可持续发展周：数字孪生 – 通往可持续发展的智能之路
快速阅读: 《科技雷达专业版》消息，全球70%的数据中心面临国家电网压力，AI驱动的能源需求加剧了这一问题。通过AI增强的数字孪生技术，数据中心可优化资源配置、减少能源浪费、提高可持续性。这种方法有助于应对过度配置和闲置容量等问题，同时助力实现更严格的碳排放报告要求。
（图片来源：Shutterstock.com / 戈罗登科夫）在全球范围内，70%的数据中心设施领导者表示，他们的国家电网已接近极限。如今，可持续发展的警钟不仅响起，更是响彻云霄。这一日益增长的担忧背后，是人工智能（AI）在数据中心中驱动的巨大能源需求。为了量化AI的使用，麦肯锡最新的调查显示，78%的受访者表示他们的组织已经在至少一个业务职能中使用了AI工具。从提高工作效率到挽救生命的疾病检测，AI创新无可替代。作为承载AI计算能力的数据中心，现在必须专注于以可持续的方式支持其增长，确保国家电网的安全。否则，我们将面临电力短缺，导致数据中心中断，影响社区和生计。
然而，根据卡登斯（Cadence）的《创新必要性》报告，虽然88%的数据中心运营商表示他们正在积极努力提高能效，但只有三成（31%）认为自己做得足够。你可能会感兴趣：数字孪生：推动可持续数据中心的发展；数据中心应考虑哪些措施来建立更可持续的运营。
好消息是，通过更智能地利用AI，数据中心可以减少其能源影响。AI驱动的数字孪生——虚拟设施的复制品——帮助运营商缩小环境足迹，防止代价高昂的中断，并最终提升可持续性。
最终，研究表明，数据中心运营商希望有所作为。挑战在于知道从哪里开始。第一步是揭示真正的痛点以及真正导致过度能源使用的因素。
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**能源焦虑**
在开始投资于效率策略之前，数据中心必须评估其设施中的挑战。我们的最新研究显示，近三分之二（60%）的设施领导者存在过度配置的问题，即分配给系统的资源比实际需要的更多。这是由于担心缩减规模会导致中断。虽然理解设施领导者希望拥有可靠的系统是可以理解的，但这也会浪费能源，增加碳足迹，并提高运营成本。随着为AI提供动力所需的能源增加，它们导致过度配置，造成巨大的能源浪费。
卡登斯发现的另一个挑战是许多数据中心难以应对闲置容量问题。这是一种不可持续的做法，其中数据中心内安装的容量无法使用，29%的领导者报告闲置容量是一个限制。想象闲置容量就像玩拼图游戏，在同一时间尝试将所有系统（方块）放入数据中心，而操作员往往没有意识到这一点，也无法识别可用容量。因此，设施未能实现其设计目标，对地球造成了高昂的影响。
此外，虽然高密度服务器非常适合容纳巨大功率，但其高能耗要求可能给数据中心带来多个挑战。目前，59%的数据中心运营商正在使用高密度服务器，因此确保它们运行良好且有效至关重要，尽量减少闲置容量和过度配置。特别是在机架密度超过100千瓦，甚至高达600千瓦的情况下，尤其是在英伟达在GTC上展示的最新鲁宾架构中。
解决这些问题不是可有可无的，解决数据中心能源挑战现在变得至关重要，特别是随着监管因素的介入。这包括更严格的报告要求，例如欧盟的能源效率指令，该指令要求报告碳排放量。当地社区越来越多地反对数据中心设施。这主要是因为这些设施消耗大量能源，与人口争夺能源和水资源。最近，这种情况成为弗吉尼亚州的一个问题，一些居民很快将成为一座466,000平方英尺数据中心的邻居。
解决这些问题需要一种细致入微、多方面的方法。从能源报告和热建模到容量规划和工作负载优化，数字孪生将在解决闲置容量、减少数据中心过度能源使用以及试验可再生能源方面发挥关键作用。
**减少低效资源配置**
通过模拟实时操作，数字孪生使操作员能够充分利用现有容量，优化能源消耗，并最小化对周围区域的环境影响。减少过度配置是降低能源消耗的良好开端。AI增强的数字孪生提供了一个强大的解决方案。通过实时数据和历史趋势，操作员可以创建一个虚拟环境，反映物理设施。这使他们能够测试不同的场景，评估资源分配决策的影响，并识别潜在的过度配置领域。它还提供了出色的闲置容量解决方案。通过集成传感器和数据收集机制，操作员可以持续监控各种组件的性能，如功耗、冷却效率和过度配置。然后可以使用预测分析来分析这些数据，以识别潜在瓶颈或利用率不足的领域。通过主动解决这些问题，操作员可以优化资源配置并减少闲置容量。
**减少、再利用、回收**
数字孪生的变革能力并未止步于此。通过这些工具，数据中心可以捕获并重新利用冷却系统产生的废热用于其他应用，如加热建筑物或工业过程。为此，数字孪生可以复制物理设施并帮助管理技术实施。这将减少能源浪费并降低总体碳排放。重新利用废热很重要，因为欧盟的能源效率指令要求高能耗输入的数据中心利用废热或采取其他废热回收措施。此外，由于服务器密度增加导致的热量上升给冷却系统带来了巨大压力。数字孪生允许操作员模拟替代冷却方法的有效性，并探索这些系统如何与整个基础设施交互。
**评估冷却效果**
重新评估数据中心冷却是减少能源消耗的重要策略。冷却是数据中心运营中最耗能的部分之一，尤其是随着AI工作负载增加功率需求。数字孪生使数据中心采用液冷变得更加可行，液冷正逐渐兴起。目前，45%的决策者使用液冷，另有19%计划在未来一年内引入。这主要是因为高密度服务器机架、密集工作负载和不断增加的功率密度超过了传统空气冷却的能力。虽然空气冷却可以处理每机架最高可达20千瓦的热负荷，但超过20至25千瓦的负荷则更高效且更具成本效益地由液冷和精密空气冷却的混合方式处理。
通过数字孪生实施液冷，数据中心运营商可以检测其他难以察觉或衡量的因素，如整体冷却效率。他们可以在投资技术前评估各种液冷选项的优缺点。结果是一种定制的解决方案，符合设施特定的热负荷要求。
**改变数据中心轨迹**
显然，数据中心非常重视改善其环境影响。然而，实施仍然是最大的障碍。数字孪生被证明是行业所需的可持续发展变革者，帮助运营商从愿景变为行动。即使部署数字孪生的过程也能立刻创造价值，促使设施收集数据，揭示盲点，并构建清晰的操作图景。仅此一点就为更明智、更可持续的决策奠定了基础。那些转向数字孪生的人不仅会优化数据中心性能，还会解锁一条通往更绿色、更高效、面向未来的数据中心行业的路线图。
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