ICT能耗困局：華為比特與瓦特的“平衡術(shù)”

導(dǎo)語：“碳中和”已經(jīng)成為全球共識(shí)，圍繞碳排放的巨大市場(chǎng)空間，ICT行業(yè)的著力點(diǎn)到底在哪兒？

日前，一年一度的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)（2022 MWC）正式落下帷幕，作為全球頂級(jí)移動(dòng)盛會(huì)，2022年巴展吸引了超過2000家企業(yè)共襄盛舉，這也成為自疫情以來規(guī)模最大的一次行業(yè)盛會(huì)。大會(huì)期間，諸多廠商都不約而同地提到了綠色環(huán)保、節(jié)能減排與企業(yè)責(zé)任，一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在形成。

新興綠色I(xiàn)CT背后的產(chǎn)業(yè)脈絡(luò)究竟如何梳理？在最新一期（第四期）由華為數(shù)字能源重磅打造的大型訪談節(jié)目《方博碳討室》中，華為數(shù)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(chǎn)品分享了關(guān)于“碳達(dá)峰、碳中和”的觀察和思考。（應(yīng)版權(quán)方要求，請(qǐng)關(guān)注華為數(shù)字能源公眾號(hào)，查看完整視頻。）

綠色能源目標(biāo)網(wǎng)：比特與瓦特的“平衡術(shù)”

氣候與環(huán)境變化已成為人類生存與發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)，加快形成綠色低碳的生產(chǎn)和生活方式，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展尤為關(guān)鍵。全球規(guī)模商用2年多來，5G在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、終端、用戶規(guī)模等方面發(fā)展迅速。截至2021年底，全球200多家運(yùn)營商已經(jīng)部署了5G商用網(wǎng)絡(luò)，5G用戶數(shù)已經(jīng)超過7億，商用終端超過1200萬。無疑，網(wǎng)絡(luò)的快速滲透讓5G的商業(yè)價(jià)值不斷得以體現(xiàn)，然而，能耗的控制成為決定了5G能否持續(xù)規(guī)?；渴鸬年P(guān)鍵。

一直以來，高能耗、高OPEX和高碳排放是運(yùn)營商傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施的三大挑戰(zhàn)，而圍繞數(shù)字化和低碳化，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)是運(yùn)營商業(yè)務(wù)綠色發(fā)展的關(guān)鍵路徑。與此同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全生命周期中，生產(chǎn)階段產(chǎn)生的碳排放僅占2%，而設(shè)備使用過程中的碳排放卻高達(dá)80%-95%，因此運(yùn)營商還應(yīng)聚焦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用過程，唯有以目標(biāo)網(wǎng)的模式進(jìn)行規(guī)劃，從站點(diǎn)到機(jī)房，從部署到運(yùn)行再到運(yùn)維進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，才能從根本上助力運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)。

為了支持運(yùn)營商的綠色發(fā)展戰(zhàn)略，華為提出“More Bits, Less Watts”觀點(diǎn)，并通過“綠色站點(diǎn)-綠色網(wǎng)絡(luò)-綠色運(yùn)營”系統(tǒng)性解決方案，助力運(yùn)營商持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)容量和降低單位比特能耗。

眾所周知，無線站點(diǎn)因數(shù)量多、覆蓋廣，已成為運(yùn)營商節(jié)能減排的主要關(guān)注點(diǎn)。對(duì)于室內(nèi)機(jī)房來說，站點(diǎn)能效不足60%，超過40%的能源均消耗在站點(diǎn)的散熱上。因此，在綠色站點(diǎn)上，華為采用極簡(jiǎn)架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，以柜替房、以桿替柜，在節(jié)省站址、免工程改造、減少機(jī)房空調(diào)使用、提高太陽能利用效率等方面大幅降低CAPEX和OPEX。

與此同時(shí)，為了打造高能效的5G網(wǎng)絡(luò)，華為創(chuàng)新地推出了PowerStar網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能解決方案。該方案基于內(nèi)置的AI技術(shù)，可通過現(xiàn)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析建立的話務(wù)模型，來識(shí)別網(wǎng)絡(luò)典型的節(jié)能場(chǎng)景；同時(shí)，可基于話務(wù)模型預(yù)測(cè)未來的話務(wù)走勢(shì)，通過輸出相應(yīng)場(chǎng)景化的節(jié)能方案，實(shí)現(xiàn)“一站一策”的精細(xì)化節(jié)能策略。可以說，正是華為數(shù)字能源切實(shí)的從頂層規(guī)劃與設(shè)計(jì)、新建與擴(kuò)容、改造與優(yōu)化全方位“低碳”出發(fā)，幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)了“加5G不加能源OPEX”。

而綠色網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)主要特征，即全光、極簡(jiǎn)和智能。當(dāng)前，業(yè)務(wù)無效轉(zhuǎn)發(fā)是造成網(wǎng)絡(luò)高能耗的原因之一。因此，運(yùn)營商應(yīng)加大光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這不僅符合“光進(jìn)銅退”的低碳趨勢(shì)，基于一張光纖網(wǎng)絡(luò)，通過面向家庭用戶的FTTR For Home解決方案，以及面向企業(yè)市場(chǎng)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(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用，同時(shí)滿足運(yùn)營商拓展家庭寬帶、企業(yè)專線市場(chǎng)拓展需求，實(shí)現(xiàn)“一跳直達(dá)”的極簡(jiǎn)架構(gòu)，極大降低建網(wǎng)與能耗成本。

事實(shí)上，持續(xù)減排節(jié)能，運(yùn)營也非常關(guān)鍵。有研究表明，整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)80%的時(shí)間處于空閑狀態(tài)，解決設(shè)備動(dòng)態(tài)功耗管理問題，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能減排至關(guān)重要。因此，“綠色運(yùn)營”也包括“網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營”和“用戶運(yùn)營”兩個(gè)層面，前者通過人工智能等技術(shù)使業(yè)務(wù)需求與設(shè)備運(yùn)行更加匹配和智能，將消耗的能源降到最低，在不影響網(wǎng)絡(luò)性能及用戶體驗(yàn)的情況下更加節(jié)能；后者則通過數(shù)字化手段牽引用戶向更高效制式遷移，如結(jié)合用戶終端情況、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、資費(fèi)套餐等綜合考慮，推薦和引導(dǎo)用戶向4G/5G遷移從而進(jìn)一步降低單位比特能耗。

在筆者看來，華為“綠色站點(diǎn)-綠色網(wǎng)絡(luò)-綠色運(yùn)營”系統(tǒng)性解決方案的推出，為運(yùn)營商踐行綠色減排戰(zhàn)略提供了一套“方法論”，讓運(yùn)營商從關(guān)注能耗轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注能效的同時(shí)持續(xù)增加綠色可再生能源在網(wǎng)絡(luò)中的使用比重，以幫助運(yùn)營商抓住主要矛盾，進(jìn)行系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)營。

在算力“大行其道”的當(dāng)下，這一理念的推出可謂恰逢其時(shí)。

“按方抓藥”：破局算力能耗之殤

當(dāng)前，算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心生產(chǎn)力，已經(jīng)成為全球戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。

近日，國家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)文件，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動(dòng)建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群。至此，全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計(jì)，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。數(shù)據(jù)中心既是ICT行業(yè)的基石，也是耗能大戶。

事實(shí)上，隨著數(shù)字業(yè)務(wù)的激增，數(shù)據(jù)中心向高速、高密方向的發(fā)展，架構(gòu)的日趨復(fù)雜，也導(dǎo)致其建設(shè)、部署、運(yùn)維和管理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，可靠性降低。對(duì)此，華為在模塊化的基礎(chǔ)之上，堅(jiān)持以“模塊化+智能化”雙輪驅(qū)動(dòng)，通過“四大重構(gòu)”，即重構(gòu)架構(gòu)、重構(gòu)溫控、重構(gòu)營維、重構(gòu)供電，推動(dòng)下一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)邁上“極簡(jiǎn)、綠色、智能、安全”新臺(tái)階。

一是架構(gòu)重構(gòu)。過去很多數(shù)據(jù)中心都是先蓋樓，再引入電力、制冷模塊，建設(shè)周期至少需要18個(gè)月。而華為通過模塊化和預(yù)制化，實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)交付，大大縮短交付時(shí)間，保證客戶業(yè)務(wù)快速上線。不僅速度快，模塊預(yù)制還可以實(shí)現(xiàn)施工過程零“三廢”產(chǎn)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(shí)現(xiàn)綠色建設(shè)。

二是重構(gòu)溫控。數(shù)據(jù)中心的降耗“牛鼻子”就在于溫控系統(tǒng)的節(jié)能減排。在機(jī)柜散熱方面，傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)的弊端日益凸顯。華為通過數(shù)字化加持的iCooling技術(shù)和最大限度利用自然冷源的間接蒸發(fā)冷卻方案，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)制冷參數(shù)，使得制冷量匹配業(yè)務(wù)負(fù)載的需求，從而進(jìn)一步提升制冷效率，降低數(shù)據(jù)中心PUE 8%-15%。

三是重構(gòu)營維。在數(shù)據(jù)中心的全生命周期中，建設(shè)之外長(zhǎng)時(shí)間的平穩(wěn)運(yùn)維則是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。華為預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案的一大特色就在于實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化加持的智能運(yùn)維，即數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的自動(dòng)駕駛，降低運(yùn)維成本約35%；同時(shí)通過資產(chǎn)容量管理精細(xì)化和智能化，有效提升資源利用率約20%。

四是重構(gòu)供電。以前數(shù)據(jù)中心運(yùn)營者要購買一堆供電“柜子”設(shè)備，再將不同廠家的柜子整合到一起形成供電系統(tǒng)，俗稱“攢機(jī)”。這種供電模式帶來數(shù)據(jù)中心的整體PUE無法保證、維護(hù)麻煩、占地面積大等問題?；凇肮柽M(jìn)銅退”、“鋰進(jìn)鉛退”等先進(jìn)理念和思路，華為預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案通過采用高密、高效UPS為供配電系統(tǒng)“瘦身”，告別“攢機(jī)”開辟“品牌機(jī)”新紀(jì)元。同時(shí)，通過AI預(yù)測(cè)性維護(hù)實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)全鏈路可視、可管，為數(shù)據(jù)中心的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

無疑，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，智慧城市、數(shù)字政府進(jìn)程也在不斷加速，中國將有越來越多的行業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并加入到大數(shù)據(jù)集群中。“十四五”將是我國數(shù)據(jù)中心新一輪蓬勃周期，“按方抓藥”，在華為“四大重構(gòu)”的數(shù)據(jù)中心模板下，我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的韌性也將有望得到進(jìn)一步提升。

全聯(lián)接下的可持續(xù)：華為的“綠色”邏輯

受疫情影響，數(shù)字經(jīng)濟(jì)展現(xiàn)出了強(qiáng)大韌性，全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)也迎來了快速發(fā)展。歐盟、中國和韓國等多個(gè)國家或地區(qū)的政府都宣布了巨額的數(shù)字經(jīng)濟(jì)投資計(jì)劃，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示2022年數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP的比重將超過50%。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)始于聯(lián)接。在筆者看來，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心正是將無數(shù)傳統(tǒng)行業(yè)聯(lián)接起來，孕育出新場(chǎng)景、新模式，正如今年巴展將主題定位為“聯(lián)接釋放無限可能”一樣，聯(lián)接的密度與計(jì)算的精度將決定數(shù)字經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)度，但要保持長(zhǎng)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(yè)綠色發(fā)展是邁向凈零碳排放的關(guān)鍵步驟之一，而我們?cè)陉P(guān)注ICT產(chǎn)業(yè)自身減排的同時(shí)，更應(yīng)著力探索ICT產(chǎn)業(yè)使能其他行業(yè)帶來的間接減排價(jià)值。

據(jù)全球電子可持續(xù)性倡議組織（GeSI）的預(yù)測(cè)：到2030年，ICT產(chǎn)業(yè)通過使能其他行業(yè)，各行各業(yè)預(yù)計(jì)到2030年受益于綠色I(xiàn)CT技術(shù)所減少的碳排放量將達(dá)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(jīng)典力學(xué)到愛因斯坦相對(duì)論，人們對(duì)事物的認(rèn)知是一個(gè)螺旋上升的過程。在今年巴展展臺(tái)，華為以“數(shù)智森林”為主題，整個(gè)展區(qū)最顯著的特點(diǎn)就是無處不在的綠色點(diǎn)綴?！皵?shù)”代表數(shù)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(jī)勃勃。綠色設(shè)計(jì)還代表了華為期望能夠通過持續(xù)創(chuàng)新，為客戶持續(xù)創(chuàng)造價(jià)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(shí)和使命。“碳中和”目標(biāo)所涉及的社會(huì)層面及其廣泛影響，早已超越了能源、交通等領(lǐng)域，對(duì)人類社會(huì)帶來的變革意義將不亞于蒸汽機(jī)、電力、計(jì)算機(jī)的誕生。可以預(yù)見，隨著ICT技術(shù)的深化發(fā)展，以華為為代表的設(shè)備商將持續(xù)踐行“更多比特，更少瓦特”的理念，在理論、材料、算法等方面發(fā)力精進(jìn)，促進(jìn)千行百業(yè)加快綠色I(xiàn)CT技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)更高效地減排節(jié)能。而這，或許也正是華為踐行可持續(xù)發(fā)展背后的“綠色”邏輯。

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