雙碳戰(zhàn)略下的綠色金融數(shù)據(jù)中心建設(shè)探索與思考

□ 文|左勤剛 張 燦 華 樂(lè)

0 引言

數(shù)據(jù)中心作為金融行業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在金融數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

2020年國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心總耗電量為1969.6億千瓦時(shí)，達(dá)到社會(huì)總用電量的2.6%。

2020年9月，習(xí)近平總書(shū)記在75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布：中國(guó)“二氧化碳排放量力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。因此實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，建設(shè)能源集約型、綠色低碳數(shù)據(jù)中心是金融行業(yè)踐行“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。

1 金融行業(yè)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

1.1 各金融機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心面臨轉(zhuǎn)型

數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷了物理集中、邏輯集中、數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集中四個(gè)不同階段，完成了核心系統(tǒng)的升級(jí)替換，建立了具有快速響應(yīng)能力的應(yīng)用系統(tǒng)體系。為有效化解數(shù)據(jù)集中帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性，各金融機(jī)構(gòu)都采用了“兩地三中心”的模式，進(jìn)行IT基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)。經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，各金融機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了總行省市縣的全覆蓋，為經(jīng)濟(jì)金融的發(fā)展提供了有力支撐。隨著5G、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)、計(jì)算和應(yīng)用需求大幅提升，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心正加速與網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算融合發(fā)展，向著資源節(jié)約、智能化新型數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型。

1.2 各級(jí)數(shù)據(jù)中心差異性大

一是數(shù)據(jù)處理能力差異大。各金融機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心都采用總部、省、地市、縣的層級(jí)結(jié)構(gòu)，各層級(jí)數(shù)據(jù)中心處理能力差異較大。以中國(guó)工商銀行為例，總行數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)核心主機(jī)日均業(yè)務(wù)處理量超過(guò)5億筆，單日峰值業(yè)務(wù)量超過(guò)7億筆，主機(jī)最高交易率接近2萬(wàn)筆/秒；開(kāi)放平臺(tái)核心日均業(yè)務(wù)量超過(guò)1億筆。而縣支行數(shù)據(jù)中心處理的數(shù)據(jù)只是局限于本地，單日業(yè)務(wù)不超過(guò)100筆。二是技術(shù)水平差異大。各總部層級(jí)數(shù)據(jù)中心在IT設(shè)備、機(jī)架布局、散熱系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)以及清潔能源利用系統(tǒng)等方面均達(dá)到了較高水平，以提升數(shù)據(jù)中心能耗管理，降低運(yùn)行成本。而分支層級(jí)數(shù)據(jù)中心往往以滿(mǎn)足功能性需求為主，其技術(shù)水平與能源節(jié)約不是優(yōu)先考慮的因素。三是能源利用效率（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“PUE”）值差異大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各總部級(jí)數(shù)據(jù)中心PUE值普遍可以控制在1.5以?xún)?nèi)，而分支機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心PUE值普遍高于2。

1.3 資源利用效率有待提升

一是能源利用率有待提升。由于數(shù)據(jù)中心的配套設(shè)施眾多，而能源的消耗包括了IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，其中IT設(shè)備和制冷系統(tǒng)占能源消耗的80%以上。能源利用效率的提升對(duì)于降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)維成本有重大意義。二是硬件資源利用效率有待提升。若一臺(tái)服務(wù)器只運(yùn)行一項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，則服務(wù)器的硬件資源利用率較低，服務(wù)器所能提供的硬件資源遠(yuǎn)大于運(yùn)行應(yīng)用的實(shí)際需要，造成大量的硬件資源浪費(fèi)。一方面增加用電負(fù)荷，另一方面增加了硬件維護(hù)工作量和人力成本。

2 金融行業(yè)數(shù)據(jù)中心整體能效不高原因解析

2.1 中小型數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)能效不高

數(shù)據(jù)中心為滿(mǎn)足溫濕度條件，其制冷系統(tǒng)需要7＊24小時(shí)不間斷運(yùn)行，因此，制冷能耗是數(shù)據(jù)中心影響能效最重要的因素。目前，金融機(jī)構(gòu)大部分中小型數(shù)據(jù)中心一方面在制冷技術(shù)上通常還是使用傳統(tǒng)的風(fēng)冷直膨制冷技術(shù)，其制冷效率偏低，且不能按實(shí)際設(shè)備的需要進(jìn)行分配，容易出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象，導(dǎo)致能耗較高。另一方面在制冷方式上多為房間級(jí)制冷，冷熱通道開(kāi)放，且機(jī)柜擺放隨意，對(duì)氣流沒(méi)有特別的規(guī)劃、遏制，造成機(jī)房氣流組織混亂，熱島效應(yīng)問(wèn)題普遍存在，導(dǎo)致冷量浪費(fèi)。

2.2 中小型數(shù)據(jù)中心資源負(fù)載率普遍不高

據(jù)調(diào)查，金融行業(yè)大多數(shù)中小型數(shù)據(jù)中心資源負(fù)載率普遍偏低。一是大部分中小型數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備僅在24%至30%之間，有的CPU利用率、硬盤(pán)利用率甚至在10%以下。二是大部分金融機(jī)構(gòu)中小型數(shù)據(jù)中心UPS負(fù)載率在50%以下，地市級(jí)數(shù)據(jù)中心UPS負(fù)載率通常不超過(guò)20%，有些甚至在5%以下，造成數(shù)據(jù)中心資源的大量浪費(fèi)。

2.3 部分?jǐn)?shù)據(jù)中心空間布局不太合理

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，金融行業(yè)部分?jǐn)?shù)據(jù)中心存在空間布局不合理的情況。一是部分?jǐn)?shù)據(jù)中心規(guī)劃面積過(guò)大。有些小型數(shù)據(jù)中心在僅僅承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房作用的情況下，數(shù)據(jù)中心使用面積超過(guò)了100m2，部分功能區(qū)機(jī)架上有時(shí)僅僅放置了零星幾臺(tái)設(shè)備，造成了大量照明系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)的資源浪費(fèi)。二是部分?jǐn)?shù)據(jù)中心機(jī)柜布局不合理。為保持?jǐn)?shù)據(jù)中心整體美觀(guān)，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心管理者將機(jī)柜置于統(tǒng)一方向，容易出現(xiàn)局部過(guò)熱問(wèn)題。

2.4 部分?jǐn)?shù)據(jù)中心運(yùn)維效率不高

部分?jǐn)?shù)據(jù)中心缺乏專(zhuān)業(yè)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，運(yùn)維效率不高。對(duì)于數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)的局部過(guò)冷、過(guò)熱，照明系統(tǒng)能耗浪費(fèi)，IT設(shè)備宕機(jī)、停用、更換等狀況不能快速地進(jìn)行響應(yīng)處置，使機(jī)房在運(yùn)維管理過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)能耗浪費(fèi)。

3 相關(guān)建議

3.1 加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)

金融監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)積極落實(shí)綠色發(fā)展理念，加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，大力推動(dòng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)改造。一是根據(jù)工業(yè)和信息化部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》等國(guó)家相關(guān)政策文件，制訂金融行業(yè)綠色數(shù)據(jù)中心新建、改造、運(yùn)維等各項(xiàng)方案規(guī)章制度，并認(rèn)真督導(dǎo)落實(shí)。二是在各層級(jí)金融機(jī)構(gòu)中選定部分單位進(jìn)行綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與改造，形成總部、省、市、縣各層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化綠色數(shù)據(jù)中心樣版，并將其作為范例在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行大力推廣實(shí)施。三是加強(qiáng)大型金融數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目的指導(dǎo)力度。積極協(xié)調(diào)各政府部門(mén)、水電企業(yè)，在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、選址、施工、動(dòng)力選擇各階段給予幫助指導(dǎo)，充分貫徹綠色化、智能化建設(shè)理念。

3.2 加快綠色低碳技術(shù)應(yīng)用

金融行業(yè)應(yīng)因地制宜，積極推動(dòng)綠色低碳技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。在制冷系統(tǒng)方面，推動(dòng)冷板式制冷技術(shù)、浸沒(méi)式液冷技術(shù)在大型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，在北方等自然冷源豐富的地區(qū)大力推動(dòng)自然冷卻節(jié)能技術(shù)。在IT設(shè)備方面，一是盡量選用帶節(jié)能技術(shù)的低功耗服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，優(yōu)先淘汰高能耗的設(shè)備。二是大力推動(dòng)虛擬化技術(shù)，降低數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)量，合理控制硬件規(guī)模，提高服務(wù)器資源利用率，提升CPU運(yùn)行效率。三是推動(dòng)動(dòng)態(tài)容量管理、虛擬快照等先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的使用效率，降低數(shù)據(jù)中心的空間成本。在供配電系統(tǒng)方面，一是建議推動(dòng)UPS綠色休眠技術(shù)在大型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，根據(jù)數(shù)據(jù)中心實(shí)際負(fù)載的大小，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)UPS工作的臺(tái)數(shù)，解決UPS低負(fù)載、高能耗的問(wèn)題。二是逐步推動(dòng)市電直供+240V高壓直流、分布式供電等技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，提升數(shù)據(jù)中心綜合供電效率。

3.3 提升高效清潔能源利用水平

數(shù)據(jù)中心作為耗能大戶(hù)，目前使用的能源大多仍是火電，金融行業(yè)應(yīng)大力應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等清潔能源，將采購(gòu)可再生能源作為應(yīng)對(duì)能耗挑戰(zhàn)的重要解決方案，從源頭上降低碳排放，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心。

3.4 提升數(shù)據(jù)中心管理水平

確保數(shù)據(jù)中心安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，需要大力提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理水平。一是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理智能化。金融行業(yè)的中大型數(shù)據(jù)中心應(yīng)配置智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控、精細(xì)分析，故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位，各資源的動(dòng)態(tài)調(diào)配以及各IT設(shè)備配置補(bǔ)丁程序的快速分發(fā)等。二是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)流程規(guī)范化。對(duì)于金融行業(yè)數(shù)據(jù)中心資源管理、變更等需求，應(yīng)實(shí)行規(guī)范化的業(yè)務(wù)流程管理，形成詳細(xì)的業(yè)務(wù)實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵流程的高效跟蹤和管理。三是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心人員管理精細(xì)化。金融行業(yè)應(yīng)積極的對(duì)數(shù)據(jù)中心人員進(jìn)行有效管理，從技術(shù)和管理兩個(gè)層面加強(qiáng)人員管理，減少人為故障。

3.5 加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)

綠色數(shù)據(jù)中心作為新興產(chǎn)業(yè)，新技術(shù)層出不窮，涉及的領(lǐng)域、學(xué)科眾多，對(duì)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員的知識(shí)水平、技術(shù)能力要求也不斷提高，金融行業(yè)應(yīng)大力加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心人才隊(duì)伍建設(shè)，提升科技人員運(yùn)維保障水平。一是定期開(kāi)展針對(duì)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理人員的技能培訓(xùn)，提高科技人員的運(yùn)維保障水平。二是加強(qiáng)與高校、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備廠(chǎng)商之間的技術(shù)交流，提升科技人員的知識(shí)廣度與深度。三是針對(duì)運(yùn)維保障人員，建立合理的薪酬待遇和職務(wù)晉升機(jī)制，吸引高素質(zhì)的科技人才從事數(shù)據(jù)中心管理工作，拓展運(yùn)維人員的事業(yè)心、責(zé)任心，激發(fā)運(yùn)維人員的主觀(guān)能動(dòng)性、創(chuàng)造性。

4 結(jié)束語(yǔ)

在金融業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大潮中，金融機(jī)構(gòu)必然對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)提出更高要求。金融業(yè)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心向著資源節(jié)約型、綠色低碳方向發(fā)展，是落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略的必然要求和重要舉措。如何合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心建設(shè)，使其朝著低能耗、高能效方向發(fā)展，更好支撐金融業(yè)機(jī)構(gòu)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)金融機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)是完善數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新挑戰(zhàn)，也是推動(dòng)數(shù)據(jù)中心朝著更高水平發(fā)展的新機(jī)遇。隨著數(shù)據(jù)中心頂層規(guī)劃更加科學(xué)、布局建設(shè)更加合理、低碳技術(shù)應(yīng)用更加普及、綠色能源利用更加廣泛，將逐步紓解當(dāng)前數(shù)據(jù)中心發(fā)展與綠色金融要求難以兼顧的困境，繼續(xù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心的升級(jí)變革，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加有力的支撐動(dòng)力。