“新基建”数据中心能否摘掉“能耗大户”的帽子?

中国信息通信研究院 2020-05-11 08:50:24

一、序言

从各类数据的表面来分析,数据中心无疑是“能耗大户”。从微观上看,一个超大型数据中心每年的耗电量近亿度;从宏观上看,全世界数据中心的耗电规模为205TWh[1],占全世界耗电规模的1%。据中国信息通信研究院(以下简称“中国信通院”)发布的《数据中心白皮书》统计,我国数据中心产业年增长30%以上,有人因此担心数据中心的能耗也会迅速扩增,而事实真的是如此吗?2020年初,世界顶级学术期刊《Science》刊登的论文《重新校准全球数据中心能耗估算》的数据却表明:全球数据中心的能耗增长其实在放缓。

一般观念里面对于耗电都是只讲“总数”不讲“边际”,数据中心耗电的“总数”看似庞大,其实从“边际”的角度来看,数据中心确实通过努力在逐渐摘掉“能耗大户”的帽子。《重新校准全球数据中心能耗估算》的研究表明:与2010年相比,2018年全球数据中心计算实例增加了550%,而同期全球数据中心的耗电量仅增加了6%。从每个计算实例来看,全球数据中心的能耗强度自2010年以来每年下降20%,能耗效率显著提升。

二、能耗增长放缓的原因

综合《重新校准全球数据中心能耗估算》和全球发展现状分析,数据中心能耗增长放缓的原因主要有三点:

一是得益于积极的政策引导。在全球各地区政策的引导下,数据中心从较小的传统数据中心向超大规模数据中心转变,有效降低PUE值。目前数据中心的规模正在从较小的传统数据中心向更大、更节能的超大规模数据中心转移,2010年全球传统小型数据中心规模占计算实例的79%,而到了2018年全球超大型数据中心规模占计算实例的89%。

二是得益于IT设备的技术与效率的不断提高。在2010-2018年期间,全球服务器效率以及虚拟化程度的提高相结合减少了每个计算实例所需的电量,使全球计算实例增加了6倍的同时服务器能耗仅增加25%;存储驱动器效率和密度的提高相结合使全球存储容量增加了25倍的同时存储能源的使用仅增加了3倍。

三是得益于制冷和供配电等基础设施技术的不断改进。这些基础设施的技术进步使得能源使用量大幅减少,有效降低PUE值。据估计,2018年全球数据中心的平均PUE为2010年的75%左右,得到有效改善。

三、能耗改善的实践

1. 政策方面

政策引导数据中心走向大型化和集约化,有效降低能耗。国内数据中心在2013年以前存在着过热、盲目和重复建设问题,同时,全国大部分数据中心存在规模偏小、布局不合理、能效水平低等问题。从2013年开始,工信部陆续通过联合四部委印发《关于数据中心建设布局的指导意见》、滚动更新《全国数据中心应用发展指引》(中国信通院云计算与大数据研究所具体支撑)等方式引导数据中心合理建设和布局,多个省市通过陆续出台一系列政策引导规范数据中心的建设,我国数据中心的能效水平总体提升。

2013年以前,全国对外服务型数据中心平均PUE在2.5左右,而到2019年底,全国对外服务型数据中心平均PUE近1.6,实现质的飞跃。同时数据中心也朝着大型化、集约化的方向迈进,2013年以前全国大型以上数据中心的数量较少,而到了2019年,在对外服务型数据中心中,大型以上数据中心机架规模占比达到70%左右,这极大地促进了数据中心能耗效率的提升。

不仅PUE的平均水平在优化,我国数据中心的最佳PUE也在不断创新低。自2013年起,中国信通院云计算与大数据研究所已经测过众多数据中心的PUE,其中PUE表现良好的大部分为互联网和通信行业大型数据中心。很明显,随着时间的推移,参测数据中心PUE已经由1.4-1.5区间降低到1.2-1.3区间。

在国际上,以美国公共机构为例,美国政府从2010到2019十年时间内,通过美国联邦数据中心整合计划(FDCCI)、联邦政府信息技术采购改革法案(FITARA)、数据中心优化倡议(DCOI)等一系列政策措施,实现了数据中心数量减少7000个,减少约50%;近一半大型数据中心PUE从平均2.0以上优化至1.5甚至1.4以下;部分服务器利用率从5%提升到65%以上。

2. 技术方面

数据中心供电架构逐步简化,提高用电效率。随着产业规模快速增长,高压直流(HVDC)逐渐成为数据中心供电系统的新选择, “HVDC+市电直供”相结合的模式,供电效率可提升到94%-95%,若采用HVDC离线模式,供电效率可提升至97%以上,目前HVDC已在大型互联网公司得到了广泛应用。由于HVDC的容量所限等原因,巴拿马电源横空出世,它颠覆了传统IDC供电架构,从中压10KV AC直转240V DC,减少转换次数缩短电流旅程,相比传统双U架构配电节省投资44%,IDC整体投资节省7%以上。

液冷逐渐成为数据中心制冷的新方向,更加节能。随着新兴技术的快速发展,特别是高性能计算设备和GPU服务器的使用,将使单机架用电规模朝着20kW-30kW甚至更高规模发展,而用电密度提升对数据中心制冷系统提出挑战。传统风冷已无法达到所需的散热能力,液冷逐渐成为数据中心制冷的新模式。液冷模式通过液体直接导向热源带走热量,散热效率更高、更加节能。国内以ODCC(开放数据中心委员会)为代表的行业平台积极推动了液冷的标准化进程,加速了数据中心液冷团体标准、行业标准的出台。

整机柜服务器支撑新技术新应用,有效降低能耗。天蝎整机柜服务器目前完成三代技术演进,实现了服务器供电、散热和系统管理层面标准化、资源池化,不仅可以实现性能的提升、总成本的降低,同时也降低了能耗。如整机柜ARM64服务器,对比同配置X86服务器,计算性能提升1-2倍,单节点能耗省40W;整机柜GPU服务器,通信带宽提升2-4倍,延时缩小1倍,比传统GPU服务器性能提升30%,能耗降低7%以上。

四、小结

由于计算能力和能源消耗的正比关系,数据中心的高能耗属性不会改变,但是我们可以通过政策引导和技术创新来实现数据中心的高能效和高质量发展,同时也需要关注数据中心对经济发展带来的显著促进作用。随着数据中心进入新基建的序列,数据中心的社会关注度骤升,相关政策密集研究和出台,我们也期待并尽力推动更多的数据中心技术创新。

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#市监要闻#【汉中市市场监管局知识产权保护十大典型案例】
  注册商标专用权,是指由法律授予商标权人在指定商品或服务上使用注册商标的排他性权利,它是法定的知识产权。在同一种商品或服务上使用与他人注册商标相同或近似的商标,无论是故意还是过失,都会造成商品来源的混淆,使消费者发生误认误购,从而损害到商标注册人的合法权益和消费者的利益,是典型的商标侵权行为。

案例一:侵犯“国家电网公司”注册商标专用权案
  【案例简介】2019年8月7日,汉中市市场监管局接举报,称有人冒用国家电网公司的标识进行电力施工作业。当日执法人员前往现场检查,发现确有工具车一辆,车门喷涂有“国家电网公司”标识,前档风玻璃处放置“电力抢修”牌,该车系陕西某建筑工程有限公司所有。经查,当事人承担着某广场外线电缆顶管工程,为便于施工车辆进入市区施工,在未经商标持有人许可的情况下,在施工车辆使用“国家电网公司”专用标识,其使用的标识系国家电网公司的注册商标。
  【处理结果】当事人未经商标持有人授权,擅自在自有工具车上粘贴他人注册商标的行为,违反了《商标法》第五十七条第二项之规定。依据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.责令立即停止违法行为;2.没收、销毁施工车辆上“国家电网公司”商标标识;3.罚款2万元整。

案例二:侵犯“3M” 口罩注册商标专用权案
  【案例简介】2020年1月30日,宁强县市场监管局接群众举报,反映宁强县何某销售的“3M”口罩疑似假冒,该局执法人员立即进行现场检查,扣押涉嫌假冒口罩144只。经查,当事人于1月26日从西安某公司以12元/只价格购进上述口罩2万只,无法提供进货票据、检验合格证等进货查验证明材料,已销售19856只,涉案金额35万余元。经商标持有人初步认定,属假冒和侵犯“3M”注册商标专用权商品。
  【处理结果】因当事人上述行为涉案金额较大,涉嫌刑事犯罪,该案依法移送至公安机关。

案例三:侵犯他人名酒注册商标专用权案
  【案例简介】2019年5月14日,汉中市市场监管局接举报,称汉台区某商贸经营部销售假冒“剑南春”“五粮液”“水井坊”“西凤”“茅台”等白酒。当日执法人员对该经营部依法进行检查,现场查获涉嫌侵犯他人注册商标专用权的白酒97瓶。当事人现场不能提供该批酒品的进货发票、酒类随附单、质检报告等相关证明材料,执法人员依法将上述涉嫌假冒酒品予以扣押。经委托厂家鉴定,均属假冒注册商标的产品。
  【处理结果】当事人销售侵犯他人注册商标专用权酒品的行为,违反了《商标法》第五十七条第三项之规定。依据《商标法》第六十条第二款之规定, 对当事人作出行政处罚:1.责令立即停止违法行为;2.没收侵犯他人注册商标专用权酒品;3.罚款10万元整。

案例四:侵犯“工兵”破碎锤注册商标专用权案
  【案例简介】2019年5月9日,汉中市市场监管局接举报,称汉台区崔家沟转盘附近有人出售假冒“工兵”注册商标的破碎锤。当日执法人员对当事人经营场所进行检查,现场查获涉嫌侵犯“工兵”注册商标专用权的破碎锤2台。现场当事人不能提供上述破碎锤的进货发票以及其他有效证明材料,执法人员对涉嫌侵权的破碎锤予以扣押。经委托商标持有人鉴定,属假冒“工兵”商标专用权产品。
  【处理结果】当事人销售侵犯他人注册商标专用权破碎锤的行为,违反了《商标法》第五十七条第三项之规定。依据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.责令立即停止违法行为;2.没收扣押的侵权商品;3.罚款1.8万元。

案例五:侵犯“冰凌”食盐注册商标专用权案
  【案例简介】2019年8月7日,城固县市场监管局执法人员在对城固县某阳超市进行检查时,发现该超市正在销售的10袋“冰凌”牌食盐外包装上印有“Y201810280113F”和“C2018072311A”编号,与陕西省盐业专营公司《关于协查假冒“冰凌”海藻碘盐的函》公布的侵权食盐特征相符。经查,该超市负责人于2019年7月18日从洋县返回途中从洋县县城一食盐销售点购进“冰凌”牌食盐60袋,截止查获时已销售50袋,剩余10袋,货值120元。
  【处理结果】该超市销售的食盐为侵犯注册商标专用权食盐,其行为违反了《商标法》第五十七条第三项之规定,构成了侵犯他人注册商标专用权的行为。依据《商标法》六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.责令停止侵权行为;2.罚款5000元整。

案例六:侵犯“脉动”饮料注册商标专用权案
  【案例简介】2019年5月20日,洋县市场监管局在检查中发现,当事人封某从互联网上以37元/箱的价格购进标有“脉动”标识的青柠口味、水蜜桃口味饮料共计50箱,支付购货款1850元。到货后,以42至46元每箱的价格售出50箱。其中,张某从当事人处以42元/箱的价格购得40箱后,在其店内以45元/箱的价格售出14箱,后发现此饮料有问题,自行追回11箱,实际销售出3箱。经委托“脉动”饮料商标持有人鉴定,上述标有“脉动”标识的饮料系假冒注册商标的产品。
  【处理结果】当事人销售侵犯他人注册商标专用权商品的行为,违反了《商标法》第五十七条第三项之规定。依据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.责令立即停止侵权行为;2.没收违法所得285元,并处罚款1860元,合并执行罚没款2145元;3.没收37箱未售出的侵权商品。

案例七:侵犯“龙牌”石膏板注册商标专用权案
  【案例简介】2019年4月12日,汉台区市场监管局执法人员根据投诉举报线索,在汉台区风景路某营运用房装修工地现场检查,发现有372张正面印有“北新建材世界500强成员企业龙牌®”石膏板(耐水石膏板)字样,侧面印有“龙牌石膏板”“龙牌耐水石膏板” 字样以及“龙牌”注册商标图案的石膏板。经查,该372张石膏板是由陕西源某工程有限公司售出,合计售价9831元。经商标持有人鉴定,当事人售出的372张石膏板系假冒“龙牌”“龙及图”注册商标产品。
  【处理结果】当事人销售侵犯他人注册商标专用权商品的行为,违反了《商标法》第五十七条第一项之规定。根据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.责令立即停止侵权行为;2.没收已售出的石膏板372张;3.罚款1万元整。

案例八:侵犯“法国欧莱雅”“韩束kans”化妆品注册商标专用权案
  【案例简介】2019年3月15日,城固县市场监管局执法人员在城固县周某经营的化妆品零售店进行检查时发现,该店销售的化妆品标注有“法国珀莱雅”、“韩束kars”商标,与注册商标“法国欧莱雅”、“韩束kans”高度相似。经查,当事人是在西安康复路批发市场购入的以上化妆品,货值1600元。执法人员认为,当事人所销售的“法国珀莱雅”化妆品与“法国欧莱雅”化妆品注册商标仅一字之差,“韩束kars”化妆品与“韩束kans”化妆品注册商标仅字母r与n不同,高度近似,易导致消费者混淆,属侵犯他人注册商标专用权行为。
  【处理结果】当事人销售的化妆品标注有与其它注册商标高度近似商标的行为,违反了《商标法》第五十七条第二项之规定。根据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出了行政处罚:1.责令立即停止侵权行为;2.没收商标侵权化妆品;3.罚款8000元整。

案例九:侵犯“V-KOOL”“威固”车窗隔热膜注册商标专用权案
  【案例简介】2019年7月24日,汉台区市场监管局接投诉,称汉台区易某汽车用品商行存在侵犯注册商标专用权行为。执法人员立即对当事人店铺进行了现场检查,发现当事人在未经“V-KOOL”“威固”商标持有人许可的情况下,擅自在自己店铺门头、店堂和工作间内壁等处使用了“V-KOOL”“威固”商标标识。经查,当事人2019年5月对店铺进行装修装饰时,因曾销售过该品牌车窗贴膜等产品,认为该品牌市场声誉较好,便将这些侵权商标标识悬挂和安装在了店铺门头、店堂和工作间内壁,事先并未取得商标持有人授权许可。
  【处理结果】当事人擅自将他人注册商标使用在自己店铺内的行为,违反了《商标法》第五十七条第一项之规定,构成侵犯他人注册商标专用权的行为。依据《商标法》第六十条之规定,我局对当事人作出了行政处罚:1.立即停止侵权行为;2.立即拆除销毁侵权装潢装饰物品;3.罚款5000元整。

案例十:侵犯“丽康”桶装饮用纯净水注册商标专用权案
  【案例简介】2019年5月8日,镇巴县市场监管局接举报,称在盐场镇心某超市发现其销售的“丽康”牌饮用纯净水无“长兴实业”铅印码和生产日期,涉嫌侵权假冒。执法人员立即到该超市进行检查,经商标持有人鉴定,心某超市销售的“丽康”牌饮用纯净水并非该商标持有人公司所生产。经查,该超市销售的“丽康”牌饮用纯净水由镇巴县盐场镇个体户薛某供货。当事人薛某在客户处借到“丽康”牌饮用纯净水水桶20个,并持空桶到镇巴县盐场镇梦某纯净水厂以每桶5元的价格进行灌装,然后以每桶8元的价格批发给心某超市进行销售,超市售出8桶,剩余12桶当事人薛某自行回收。
  【处理结果】当事人薛某的行为违反了《商标法》第五十七条第三项之规定,构成销售侵犯他人注册商标专用权商品的行为。依据《商标法》第六十条第二款之规定,对当事人作出行政处罚:1.立即停止侵权行为;2.没收并销毁侵权商品;3.罚款5000元整。


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