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云计算“偷吃”巨大能源

木马童年 2019-4-29 14:35 70 0

国家能源局原局长张国宝日前首次公开表示,当前非常流行的模式属高能耗项目。不难想象,在由电脑搜索引擎开启的“云”时代,“云”代表着速度以及海量的数据和信息。这体积快速膨胀着的“云”每天都在吞吐着巨大的能 ...

国家能源局原局长张国宝日前首次公开表示,当前非常流行的模式属高能耗项目。不难想象,在由电脑搜索引擎开启的“云”时代,“云”代表着速度以及海量的数据和信息。这体积快速膨胀着的“云”每天都在吞吐着巨大的能量。那么这能量从何而来?或许一位老地质专家无意间的一句话回答了这个问题,他这样说:“世间万物,包括天上的云,都要承接地气,否则就变成死云。”

“云”离不开电

日前,记者从有关部门获悉,腾讯正在重庆两江新区打造云计算中心,该中心的服务器未来将达到30万台,规模将超过其在天津的云计算中心。以此为里程碑,未来重庆将打造“云特区”。欧美国家外包给亚洲地区的1000万台服务器中的200万-300万台将安放到重庆。另据报道,泉州也在倾力打造海西云计算产业园。

相关报道显示,截至2011年12月,由科技部批准的、已建成或正在建设的云计算中心,计有深圳、长沙、天津、济南。而之前于2000年建成的上海超级计算中心也已开始部署曙光超级计算机。

可见,“云”已在神州大地落户安家。微软大中华区技术执行官张湘辉如此比喻云计算在百姓生活中的应用:“未来普通百姓使用云计算服务,就像在家使用自来水那样方便:只要拧开云计算的‘水龙头’,需要哪些云计算服务,即可根据各自需求选择,且只需为使用的那一部分付费。”

没有人敢小觑这些“云”。和天上的云不同,“云计算”对于能量的吞吐和消耗每天都达到惊人的程度:仍以重庆在建的云特区为例,假设未来欧美外包的服务器将达到300万台,按业界通常的估算标准,每台服务器的功率大致为400W(含散热所需消耗的电力功耗)为计算基础,也就是说每台云计算服务器每小时的耗电为0.4度(千瓦时)计算,每天24小时运行,全天耗电量为9.6度,300万台云计算服务器的耗电量为2880万度,其全年耗电将超过100亿度电。

可见,云计算所消耗的能量,完全来自煤电、水电、风电、太阳能发电等等。我们可以理解的是,以上那位老地质专家所说的“地气”,所指的就是这些地球母亲所赐予的能源。

中国云计算专家委员会委员刘鹏给记者算了一笔账,“单从能源方面来看,我们做过一个统计,一台云计算服务器一年大概消耗5000元的电费,如果建设一个100万台机器的云计算中心,光是电费就要50亿元,这在能源紧张的中国是一个很大的问题。”[page] 国家能源局原局长张国宝日前表示,他掌握的中国联通数据中心的能耗数据显示,该中心每年耗电99亿千瓦时。以中国目前标准煤的效能看,需要消耗92万吨标准煤才能提供足够的电力供中国联通数据中心的能耗需求。与中国联通对应,中国电信数据中心年耗电112亿千瓦时,总计年需消耗102.95万吨标准煤。

据英国布里斯托尔大学科学家计算,现在的主要表现为云媒体服务,每人每天云计算需求3200兆字节(MB),每兆字节耗电4瓦特小时,全球云计算每天耗电11750亿瓦特,相当于100个北京市。

“云”在吃碳

当人们坐在宽敞明亮的写字楼里,享受着搜索引擎所带来的低碳办公时,也许不曾想到,现代化办公环境的低碳排放,实际上是以更多的煤炭燃烧消耗为代价的。根据张国宝的统计,2011年中国电量结构中,火力发电比例仍达到83%,总共燃烧98亿吨标准煤。可见,云计算所耗电量的绝大部分依然是由传统的煤燃烧所产生的火电供应。

我们仍以谷歌为例,看看整个过程需要消耗多少能量。据美国IT业研究公司Gart-ner估计,谷歌数据中心拥有近100万台服务器,每台服务器每小时消耗大约1000瓦的电量。也就是说,谷歌的搜索引擎每小时消耗100万千瓦的电量。这个搜索引擎每小时产生近1000万个搜索结果,每次搜索消耗的能量可以让一只100瓦的灯泡工作一小时。

这样的结果,相信很多人都没有听说过。以美国为例,美国人平均每天进行1.5次搜索。据美国国家环境保护局估计,数据中心在美国能源消耗量中的比重占到了1.5%。如果美国人平均每天进行数百次搜索,这个比例将发生怎样的变化?如果全球60亿人都使用搜索服务,又将消耗多少能源?

云计算将成为信息架构的未来,但要实现这个目标却是以大量碳排放为代价的,未来等待我们的,可能是一块巨大的“二氧化碳云”。未来要真正实现低碳的云计算办公,任重道远。绿色和平组织甚至指责微软、雅虎、Google和苹果等,认为这些IT巨头严重依赖煤动力,是气候变暖的幕后黑手。

“云”期待健康新能源

随着新能源大量运用到发电当中去,低碳云计算并非遥远不可及。也就是说,在今后二三十年,地气的改善将直接关系到云计算的健康和可持续发展。微软环境可持续部门高级主管Francois Ajenstat就绿色和平组织的报告发表了公开回应:数据中心和云计算服务可以帮助人们减少对环境的影响。例如,统一通信技术可以减少大家的出行,家庭能源管理服务的使用可以帮助用户减少资源消耗,比如微软Hohm。微软在通过行动最大限度地实现节能,通过创新支持环境可持续发展。我们在昆西和华盛顿等地的数据中心为了减少二氧化碳排放量而使用了水电作为主要能源。在都柏林和爱尔兰,我们使用外部自然冷空气来调节数据中心的温度,这项措施的节能达50%。

在我国,南方电网公司原副总经理周继太日前表示,将逐步缩小火电的比重,2020年,火电装机将从当前的64.8%降至44.7%。此外,中国工程院副院长杜祥琬也表示,煤炭在总能源当中的比重应该逐步下降。“煤炭目前是我国压倒性主导能源,贡献很大,但是比较粗放、低效、污染、欠安全,如果做得好,到2050年现在70%的比重有可能压到40%以下,煤炭年消耗的绝对量近一二十年仍然会有所增加。大约在2030年达到峰值,以后总能源的增值量将由清洁能源补充。”

另外,在目前煤电仍占据主导位置的情况下,对于富余电力的有效利用既能提高煤电的使用效率,为云计算提供了可靠的电力保证,也能有效降低煤的消耗。以内蒙古自治区为例,每年有将近6个月的霜冻期,而且有1300多万千瓦的‘窝电’被浪费。中心“就地取电”,让内蒙古的富余电力找到了一个最佳的出路,实现了最优质高效的利用,同时也省去了长距离输电而带来的电能损耗,是典型的共赢之举,为国家节约了大量的电力资源。记者算了一笔账,这样的一个数据中心,一年需求的电量约为30亿千瓦时,而根据媒体报道的数据,内蒙古“窝电”量大约是700亿千瓦时,如果再加上中国移动等其他几个公司投资的数据中心,则可以解决20%以上的“窝电”。

在不久的将来,多智时代一定会彻底走入我们的生活,有兴趣入行未来前沿产业的朋友,可以收藏多智时代,及时获取人工智能、大数据、云计算和物联网的前沿资讯和基础知识,让我们一起携手,引领人工智能的未来!

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