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大型数据中心提高效率可以避免能耗激增

发布人:中嘉和信 发布时间:2020.03.16 来源:datacenter dynamics

研究人员发现,尽管全球数据中心在2010年至2018年期间的计算负荷大幅增加,但实际能源使用量仅略有增加。

效率的显著提高意味着数据中心行业的电源需求在计算负荷跃升550%的时间内仅增长了6%。这项由美国西北大学、劳伦斯伯克利国家实验室和Koomey Analytics进行的研究已于2月28日发表在《科学》杂志上。

研究人员使用来自各种来源的数据来构建数据中心能耗的景观,其中包括有关数据中心设备库存、效率趋势和市场结构的信息。由此生成的模型可以详细分析数据中心设备(例如服务器、存储设备和冷却系统),数据中心的类型(包括超大规模数据中心和云计算)以及按全球各区域使用的能源。

研究人员说,能源效率的提高超过了其他主要行业,这意味着数据中心被认为占全球能源使用量的1%。

这项研究批评了“经常被引用但过于简单的分析”,声称过去十年来全球数据中心的能源使用量增加了一倍,并且在未来十年内其能源使用量将增加三倍甚至四倍。研究指出:“但是,基于近期的服务需求增长指标进行的这种推断忽视了同时出现的强大的抵消性能源效率趋势。”

这篇研究报告论文估计,2005年全球数据中心的能源使用量为153TWh,到2010年为194TWh,2018年为203TWh。

但是在2010年至2018年之间,全球数据中心的工作负载和计算实例增加了六倍,数据中心的全球互联网协议(IP)流量增加了十倍以上,数据中心的存储容量估计增加了25倍。

展望未来,研究人员注意到预测未来的困难,但表示,服务器虚拟化水平提高、向低功耗存储设备转移、结构从小型向小型转变等方面的改进,从低效的数据中心到超大规模的数据中心设施,都应确保具有足够的能效资源来运营未来再增加一倍的数据中心计算实例,而与此同时,全球数据中心能源消耗的增加可忽略不计。”

还有工作要做

尽管有这一积极消息,但研究负责人Eric Masanet警告称:“虽然数据中心取得的历史性效率进步是显著的,但我们的研究结果并不意味着IT行业和决策者可以高枕无忧。我们认为还有足够的剩余效率潜力可以维持数年。但不断增长的数据需求意味着,包括决策者、数据中心运营商、设备制造商和数据消费者的所有人都必须加紧努力,避免本世纪晚些时候能源使用量可能大幅上升。”

美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)科学家之一,研究报告的合著者ArmanShehabi补充说:“考虑到数据中心是快速发展的行业中的能源密集型企业,我们确实需要对其进行严格的分析。较少的详细分析预测了数据中心能源使用的快速增长,但并没有完全考虑到行业在效率方面的历史进步。当我们把缺失的部分包括在内时,我们的数字生活方式就会出现不同的景象。”

对外开放

Shehabi表示,过提高行业透明度,可以进一步改进此类研究,并敦促数据中心运营商联系该报的研究人员,以保密方式分享有关其设施的详细信息。这个行业的每个人都可以更加开放,但特别难以获得的数据来自拥有内部数据中心的企业。

Koomey Analytics的合著者Jonathan Koomey说,“多年来,缺乏数据阻碍了我们对全球数据中心能源使用趋势的理解,这种知识鸿沟使业务和政策规划变得异常困难。”

重新校准全球数据中心能源使用估算研究中使用的模型和数据集将会公开。

研究人员还提出了三项具体的政策建议:

· 通过加强IT能源标准(例如能源之星),提供财务激励措施以及传播最佳能效实践,来延长当前能效趋势的寿命。

· 增加对下一代计算,存储和除热技术的研发投资,以减少未来的能源使用,同时鼓励可再生能源的采购,以同时减少碳排放量。

· 投资于数据收集,建模和监控活动,以消除盲点并做出更可靠的数据中心能源政策决策

该论文在结论中警告说:“鉴于数据中心在未来能源系统中将发挥重要作用,历史上缺乏对其能源使用的知识,矛盾的调查结果给政策制定者带来的混杂信号是不可接受的。全球数据中心的能源使用正进入一个关键的过渡阶段;为了确保低碳和节能的未来,我们不能再等10年,等待下一个可靠的自下而上的估计。”

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