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            ICT能耗困局:華為比特與瓦特的“平衡術”

            時間:2022-03-10 18:14:41  來源:  作者:

             

            導語:“碳中和”已經成為全球共識,圍繞碳排放的巨大市場空間,ICT行業的著力點到底在哪兒?

            日前,一年一度的巴塞羅那世界移動通信大會(2022 MWC)正式落下帷幕,作為全球頂級移動盛會,2022年巴展吸引了超過2000家企業共襄盛舉,這也成為自疫情以來規模最大的一次行業盛會。大會期間,諸多廠商都不約而同地提到了綠色環保、節能減排與企業責任,一個全新的產業生態正在形成。

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            新興綠色ICT背后的產業脈絡究竟如何梳理?在最新一期(第四期)由華為數字能源重磅打造的大型訪談節目《方博碳討室》中,華為數字能源副總裁、首席營銷官方良周“探秘”巴展,通過新科技、新產品分享了關于“碳達峰、碳中和”的觀察和思考。(應版權方要求,請關注華為數字能源公眾號,查看完整視頻。)

            綠色能源目標網:比特與瓦特的“平衡術”

            氣候與環境變化已成為人類生存與發展面臨的巨大挑戰,加快形成綠色低碳的生產和生活方式,實現人類社會的可持續發展尤為關鍵。全球規模商用2年多來,5G在網絡覆蓋、終端、用戶規模等方面發展迅速。截至2021年底,全球200多家運營商已經部署了5G商用網絡,5G用戶數已經超過7億,商用終端超過1200萬。無疑,網絡的快速滲透讓5G的商業價值不斷得以體現,然而,能耗的控制成為決定了5G能否持續規;渴鸬年P鍵。

            一直以來,高能耗、高OPEX和高碳排放是運營商傳統能源基礎設施的三大挑戰,而圍繞數字化和低碳化,實現能源系統的轉型升級是運營商業務綠色發展的關鍵路徑。與此同時,在網絡設備的全生命周期中,生產階段產生的碳排放僅占2%,而設備使用過程中的碳排放卻高達80%-95%,因此運營商還應聚焦網絡設備的使用過程,唯有以目標網的模式進行規劃,從站點到機房,從部署到運行再到運維進行系統規劃,才能從根本上助力運營商實現綠色轉型升級。

            為了支持運營商的綠色發展戰略,華為提出“More Bits, Less Watts”觀點,并通過“綠色站點-綠色網絡-綠色運營”系統性解決方案,助力運營商持續提升網絡容量和降低單位比特能耗。

            眾所周知,無線站點因數量多、覆蓋廣,已成為運營商節能減排的主要關注點。對于室內機房來說,站點能效不足60%,超過40%的能源均消耗在站點的散熱上。因此,在綠色站點上,華為采用極簡架構的設計理念,以柜替房、以桿替柜,在節省站址、免工程改造、減少機房空調使用、提高太陽能利用效率等方面大幅降低CAPEX和OPEX。

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            與此同時,為了打造高能效的5G網絡,華為創新地推出了PowerStar網絡級節能解決方案。該方案基于內置的AI技術,可通過現網大數據分析建立的話務模型,來識別網絡典型的節能場景;同時,可基于話務模型預測未來的話務走勢,通過輸出相應場景化的節能方案,實現“一站一策”的精細化節能策略?梢哉f,正是華為數字能源切實的從頂層規劃與設計、新建與擴容、改造與優化全方位“低碳”出發,幫助運營商實現了“加5G不加能源OPEX”。

            而綠色網絡有三個主要特征,即全光、極簡和智能。當前,業務無效轉發是造成網絡高能耗的原因之一。因此,運營商應加大光纖網絡建設,這不僅符合“光進銅退”的低碳趨勢,基于一張光纖網絡,通過面向家庭用戶的FTTR For Home解決方案,以及面向企業市場的FTTR For SME解決方案、OTN P2P和OTN P2MP的系列化專線解決方案,真正實現一網多用,同時滿足運營商拓展家庭寬帶、企業專線市場拓展需求,實現“一跳直達”的極簡架構,極大降低建網與能耗成本。

            事實上,持續減排節能,運營也非常關鍵。有研究表明,整個通信網絡80%的時間處于空閑狀態,解決設備動態功耗管理問題,對整個網絡的節能減排至關重要。因此,“綠色運營”也包括“網絡運營”和“用戶運營”兩個層面,前者通過人工智能等技術使業務需求與設備運行更加匹配和智能,將消耗的能源降到最低,在不影響網絡性能及用戶體驗的情況下更加節能;后者則通過數字化手段牽引用戶向更高效制式遷移,如結合用戶終端情況、網絡負載、資費套餐等綜合考慮,推薦和引導用戶向4G/5G遷移從而進一步降低單位比特能耗。

            在筆者看來,華為“綠色站點-綠色網絡-綠色運營”系統性解決方案的推出,為運營商踐行綠色減排戰略提供了一套“方法論”,讓運營商從關注能耗轉變為關注能效的同時持續增加綠色可再生能源在網絡中的使用比重,以幫助運營商抓住主要矛盾,進行系統性結構優化,從而實現綠色運營。

            在算力“大行其道”的當下,這一理念的推出可謂恰逢其時。

            “按方抓藥”:破局算力能耗之殤

            當前,算力作為數字經濟的核心生產力,已經成為全球戰略競爭的新焦點。

            近日,國家發展改革委等部門聯合印發文件,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動建設國家算力樞紐節點,并規劃了10個國家數據中心集群。至此,全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計,“東數西算”工程正式全面啟動。數據中心既是ICT行業的基石,也是耗能大戶。

            事實上,隨著數字業務的激增,數據中心向高速、高密方向的發展,架構的日趨復雜,也導致其建設、部署、運維和管理費時費力,可靠性降低。對此,華為在模塊化的基礎之上,堅持以“模塊化+智能化”雙輪驅動,通過“四大重構”,即重構架構、重構溫控、重構營維、重構供電,推動下一代數據中心建設邁上“極簡、綠色、智能、安全”新臺階。

            一是架構重構。過去很多數據中心都是先蓋樓,再引入電力、制冷模塊,建設周期至少需要18個月。而華為通過模塊化和預制化,實現極簡交付,大大縮短交付時間,保證客戶業務快速上線。不僅速度快,模塊預制還可以實現施工過程零“三廢”產生,施工用水和建筑垃圾減少80%,材料可回收率超過80%, 施工碳排放減少90%,實現綠色建設。

            二是重構溫控。數據中心的降耗“牛鼻子”就在于溫控系統的節能減排。在機柜散熱方面,傳統風冷技術的弊端日益凸顯。華為通過數字化加持的iCooling技術和最大限度利用自然冷源的間接蒸發冷卻方案,能夠實時調節制冷參數,使得制冷量匹配業務負載的需求,從而進一步提升制冷效率,降低數據中心PUE 8%-15%。

            三是重構營維。在數據中心的全生命周期中,建設之外長時間的平穩運維則是實現可持續發展的關鍵。華為預制模塊化數據中心解決方案的一大特色就在于實現了數字化加持的智能運維,即數據中心運維的自動駕駛,降低運維成本約35%;同時通過資產容量管理精細化和智能化,有效提升資源利用率約20%。

            四是重構供電。以前數據中心運營者要購買一堆供電“柜子”設備,再將不同廠家的柜子整合到一起形成供電系統,俗稱“攢機”。這種供電模式帶來數據中心的整體PUE無法保證、維護麻煩、占地面積大等問題;“硅進銅退”、“鋰進鉛退”等先進理念和思路,華為預制模塊化數據中心解決方案通過采用高密、高效UPS為供配電系統“瘦身”,告別“攢機”開辟“品牌機”新紀元。同時,通過AI預測性維護實現供配電系統全鏈路可視、可管,為數據中心的連續穩定運行保駕護航。

            無疑,隨著數字化轉型的不斷深入,智慧城市、數字政府進程也在不斷加速,中國將有越來越多的行業向數字化轉型,并加入到大數據集群中。“十四五”將是我國數據中心新一輪蓬勃周期,“按方抓藥”,在華為“四大重構”的數據中心模板下,我國數字經濟的韌性也將有望得到進一步提升。

            全聯接下的可持續:華為的“綠色”邏輯

            受疫情影響,數字經濟展現出了強大韌性,全球數字經濟也迎來了快速發展。歐盟、中國和韓國等多個國家或地區的政府都宣布了巨額的數字經濟投資計劃,相關數據顯示2022年數字經濟占GDP的比重將超過50%。

            數字經濟始于聯接。在筆者看來,數字經濟的核心正是將無數傳統行業聯接起來,孕育出新場景、新模式,正如今年巴展將主題定位為“聯接釋放無限可能”一樣,聯接的密度與計算的精度將決定數字經濟的強度,但要保持長期活力,碳減排力度這一新維度的重要性正得到不斷凸顯。

            誠然,ICT行業綠色發展是邁向凈零碳排放的關鍵步驟之一,而我們在關注ICT產業自身減排的同時,更應著力探索ICT產業使能其他行業帶來的間接減排價值。

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            據全球電子可持續性倡議組織(GeSI)的預測:到2030年,ICT產業通過使能其他行業,各行各業預計到2030年受益于綠色ICT技術所減少的碳排放量將達121億噸,將幫助減少全球20%的碳排放,為自身排放量的10倍。

            正如從牛頓經典力學到愛因斯坦相對論,人們對事物的認知是一個螺旋上升的過程。在今年巴展展臺,華為以“數智森林”為主題,整個展區最顯著的特點就是無處不在的綠色點綴。“數”代表數字世界,“智”代表智能世界,寓意 ICT像繁茂的綠色森林一樣生機勃勃。綠色設計還代表了華為期望能夠通過持續創新,為客戶持續創造價值,共建綠色美好未來的愿景。

            目前,“碳中和”已成為全人類的共識和使命。“碳中和”目標所涉及的社會層面及其廣泛影響,早已超越了能源、交通等領域,對人類社會帶來的變革意義將不亞于蒸汽機、電力、計算機的誕生?梢灶A見,隨著ICT技術的深化發展,以華為為代表的設備商將持續踐行“更多比特,更少瓦特”的理念,在理論、材料、算法等方面發力精進,促進千行百業加快綠色ICT技術的應用,從而實現更高效地減排節能。而這,或許也正是華為踐行可持續發展背后的“綠色”邏輯。

             

             

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