近年來，各行各業(yè)對信息技術的依賴日益增加，電腦已成為人們工作生活中不可分割的一部分。而推動信息技術發(fā)展的引擎與保證是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是21世紀的信息工廠，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中處理、存儲，傳輸、交換、管理等業(yè)務的服務平臺。從物理層次看，數(shù)據(jù)中心主要由IT設備、配電系統(tǒng)和空調系統(tǒng)3部分構成。IT設備是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心功能的核心部分，用于數(shù)據(jù)處理（服務器）、數(shù)據(jù)存儲（存儲設備）以及通信（網絡設備）。配電和空調系統(tǒng)則用以保障IT設備系統(tǒng)的正常運行。其中，配電系統(tǒng)用于直流、交流轉換，并確保為IT設備提供可靠、高質量的電源；空調系統(tǒng)保證IT設備在正常的溫度和濕度下工作。

數(shù)據(jù)中心相比普通樓宇，具有高得多的能耗強度。以數(shù)據(jù)中心的運行成本來看，以電力為代表的能源成本已接近50%.根據(jù)Frost&Sullivan測算，中國2011年數(shù)據(jù)中心用電530億kWh，占全國總用電量的1.1%.而隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量及運行強度的增加，若能耗效率維持目前水平，其能耗在2015年將達到1122億kWh，占總用電量的1.7%（圖1）。面對能源緊張、節(jié)能減排等問題，數(shù)據(jù)中心這一能耗大戶面臨著降低能耗、節(jié)約成本的嚴峻挑戰(zhàn)。“綠色數(shù)據(jù)中心”的概念應運而生，并將成為數(shù)據(jù)中心新的發(fā)展方向。

根據(jù)《通信行業(yè)十二五規(guī)劃》國內綠色數(shù)據(jù)中心的標準將在十二五期間出臺。目前國際上普遍的理解是，綠色數(shù)據(jù)中心是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構基礎上，通過先進的技術和方案以達到高能效以及最低的環(huán)境影響。綠色數(shù)據(jù)中心通過充分利用虛擬化和云計算等最新信息技術，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)安全標準并具有智能管理系統(tǒng)。從綠色數(shù)據(jù)中心的實現(xiàn)途徑來看，主要有提高能效水平以及利用綠色能源兩方面。下面將分別介紹這兩大實現(xiàn)途徑以及在中國市場面臨的挑戰(zhàn)。

綠色數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)途徑一——提高能效水平

業(yè)內常用PUE（Power Usage Effectiveness）作為數(shù)據(jù)中心的能效指標來評價數(shù)據(jù)中心是否高效。PUE為數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設備總能耗之比，PUE值越低，能效越高，說明更多的能源被用于IT設備來執(zhí)行數(shù)據(jù)中心功能。綠色數(shù)據(jù)中心必須是高效的數(shù)據(jù)中心，其PUE通常低于1.6，有的甚至低至1.3.由于大量低能效水平的小型數(shù)據(jù)中心存在，我國數(shù)據(jù)中心的能效水平相比歐美發(fā)達國家偏低，在2.0-2.5范圍內。以PUE為2的數(shù)據(jù)中心為例，IT設備是數(shù)據(jù)中心能耗的主要部分，占到50%，空調設備占到40%，配電系統(tǒng)占據(jù)剩下的10%.若要達到綠色數(shù)據(jù)中心的標準，除了要應用高效節(jié)能的IT設備外，通過一系列節(jié)能措施降低空調系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的能耗也極為關鍵。

提高能效的方法主要有以上九種。數(shù)據(jù)中心作為一個整體，運營商需要測量各裝置以了解用電情況，同時還需要對各運行裝置進行不斷監(jiān)視并及時調整。對于IT設備，運營商可通過虛擬化來使服務器利用率達到大化，通過刪除重復多余的數(shù)據(jù)來釋放存儲容量。對于空調系統(tǒng)，運營商需要避免冷卻過頭浪費能源的情況，運營商需要合理設計空間布局、改進熱隔離、盡可能利用自然冷卻來節(jié)省能源和空間。對于配電系統(tǒng)，建議盡量減少電力交換損耗。

通過提高能效來建設綠色數(shù)據(jù)中心在我國面臨多方面的挑戰(zhàn)。

首先，標準的缺失帶來了混亂。無論是系統(tǒng)集成商、設備商、建筑商，或是解決方案提供商，都缺少整體性的統(tǒng)籌規(guī)劃，在宣稱綠色數(shù)據(jù)中心的同時卻常會出現(xiàn)“顧此失彼”的情況。其次，對于那些已經建成的小型數(shù)據(jù)中心，通常不具備用于提高能效的預算及相關人力資源。尤其是那些用于銀行、金融機構、科研機構的數(shù)據(jù)中心，價格敏感度相比一般企業(yè)更低，其對于提高能效所做的努力和投資就更小了。再次，中國幅員遼闊，各地區(qū)建成綠色數(shù)據(jù)中心的難度有較大差異。理想的數(shù)據(jù)中心應該建立在溫度較低地區(qū)，以減少冷卻耗能。根據(jù)通信行業(yè)十二五規(guī)劃，新建的大型云計算數(shù)據(jù)中心PUE值在1.5以下。這一指標對于華北、東北等地問題不大，但是對于東南部、南部地區(qū)則存在較大壓力。

綠色數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)途徑二–利用綠色能源

隨著數(shù)據(jù)中心的爆發(fā)式增長，僅僅通過節(jié)能已不夠緩解節(jié)能減排的壓力。選擇綠色能源作為數(shù)據(jù)中心的電力來源，承擔更多的社會責任，已成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的新趨勢。尤其在歐美發(fā)達國家，數(shù)據(jù)中心運營商已不僅僅停留在提高能效這一途徑，而開始利用綠色能源，如風能、太陽能、水能等作為綠色數(shù)據(jù)中心的電力來源。以美國市場為例，各大型IT公司都開始重視綠色能源的利用，雅虎和谷歌作為綠色能源利用的先行者，不斷加強在選址以及綠色能源利用的投資，截止2011年其綠色能源占整個電力消耗比例中分別為56.4%和39.4%.而較為老牌的IT企業(yè)如IBM，亞馬遜、蘋果，數(shù)據(jù)中心的建設較早未考慮到電力來源的問題，綠色能源在整個供電結構中占比較低，分別在12.1%，13.5%，15.3%.另外，作為擁有8億多在線用戶的全球大的社交網絡，facebook的綠色能源占比為36.4%，并且已加大綠色能源的投資，其新建的位于瑞典的數(shù)據(jù)中心所消耗的電能100%來自風力發(fā)電。

利用綠色能源，把數(shù)據(jù)中心建設在綠色能源豐富地區(qū)，如風能豐富的內蒙古地區(qū)，是業(yè)內公認的美好愿景，但其發(fā)展面臨著無法避免的困難和挑戰(zhàn)。首先，統(tǒng)一的電價缺少經濟激勵。在我國，電價統(tǒng)一，無法將來自綠色能源的電與普通燃煤電廠的電區(qū)分開來。對于數(shù)據(jù)中心運營商來說，即使把數(shù)據(jù)中心建造在內蒙古，消耗來自風能的綠色能源，卻也只能接受國家電網統(tǒng)一的電價，而不能享受優(yōu)惠的綠色能源電價。其次，從資產管理和設備維護的角度，大多數(shù)運營商不傾向于把數(shù)據(jù)中心建造得太偏遠。除了那些大型企業(yè)，如三大電信運營商、華為、騰訊等，很少有運營商可以做到工作人員可在一兩個小時達到現(xiàn)場。而對于銀行等可靠性要求更高的數(shù)據(jù)中心，機房與總部分離更是不現(xiàn)實的情況。最后，遠距離數(shù)據(jù)中心其實是一個云的概念，在美國較為成熟，但在中國還是非常新興的概念，缺乏相應的技術和設施。