为什么建议修改？

陈庆洪：我们建议修改美国通信行业协会 TIA 942数据中心通信设施标准“A级和B级主机房的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm尘粒数应少于18000粒”的规定。现在，这条规定成了推行以自然风冷却机房节能技术的障碍。所以，我们建议修改标准。把上述标准从“要求”改为“建议”。或者，干脆取消。这样，以后设计数据中心机房时，就可以不考虑机房空气过滤的问题，因而可以节省大量投资。