云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)

　　數(shù)據(jù)中心是電力需求增長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力。 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是大型設(shè)施，需要大量電力來(lái)運(yùn)行和維護(hù)，但全球范圍內(nèi)都在努力轉(zhuǎn)向更可持續(xù)的能源。

　　根據(jù) 2023 年 11 月舉行的 COP28 聯(lián)合國(guó)氣候變化會(huì)議，通過(guò)能源可持續(xù)性應(yīng)對(duì)氣候變化的進(jìn)展速度低于預(yù)期。因此，所有國(guó)家都將尋求進(jìn)一步減少溫室氣體排放的方法，其目標(biāo)是 到 2030 年將其減少 43%，并將全球變暖限制在 1.5 攝氏度。 這樣做將有助于保護(hù)地球免受環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和影響。

　　新法規(guī)將針對(duì)數(shù)據(jù)中心減少能源消耗和減少排放，數(shù)據(jù)中心必須找到提高其整體可持續(xù)性的方法才能遵守。 這就引出了一個(gè)問(wèn)題：從物理數(shù)據(jù)中心過(guò)渡到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是否是提高能源效率和可持續(xù)性的潛在途徑?

　　當(dāng)今云計(jì)算數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境的影響

　　人們可能會(huì)認(rèn)為云計(jì)算比傳統(tǒng)計(jì)算更環(huán)保，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)在“云”中，而不是存儲(chǔ)在本地物理本地服務(wù)器上。 云計(jì)算依賴虛擬化技術(shù)(例如虛擬服務(wù)器和存儲(chǔ))從物理系統(tǒng)中抽象計(jì)算資源。

　　盡管虛擬化環(huán)境可以更好地利用資源并以虛擬方式跨距離提供資源，但它們?nèi)匀换�于物理服�?wù)器，只是數(shù)量較少。 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心需要占地面積來(lái)存儲(chǔ)物理設(shè)備。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算數(shù)據(jù)中心都有需要溫濕度管理的物理服務(wù)器。

　　云計(jì)算數(shù)據(jù)中心與物理數(shù)據(jù)中心有許多相同的環(huán)境影響，例如水消耗、土地使用和溫室氣體排放。 然而，云數(shù)據(jù)中心和物理數(shù)據(jù)中心最關(guān)心的問(wèn)題是它們的電力使用。

　　根據(jù)國(guó)際能源署 (IEA) 的數(shù)據(jù)，到 2026 年，全球數(shù)據(jù)中心的總電力消耗可能會(huì)超過(guò) 1,000 太瓦時(shí) (TWh)。這將比 2022 年約 460 太瓦時(shí)的消耗量大幅增加。 IEA 指出人工智能是這一潛在增長(zhǎng)背后的主要驅(qū)動(dòng)力之一。

　　這是令人擔(dān)憂的問(wèn)題，因?yàn)槟茉葱袠I(yè)是當(dāng)今全球溫室氣體排放的主要來(lái)源。 例如，截至 2022 年，美國(guó)風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的發(fā)電量占總發(fā)電量的 21.5%。 與此同時(shí)，根據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署的數(shù)據(jù)，超過(guò) 50% 的電力來(lái)自天然氣和煤炭等化石燃料。

　　能源部門必須擺脫化石燃料。 跨多個(gè)行業(yè)過(guò)渡使用可再生資源的一種方法是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心改變其能源消耗方式，例如太陽(yáng)能或風(fēng)能的使用。

　　云計(jì)算比物理數(shù)據(jù)中心更環(huán)保嗎?

　　由于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，很難將其與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一對(duì)一的比較。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通常比云計(jì)算數(shù)據(jù)中心更小、更分散。 一個(gè)小型的、經(jīng)過(guò)良好優(yōu)化的物理數(shù)據(jù)中心可能在某種程度上更加節(jié)能，但這實(shí)際上取決于規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

　　云計(jì)算數(shù)據(jù)中心能夠啟動(dòng)服務(wù)器虛擬實(shí)例，使其能夠?qū)⒏�多工作�?fù)載整合到一個(gè)共享基礎(chǔ)設(shè)施上。 因此，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心可以使用單個(gè)物理服務(wù)器比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心做更多的事情。 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建許多虛擬和云環(huán)境，并對(duì)它們進(jìn)行分區(qū)，以將客戶端數(shù)據(jù)分離在一臺(tái)服務(wù)器上。 這使他們能夠更有效、更靈活地配置資源。

　　需要多個(gè)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心來(lái)支持單個(gè)大規(guī)模云計(jì)算數(shù)據(jù)中心可以支持的相同計(jì)算工作負(fù)載。 從能源的角度來(lái)看，最好將物理數(shù)據(jù)中心整合為一個(gè)可以處理更大計(jì)算工作負(fù)載的主云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。

　　隨著人工智能工作負(fù)載需求的不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心必須支持的計(jì)算能力將達(dá)到新的高度。 大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的能源消耗和資源對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要。 相比之下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心可能難以在較小規(guī)模上維持產(chǎn)出和排放之間的平衡。

　　潛在的替代能源和更可持續(xù)的戰(zhàn)略

　　云計(jì)算和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心都必須尋求更具可持續(xù)性的方法，因?yàn)檎�合�?jì)算工作負(fù)載只是戰(zhàn)斗的一部分。 如果服務(wù)器設(shè)備和電力使用的維護(hù)和優(yōu)化做得不好，潛在的能源優(yōu)勢(shì)就會(huì)被抵消。

　　以下是所有數(shù)據(jù)中心應(yīng)考慮實(shí)施的一些策略，以提高可持續(xù)性：

　　• 向可再生能源過(guò)渡。 但一定有需求。 數(shù)據(jù)中心可以通過(guò)在可能的情況下改用太陽(yáng)能、風(fēng)能或水力發(fā)電來(lái)推動(dòng)這一需求，從而擺脫化石燃料發(fā)電。

　　• 投資節(jié)能設(shè)備。

　　• 可持續(xù)地管理用水。 數(shù)據(jù)中心使用大量的水來(lái)冷卻 IT 設(shè)備并控制濕度水平。 然而，有一些方法可以重復(fù)利用數(shù)據(jù)中心的水并更好地節(jié)約用水。

　　• 重復(fù)利用熱量。 許多數(shù)據(jù)中心將服務(wù)器產(chǎn)生的熱空氣重新排放到大氣中。 例如，數(shù)據(jù)中心可以通過(guò)與區(qū)域供熱系統(tǒng)或當(dāng)?shù)販厥疫B接來(lái)重復(fù)利用這些熱量。

　　• 采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 電子垃圾是數(shù)據(jù)中心的另一個(gè)環(huán)境影響。 為了消除不可再生材料的浪費(fèi)，請(qǐng)將循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐納入數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品周期。

　　• 使用可持續(xù)材料建造。 新的或擴(kuò)建的數(shù)據(jù)中心應(yīng)使用碳含量較少的材料建造。

　　那么，云計(jì)算真的更環(huán)保嗎? 就規(guī)模而言，有潛力。 顯然，在日益全球化、數(shù)字化、遠(yuǎn)程化的世界中，更高效的大規(guī)模云計(jì)算將在實(shí)現(xiàn)短期和長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。

　　作者：Jacob Roundy