数据中心算力碳效白皮书 [编号 ODCC-2022-0500A] 数据中心算力碳效白皮书 分布式存储技术与产业 开放数据中心标准推进委员会 2022-101发布  数据中心算力碳效白皮书 ODCC-2022-0500A 版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著作权法》保护， 编制单位共同享有著作权。 转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC成果中的文字或者观点的，应注明 来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。 对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇 编和翻译出版等侵权行为，ODCC及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位 的配合与支持。 I  数据中心算力碳效白皮书 ODCC-2022-0500A 编制说明 本报告由中国信息通信研究院云计算与大数据研究所牵头撰写，并在撰写 过程中得到了多位专家的大力支持。 编写单位： 中国信息通信研究院 项目经理： 张一星 zhangyixing@caict.ac II  数据中心算力碳效白皮书 ODCC-2022-0500A 前言 2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开的会议上明确提出要加快5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度。在数据中心加快建设部署的大背景 下，总耗能也呈增长趋势。开放数据中心委员会ODCC测算数据显示，2020年 中国数据中心能耗总量为939亿千瓦时，碳排放量为6464万吨。预计到2030 年，中国数据中心能耗总量将达到3800亿千瓦时左右，碳排放增长率将超过 300%。 数据中心中，服务器是最主要的业务耗能设备。在应对气候变化和践行 “碳达峰”“碳中和”目标的大背景下，构建数据中心服务器碳效模型、降低 其能耗及碳排放对于数据中心实现绿色发展和落实双碳目标具有重大意义。本 《白皮书》梳理了全球主要国家的碳中和目标及数据中心降碳政策，分析了数 据中心和服务器产业龙头企业的降碳路径，总结了服务器及芯片产业的节能降 碳热点技术。同时，本《白皮书》首次定义了服务器算力碳效的概念，并构建 了碳效模型，根据测试结果得出：随着服务器性能的提升，碳排放总量呈上升 的趋势，但性能提升的速度超过碳排放增加的速度，单位算力的相对碳排放在 降低；不同产品技术不同，碳效存在一定差异，性能与碳排放呈现出的特点不 同，在服务器使用周期为5年的情况下，单位性能得分的碳排放量在20-60KG 之间。相关数据和结论将为数据中心根据业务需求选择性能与碳效最佳的服务 器、降低数据中心整体碳排放量提供参考。 III  数据中心算力碳效白皮书 ODCC-2022-0500A 内容概览 1.世界主要国家都宣布了碳中和目标，提出了严格的减排措施要求，国际 碳中和行动的规模和影响日益扩大。互联网和数据中心龙头企业大都提出了 2030年实现碳中和的目标，碳减排行动部署领先于其他行业。 2.数据中心企业的碳减排工作聚焦于核心能耗设备（IT、制冷和供配电 等），当前制冷和供配电方面已采取多项节能措施，PUE持续降低，但能耗占 比最高的IT设备节能降碳关注度较低，缩小制程和高阶封装技术是服务器及芯 片企业的研究重点。 3.为统筹兼顾服务器的碳排放量和算力性能，《白皮书》构建了X86架构 CPU服务器的算力碳效模型，并提出了算力碳效概念：服务器使用周期内产生 的碳排放与所提供的算力性能的比值。根据实测，在5年使用周期中，单位算 力性能（单位SPEC得分）的碳排放量一般在20-60KG之间，能效水平较好的 CPU排放可达到30KG以下。 4.多样化的业务场景激发了服务器性能提升，同时也带来了碳排放总量增 加。但服务器单位性能提升的速度超过单位碳排放量增加的速度，单位算力的 相对碳排放在降低。 5.算力碳效或将成为服务器设备设计、选型的重要指标。为提升算力碳效， 除在服务器部件设计、制造、运行等各环节开展技术研究外，还需丰富不同架 构（X86、ARM等）不同需求（高性能计算、边缘计算、智能计算）的业务场景 下，算力碳效的模型构建和测试分析方法，在理论上为数据中心碳中和奠基。 IV