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恒耀官网首页 探访全国首个全场景智能医院:它如何破解数据中心高能耗难题?

5月10日下午,广州气温冲破31℃。在广东省第二人民医院(以下简称“广东省二医”)的住院部内,病人的心电图在墙上的大屏幕中跳动着,智能机器人穿梭于各个病房运送药品,护士们通过智护屏和电子手环监控着病人的治疗进度。

广东省第二人民医院的智护屏 图片来源:每经记者 刘玲 摄

这是《恒耀注册》记者在广东省二医看到的场景——该院是全国首座全场景智能医院。在千行百业都向数字化、智能化转型的当下,科幻电影里的“未来医院”也逐步走进了现实。

“我们原来是用智慧手段解决医院里排队、护理输液等碎片化问题,各个场景之间不能交互,而现在的趋势是各个场景的融合交互,朝着医院智能体的方向发展。”医院党委书记田军章向记者表示。

不过,运行如此之多智慧场景的医院,离不开能承载大量数据吞吐和运算的数据中心。而“高耗能”一直是数据中心的痛点,数据显示,我国数据中心年耗电量超过全社会用电量的1.5%。在“碳中和”目标之下,如何破解数据中心的“高耗能”难题,是IDC(互联网数据中心)行业都在探索的。

数字化转型的智慧医院

心血管内二科护士工作台的右侧墙壁上,挂着两块智护屏,一块显示着病人实时的心电图,一块则显示着科室所有患者的资料。

一位护士长向《恒耀注册》记者介绍:“以前我们的患者资料都是一个一个输入的,在患者档案电子化后,护士们可以直接从智护屏看到患者的住院天数、输液监控、风险因素等等。”

与传统医院不同,5G和智能技术几乎“重塑”了广东省二医所有的就医环节。智慧病房可以实现健康咨询、诊治和用药查阅、远程探视、检验检查结果查看等功能,而“互联网+医疗健康”平台则可以实现挂号、缴费、入院、健康档案管理等业务的自助化、互联网化。

患者的网络健康档案经过数据分析后,会直观地呈现在智护屏上。例如,5月10日当天心血管内二科的患者有55人,“特殊治疗”一栏显示,需要睡前服用安眠药的有11号、18号、21号和50号床病人,42号、44号、48号床病人则需要进行胰岛素注射等等。

智护屏上的护理信息 图片来源:每经记者 刘玲 摄

田军章介绍说,2018年应国家建设智慧医院的要求,广东省二医将患者所关心的挂号、分诊、取药等治疗环节一个个都搬到了线上。在今年3月,医院又与华为合作,将不同的诊疗环节打通,开始在智慧医院的基础上建设智能医院。

除了医疗运营方面,医院的安防、消防等方面也是智能化的。当人们踏进广东省二医的大门,就进入了5G视频“天网”监控区域。目前,全院布控5G+AI摄像头达500多个,均具有数据分析功能,可实现人脸识别、电动车识别、人群超密度识别、越界识别等多项功能。

不过,医院的全场景智能也带来了数据的“大爆炸”。一位工作人员告诉记者:“就患者简单的一个挂号业务,在经过信息化建卡立档后,其背后产生的数据都是指数级的增长。”而广东省二医的一切智能化运作,全都基于一个由大数据平台、AI算法等组成的云数据中心,这也是其与以往各种智慧医疗碎片化呈现的最大区别。

广东省第二人民医院的智慧大脑 图片来源:每经记者 刘玲 摄

 

数据中心的高能耗难题

随着云计算、5G等技术迅猛发展,数据需求呈几何级增长,数据中心的数量也与日俱增。根据赛迪顾问数据显示,截至2019年底,中国数据中心数量约为7.4万个,约占全球数据中心总量的23%,机架数量由2016年的124万架上升至 2019年的227万架,四年间上涨了83.1%。

不过,数据中心是典型的高耗能产业。据《中国“新基建”发展研究报告》,到2025年,全球数据中心将占全球能耗的最大份额,高达33%。而在国内,全国数据中心的耗电量已连续八年以超过12%的速度增长,未来占社会总用电量的比例将持续增长。

随着计算力提高,对于新建的数据中心而言,最大的资金投入不是建筑本身,而是保证电力供应的设备成本以及机房制冷成本。“不仅如此,一般来说一个数据中心的运营,60%的成本都是来自电费。”华为技术专家马烨向《恒耀注册》记者表示。

在产业层面,PUE(能源使用效率)已经成为衡量数据中心是否节能的重要指标。马烨告诉记者,PUE值越低,能效越高、能耗越低。国家对新建数据中心的标准是PUE值不高于1.5。

《广东省5G基站和数据中心总体布局规划(2021-2025 年)》(以下简称《规划》)提出,数据中心PUE≤1.25的,优先支持新建和扩建;1.25<PUE≤1.3的,支持新建和扩建;1.3<PUE≤1.5的,严控改建,不支持新建、扩建;PUE>1.5的,则禁止新建、扩建和改建。

对于数据中心能耗高、运维难等问题,“我们的方向是什么呢?”华为数字能源Marketing副总裁尧权说道:“第一,就是把数据中心用模块化去建设,把建设周期降下来;第二,通过最大化利用自然冷源、智能温控,把能耗降下来;第三,采用钢结构,把可回收的比例提上去,最后就是实现我们的安全可靠。”

在广东省二医医院负一楼,记者看到了这个全场景智能医院的数据中心:一个不到200平米的“机房”里,放着由30个机柜组成的“大黑匣子”。机柜中的设备轰鸣着,灯光不停闪烁。虽是31℃的夏日,但黑匣子里却有点冷。



广东省第二人民医院的数据中心 图片来源:每经记者 刘玲 摄

“这个数据中心承载了广东省二医所有信息化的东西,包括人流、物流和财流等。”马烨向记者表示,“原来广东省二医有一个老旧的数据中心,只是在年底看一下电费是多少,也没有人管理。华为只花了一个月的时间,老旧机房改造成了绿色智能的微模块数据中心” 。

据介绍,广东省二医数据中心采用了华为全新的FusionModule2000智能微模块,融合了供配电、制冷、监控系统、机柜通道和布线系统,通过模块化的设计和工厂预制,能够将数据中心建设周期缩短50%。数据中心还采用了iCooling等技术,将PUE的值从2.0降低至1.5以下。

田军章向《恒耀注册》记者透露,广东省二医智能化改造后的数据中心,每天节省的电量相当于一个普通病房两年的用电量,目前医院能耗已下降到原先的70%。

科技巨头如何降能减排?

碳中和可以说是当下全球最为紧迫的使命之一。2020年第七十五届联合国大会上,我国向世界郑重承诺力争在2030年前实现碳达峰,努力争取在2060年前实现碳中和。

实际上,在很早之前许多科技巨头就开始探索数据中心的节能方法。据了解,传统数据中心能耗主要来源于IT设备、空调制冷系统、供配电系统、照明系统等,能耗占总功耗的比例分别约为45%、40%、10%和5%左右。可以看到IT设备和制冷系统是用电的大户。

因此,有些大型互联网企业的数据中心开始逃离城市,进入极地或沉入海底,因为那些地方的温度足够低,可以通过外界的冷空气或者冷水进行散热,省去空调制冷的能耗。

例如,2016年Facebook在瑞典吕勒奥建立了一个新的数据中心,该数据中心离北极圈只有70英里,大多数时间气温在零下50摄氏度左右。2018年6月,微软在英国苏格兰奥克尼群岛附近的北部岛屿数据中心海底负载试运行。

图片来源:摄图网

虽然将数据中心向极地迁移是节省能耗的有效措施,但是对于绝大多数的企业数据中心而言,这是不可能的,这就需要对数据中心进行架构、供电、温控、运维等全方位的重构。

今年1月,腾讯宣布启动碳中和计划。据了解,这些年,腾讯已经在腾讯滨海大厦和数据中心,通过人工智能和云计算来降低碳排放,研发的节能技术已经迭代到T-Block4.0版本。

例如2020年7月正式开服的广东清远的云计算数据中心,就通过采用间接蒸发冷却、HVDC+市电直供、冷热通道隔离、优化气流组织、太阳能供电等节能技术和系统方案,并充分利用自然冷源等办法,将PUE的值降低到了1.25。

去年2月底,在“行业数字化转型大会(2020)”上,华为则发布了新一代预制模块化数据中心解决方案——FusionDC 2.0,融合了AI(人工智能)、预制模块化建筑、先进电力电子和温控热管理、数字化全生命周期管理等技术。广东省二医的数据中心采用的便是该方案。

实际上,数据中心只是碳中和目标下千行百业的一个缩影。正如尧权所说,“碳中和‘30/60’目标必然带来一场广泛而深刻的经济社会变革,既意味着能源生产、能源消费的革命,也是一次各行各业全面升级换代的机会。”

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