2.3 国际数据中心法规和标准的制订及研究进展

随着Internet技术的迅速发展，以计算的设施化和集中化为特征的云计算已经成为下一代计算模式的核心。云计算的基础设施是承载着大量服务器功能的数据中心，在云计算模式的支撑下，数据中心用于支持应用程序运行、提供海量信息，同时实现大量商业流程的自动化。云计算的普及使得对数据中心容量的需求持续上升，数据中心的服务器运行会消耗大量电力，这将造成运营成本上升，导致全球温室气体不断增加。

在这种情况下，很多国家的政府和相关组织都在积极制订数据中心能效相关标准和法规，加强能效管理。同时，鉴于气候变化立法正在逐步加快脚步，将可能导致能源价格增长约20%，因此，对于数据中心运营者而言，在立法之前提高能效，是一个明智的选择。

2.3.1 国家层面数据中心能效标准和法规的制订

（1）美国环保部（ EPA）能源之星项目（Energy Star Program，EPA）能源之星项目是国际知名的以推动节能为目标的标准认证项目，它通过制订产品能效标准，结合实施能源之星标识，为用户选择高能效的产品提供支持，在推动节能减排方面成绩卓著。2007年，EPA开始考虑拓展能效监管范围，从仅覆盖产品级的能效法规，走向推动设施级能效提高，在能源之星的体系下建立数据中心能效标准和法规。2010年，针对120个数据中心能耗数据的收集，基于业界广泛认可的PUE评价指标，EPA建立了一个交互式的能效管理评估工具，形成了一个1～100的分数评价体系。在这个评价体系中，得分为75的数据中心是指比其他所有75%的数据中心能效更高。如果某个数据中心的能效水平能够达到最高的25%（ 75分），就可以获得能源之星认证。获得能源之星认证的数据中心可以得到更多的政策鼓励和支持。

（2）美国国家数据中心能效信息项目 美国环保部和能源部在制订数据中心能效标准和法规方面都有明确的计划，为了防止在技术方向上发生矛盾和冲突，需要建立协调机制。为了协调美国环保部能源之星项目、美国能源部工业技术项目立即节能倡议（DOE Industrial Technologies Program Save Energy Now Initiative）和美国能源部联邦能源管理项目（DOE Federal Energy Management Program）在数据中心能效标准上的工作，美国环保部和能源部共同发起了“国家数据中心能效信息项目”。

2010年1月，在“国家数据中心能效信息项目”框架下，8个领先的数据中心专业协会在美国华盛顿召开了数据中心能效评价标准的会议，希望能够共同制订数据中心能效评价标准，以便推动提高数据中心能效，减少能源消耗。在此次会议上，确定了数据中心能效标准的三大原则，即：

1） PUE作为评价数据中心能效的基础指标。

2）计算PUE 的时候，可以利用在UPS输出端测量的数据；鼓励逐渐采用更加科学的方法，在IT设备处直接采集能耗数据。

3） PUE计算的能耗应当包括数据中心使用的各种能源，以及各种耗能设施，包括IT设施、制冷、照明以及其他基础设施。

在以上原则之外，本项目还提出了如何测量专用数据中心和多用途数据中心PUE值的方法。

不仅如此，“国家数据中心能效信息项目”还致力于推动国家间数据中心能效标准合作。从2010年2月开始，项目定期召开会议，邀请来自美国、欧洲和日本的数据中心专家，以协调、统一数据中心能效评价指标集合和PUE的测量方法，共同开发更加合理的能效评价指标。

在以上标准化工作的基础上，美国能源部与劳伦斯伯克利实验室合作开展了能效工程师的培训和认证工作，成立了数据中心能源实践者项目（Data Center Energy Practitioner，DCEP）。该项目的目的是培养数据中心能效专家。2011年，该项目培养了至少200个能效工程师，获证工程师必须通过考试，并且每3年重新认证一次。通过该项目的人员必须具有的能力：能够识别和评估数据中心提高能效的机会；熟练应用DOE 的数据中心能效管理软件工具；发现电力系统、供热通风与空气调节、信息技术管理以及现场发电；数据中心能效评估。

（3）欧盟数据中心的行为规范 欧盟在气候变化立法方面是全球的领导者，大型的碳排放设施已经被碳排放限值和贸易规则所限制，例如，英国已经将气候变化制订成正式法规。据统计，2011年数据中心能耗量占到英国电力使用量的3%。英国政府要求到2050年全国温室气体排放减少80%。因此，提高数据中心能效已经成为欧盟国家紧迫的任务。

欧盟数据中心行为规范是在欧盟主导下，由英国计算机协会、AMD、APC、Dell、Fujitsu、Gartner、HP、IBM和Intel 等公司共同发起，以提高数据中心能效为目的的项目。欧盟数据中心行为规范项目主要针对小型数据中心开发出减少整体能耗和碳排放的解决方案，要求遵循行为规范的数据中心必须实施节能最佳实践方案、满足采购标准，同时每年报告能耗。对于数据中心的设备提供商，为了符合行为规范，需要开发和使用高能效的服务器和低功耗的中央处理器（Central Processing Unit，CPU），从而保证在降低能耗的情况下，具有相同的处理能力。该项目鼓励使用软件，特别是虚拟化的方法来管理能耗，提高服务器的使用率。

（4）新加坡绿色数据中心标准 2011年3月，新加坡政府发布了《新加坡绿色数据中心标准——能源与环境管理系统标准》，这个标准基于当时正在研制的国际能源管理标准ISO 50001，由新加坡国家标准化局SPRING和新加坡信息通信发展局共同开发。在标准发布的声明中，新加坡政府指出，调查显示新加坡最大的10个数据中心的耗电量相当于13万家庭用户的用电量。到2015年，新加坡的数据中心数量增长超过了50%。本标准的实施缓解了数据中心增长带来的用电压力。

2.3.2 国际标准化组织数据中心能效标准协调项目

（1）ISO/IEC JTC1 数据中心能效研究组 2009年10月，国际标准化组织ISO/IEC JTC1成立了数据中心能效研究组（ JTC1 Study Group on Energy Efficiency of Data Centers，SG-EEDC），研究数据中心能效的市场需求，并推动相关内容的讨论，为在JTC1中成立相关的标准工作组提供基础材料。研究组的目标如下：

1）开发与数据中心能效相关的数据与定义。

2）开发评价数据中心能效并得到广泛认可的技术指标。

3）开发最佳实践数据库。

4）开发针对数据中心的能源管理标准。

目前SG-EEDC 已经召开了多次会议，并已经发布了相关研究成果。鉴于JTC1在国际信息技术标准化方面的影响力，在JTC1的框架下统一全球的数据中心能效标准是一个可能而且可行的方式。

（2）国际电信联盟 国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）中从事信息通信技术的电磁环境影响以及与气候变化的关系的标准化工作组（ITU-T SG5）。在数据中心能效和环境影响方面，ITU-T SG5致力于研究能效评价指标、最佳实践和测量方法。作为一个国际标准组织，ITU-T SG5希望能够把目前的标准化工作进行统一。同时，在欧洲地区性标准化组织中也发起了绿色数据中心协调项目工作，例如CEN/CENELEC/ETSI绿色数据中心协调工作组（Coordination Group on Green Data Centers，CGGDC）。

2.3.3 企业联盟数据中心能效标准项目

（1）绿色网格组织 在制订数据中心能效标准方面，绿色网格组织（The Green Grid，TGG）是一个最有影响力的组织，很多现存的标准都引用TGG开发出的技术指标。TGG是一个由信息技术设备厂商组成的、以提高数据中心能效为目的的协会。到目前为止，TGG已经成功地开发了包括PUE、数据中心架构效率（Data Center Infrastructure Efficiency，DCiE）、碳利用效率（Carbon Usage Effectiveness，CUE）和水利用效率（ Water Usage Effectiveness，WUE）等多个广泛使用的与数据中心相关的效率指标，用以全方位支持数据中心拥有者评价和比较效率，并为提高效率提供技术方案。

在建立指标体系的基础上，TGG还开发了数据中心成熟度模型（Data Center Maturity Model，DCMM），涉及电源、制冷、计算、存储和网络等方面，帮助用户评估当前数据中心的能效和成熟度，并为下一步提高能效、增强可持续性提供指导。为了加强与我国数据中心设施厂商的联系，TGG正在计划建立中国办公室。

（2）美国绿色建筑协会 美国绿色建筑协会（U.S.Green Building Council，USGBC）是致力于倡导绿色建筑的企业协会，其开发的LEED（Leadership in Energy and Environmental Design）绿色建筑认证已经成为评估建筑节能的重要指标。2010年11月，USGBC发布了名称为《建筑设计与建设》的新版LEED评估系统草案，其中包括对数据中心能源管理的要求。虽然数据中心与普通建筑有很大的差异，业界对于USGBC 涉足数据中心也有不同的看法，但是LEED认证向数据中心的延伸将为数据中心节能带来新的要求和挑战。

（3）美国采暖、制冷与空调工程师学会 美国采暖、制冷与空调工程师学 会（American Society of Heating，Refrigerating and Air-conditioning Engineers，ASHRAE）是以促进建筑加热、通风、空调和制冷等方面科学技术的发展为目标的国际组织。作为技术专家组织，ASHRAE于2011年2月发布了“数据中心绿色技巧”，提供了节能和节水战略技巧，为数据中心的运营者、工程师和咨询师提供帮助。“数据中心绿色技巧”虽然还不是标准，但是为提供统一的工程、技术规范，以及方法、过程和实践提供很好的借鉴。

（4）欧洲FIT4Green组织 作为欧盟第七框架计划支持的项目，FIT4Green组织倡导信息技术设备本身对能耗的敏感性，推动采用虚拟化、集群以及自动化计划提高数据中心的灵活性，并提倡通过操作优化提高数据中心的能源效率，同时将环境影响作为数据中心服务等级协议的重要指标。

2.3.4 各主要国家数据中心的标准情况

（1）美国 美国在数据中心方面的标准目前主要包括：《数据中心电信基础设施标准》（《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》）（ANSI/TIA/EIA-942）、《数据中心基础设施分级标准》（《Data Center Site Infrastruc-ture Tier Standard：Operational Sustainability》）和《数据中心设计与实施的最佳实践》（《Data Center Design and Implementation Best Practices》）（ANSI/BICSI 002—2011），以下是对这三项标准的相关概述。

《数据中心电信基础设施标准》（ANSI/TIA/EIA-942）是美国电信产业协会（TIA）、TIA技术工程委员会（TR42）和美国国家标准学会（ANSI）批准的，旨在为数据中心设计和安装提供要求和指导方针。该标准主要对数据中心设计、电缆系统基础设施、电信空间和布局、电缆系统、电缆路径和数据中心冗余等方面进行了要求和规定，并对电信系统、建筑和结构、电系统和机械系统等方面进行分级，分别分为四级：TierⅠ，TierⅡ，TierⅢ和TierⅣ。

《数据中心基础设施分级标准》（2010）是由美国国际正常运行时间协会（Uptime Institute）制订的。该标准将数据中心基础设施分为四级：TierⅠ，TierⅡ，TierⅢ和TierⅣ，在不同等级中分别对其建筑结构安全性、电源等进行详细的要求。

《数据中心设计与实施的最佳实践》（ANSI/BICSI 002—2011）是2011 年美国国家标准学会与美国国际建筑业咨询服务协会（Building Industry Consulting Services International，BICSI）共同颁布的。该标准是美国至今最为完善的数据中心设计和实施标准。该标准对数据中心基础设施的可靠性和可用性采用了五种运维等级与五类风险程度而构建出两维的基础设施可用性类别F0～F4。五种运维等级主要设定了数据中心基础设施允许的年度计划、维护的时间范围及相关特征说明；五类风险程度主要依据停机涉及地域范围的程度以及停机时间对关键业务设施和企业的影响所确定。

（2）欧盟 2008年，欧盟发布了《数据中心能效行为准则》（《European Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency》）。该准则主要包括范围、目标、承诺和监测等部分。范围部分对数据中心进行了定义，并阐述了标准主要覆盖的两大领域：IT负载和除IT设备以外支持IT设备工作的负载。承诺和监测部分规定了参与者和签约方在数据中心能效评定方面的责任和义务以及数据收集和分析的要求。同时，欧盟发布了《数据中心能效行为准则最佳实践》（V1.00），为数据中心运营者提供最佳的实践清单，2009年更新发布了V2.00版本。

（3）日本 日本数据中心协会（Japan Data Center Council ，JDCC）制定了《数据中心设施标准》（《Data Center Facility Standard》）。该标准主要是在金融信息系统中心（The Center for Financial Industry Information Systems，FISC）标准和日本电子信息技术产业协会（Japan Electronics and Information Technology In-dustries Association，JEITA）标准的基础上，参考《数据中心电信基础设施标准》（ANSI/TIA/EIA-942）、《数据中心基础设施分级标准》（Uptime Institutie）及ASHRAE和IEEE相关标准和规范作为指南，同时考虑日本数据中心的现实情况编制的（见图2-5）。该标准将数据中心服务水平分为四级：Tier1、Tier2、Tier3和Tier4。该标准评价的项目分为标准项目和推荐项目，标准项目包括对地震风险系统设施风险和运营控制风险等的评价；推荐项目在标准项目的基础上增加了对环境系统的评价（见图2-6）。

（4）新加坡 2010年，新加坡信息技术标准委员会、新加坡资讯通信发展管理局与新加坡标新局共同发布了《新加坡绿色数据中心标准——能源与环境管理体系（SS564：2010）》。该标准主要是为提升数据中心能效和降低对环境的影响。该标准实质上是一个认证管理体系，主要由三部分组成：认证管理系统、数据中心能效测试和追踪方法及一套最佳实践汇编。该标准通过基础设施能效、环境情况、空气管理参数、冷却参数等基础参数来对数据中心进行评估和管理。

（5）其他国家（地区）除美国、欧盟、新加坡之外，德国信息技术、通信与新媒体协会2010 年发布了《可靠数据中心指南 第二版》（Reliable Data Center Guide V2）。澳大利亚目前在数据中心方面没有制订专门的标准，主要采用美国的标准。2011年年底韩国知识经济部提出将数据中心的绿色认证作为其能源政策的一部分。

以上概要介绍了国际上在数据中心能效标准和法规制订方面有一定影响的项目。目前在中国，中国通信标准化协会、中国电子技术标准化研究院以及中国标准化研究院等单位已经或正在考虑开展相关的工作。

在云计算的时代，信息技术服务可以遍布世界的所有角落，支撑云计算的数据中心也可能分布在世界上的不同国家，如果不同地区的标准和法规不统一，数据中心的运营者需要考虑遵循不同国家对于数据中心能效的标准和法规，增加了运营者的负担，影响云计算应用的推广。

相反，如果全球数据中心能效标准和法规能够在指标和方法上更趋统一，这样不仅可以方便数据中心的运营者更好地遵循法规，推动基于云计算技术的信息社会的进一步发展，同时也可以保证提高能效技术的广泛共享和应用，从而更好地促进全球的节能减排，减少信息社会发展对于气候变化的影响。