效率的顯著提高意味著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的電源需求在計(jì)算負(fù)荷躍升550%的時(shí)間內(nèi)僅增長(zhǎng)了6%。這項(xiàng)由美國(guó)西北大學(xué)、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和KoomeyAnalytics進(jìn)行的研究已于2月28日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
研究人員使用來(lái)自各種來(lái)源的數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心能耗的景觀，其中包括有關(guān)數(shù)據(jù)中心設(shè)備庫(kù)存、效率趨勢(shì)和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的信息。由此生成的模型可以詳細(xì)分析數(shù)據(jù)中心設(shè)備(例如服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和冷卻系統(tǒng))，數(shù)據(jù)中心的類型(包括超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算)以及按全球各區(qū)域使用的能源。
研究人員說(shuō)，能源效率的提高超過(guò)了其他主要行業(yè)，這意味著數(shù)據(jù)中心被認(rèn)為占全球能源使用量的1%。
這項(xiàng)研究批評(píng)了“經(jīng)常被引用但過(guò)于簡(jiǎn)單的分析”，聲稱過(guò)去十年來(lái)全球數(shù)據(jù)中心的能源使用量增加了一倍，并且在未來(lái)十年內(nèi)其能源使用量將增加三倍甚至四倍。研究指出：“但是，基于近期的服務(wù)需求增長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行的這種推斷忽視了同時(shí)出現(xiàn)的強(qiáng)大的抵消性能源效率趨勢(shì)。”
這篇研究報(bào)告論文估計(jì)，2005年全球數(shù)據(jù)中心的能源使用量為153TWh，到2010年為194TWh，2018年為203TWh。
但是在2010年至2018年之間，全球數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載和計(jì)算實(shí)例增加了六倍，數(shù)據(jù)中心的全球互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)流量增加了十倍以上，數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)容量估計(jì)增加了25倍。
展望未來(lái)，研究人員注意到預(yù)測(cè)未來(lái)的困難，但表示，服務(wù)器虛擬化水平提高、向低功耗存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移、結(jié)構(gòu)從小型向小型轉(zhuǎn)變等方面的改進(jìn)，從低效的數(shù)據(jù)中心到超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心設(shè)施，都應(yīng)確保具有足夠的能效資源來(lái)運(yùn)營(yíng)未來(lái)再增加一倍的數(shù)據(jù)中心計(jì)算實(shí)例，而與此同時(shí)，全球數(shù)據(jù)中心能源消耗的增加可忽略不計(jì)。”
還有工作要做
盡管有這一積極消息，但研究負(fù)責(zé)人EricMasanet警告稱：“雖然數(shù)據(jù)中心取得的歷史性效率進(jìn)步是顯著的，但我們的研究結(jié)果并不意味著IT行業(yè)和決策者可以高枕無(wú)憂。我們認(rèn)為還有足夠的剩余效率潛力可以維持?jǐn)?shù)年。但不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求意味著，包括決策者、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和數(shù)據(jù)消費(fèi)者的所有人都必須加緊努力，避免本世紀(jì)晚些時(shí)候能源使用量可能大幅上升。”
美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)科學(xué)家之一，研究報(bào)告的合著者ArmanShehabi補(bǔ)充說(shuō)：“考慮到數(shù)據(jù)中心是快速發(fā)展的行業(yè)中的能源密集型企業(yè)，我們確實(shí)需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的分析。較少的詳細(xì)分析預(yù)測(cè)了數(shù)據(jù)中心能源使用的快速增長(zhǎng)，但并沒(méi)有完全考慮到行業(yè)在效率方面的歷史進(jìn)步。當(dāng)我們把缺失的部分包括在內(nèi)時(shí)，我們的數(shù)字生活方式就會(huì)出現(xiàn)不同的景象。”
對(duì)外開(kāi)放
Shehabi表示，過(guò)提高行業(yè)透明度，可以進(jìn)一步改進(jìn)此類研究，并敦促數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商聯(lián)系該報(bào)的研究人員，以保密方式分享有關(guān)其設(shè)施的詳細(xì)信息。這個(gè)行業(yè)的每個(gè)人都可以更加開(kāi)放，但特別難以獲得的數(shù)據(jù)來(lái)自擁有內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的企業(yè)。
KoomeyAnalytics的合著者JonathanKoomey說(shuō)，“多年來(lái)，缺乏數(shù)據(jù)阻礙了我們對(duì)全球數(shù)據(jù)中心能源使用趨勢(shì)的理解，這種知識(shí)鴻溝使業(yè)務(wù)和政策規(guī)劃變得異常困難。”
重新校準(zhǔn)全球數(shù)據(jù)中心能源使用估算研究中使用的模型和數(shù)據(jù)集將會(huì)公開(kāi)。
研究人員還提出了三項(xiàng)具體的政策建議：
通過(guò)加強(qiáng)IT能源標(biāo)準(zhǔn)(例如能源之星)，提供財(cái)務(wù)激勵(lì)措施以及傳播最佳能效實(shí)踐，來(lái)延長(zhǎng)當(dāng)前能效趨勢(shì)的壽命。
增加對(duì)下一代計(jì)算，存儲(chǔ)和除熱技術(shù)的研發(fā)投資，以減少未來(lái)的能源使用，同時(shí)鼓勵(lì)可再生能源的采購(gòu)，以同時(shí)減少碳排放量。
投資于數(shù)據(jù)收集，建模和監(jiān)控活動(dòng)，以消除盲點(diǎn)并做出更可靠的數(shù)據(jù)中心能源政策決策
該論文在結(jié)論中警告說(shuō)：“鑒于數(shù)據(jù)中心在未來(lái)能源系統(tǒng)中將發(fā)揮重要作用，歷史上缺乏對(duì)其能源使用的知識(shí)，矛盾的調(diào)查結(jié)果給政策制定者帶來(lái)的混雜信號(hào)是不可接受的。全球數(shù)據(jù)中心的能源使用正進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵的過(guò)渡階段;為了確保低碳和節(jié)能的未來(lái)，我們不能再等10年，等待下一個(gè)可靠的自下而上的估計(jì)。”
