數(shù)據(jù)中心充滿了計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，是收集、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的中心。隨著信息世界越來(lái)越依賴(lài)數(shù)據(jù)密集型技術(shù)，數(shù)據(jù)中心的能源使用也日益受到關(guān)注。

如果全世界正在使用越來(lái)越多的數(shù)據(jù)，那么它肯定會(huì)越來(lái)越消耗能源，云主機(jī)租用，但一項(xiàng)迄今為止最全面的分析顯示，事實(shí)并非如此。

今天凌晨，Science雜志發(fā)表了美國(guó)西北大學(xué)和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）的最新研究成果，為了能夠較為科學(xué)準(zhǔn)確地探究數(shù)據(jù)中心能源使用情況，研究人員開(kāi)發(fā)了迄今為止最詳細(xì)的全球數(shù)據(jù)中心能源使用模型。

通過(guò)該模型研究人員發(fā)現(xiàn)，過(guò)去十年全球數(shù)據(jù)中心的能耗使用比人們想象中的要少很多，盡管對(duì)數(shù)據(jù)的需求在迅速增加，但在過(guò)去十年中數(shù)據(jù)中心的大量能效提升使能源使用保持了大致平穩(wěn)的水平。

同時(shí)，研究人員也表示，研究結(jié)果并不意味著IT行業(yè)和政策制定者可以高枕無(wú)憂，該團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)該模型的發(fā)布，來(lái)激發(fā)大家對(duì)數(shù)據(jù)中心能源消耗問(wèn)題的更多研究。研究人員還基于他們的研究成果，提出了三種特定類(lèi)型政策建議，以幫助減少未來(lái)數(shù)據(jù)中心能源使用的增長(zhǎng)。

永無(wú)止境的數(shù)據(jù)中心能耗

數(shù)據(jù)中心的核心功能在于實(shí)現(xiàn)信息集中存儲(chǔ)、傳輸、交換。它的基本單位是服務(wù)器，若干服務(wù)器又組成一個(gè)機(jī)架，需求不同，數(shù)據(jù)中心的機(jī)架數(shù)量各異。與傳統(tǒng)能耗單元不同，數(shù)據(jù)中心24小時(shí)「連軸轉(zhuǎn)」，晝夜不停地運(yùn)行。

由于其強(qiáng)大算力，數(shù)據(jù)中心已成為現(xiàn)代計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)不可或缺的一部分，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始向數(shù)據(jù)中心尋求托管服務(wù)和云計(jì)算解決方案。

與水泥、冶金等傳統(tǒng)高耗能行業(yè)逐步進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期、能耗難以再現(xiàn)飛躍形成鮮明對(duì)比的是，數(shù)據(jù)中心作為新興產(chǎn)業(yè)，其用電量隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)容而加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)非常明顯，預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心的數(shù)量將在未來(lái)兩到五年內(nèi)顯著增長(zhǎng)。

隨著如此多新數(shù)據(jù)中心的面世，雖然在可持續(xù)能源解決方案方面有了創(chuàng)新性的發(fā)展，但現(xiàn)有情況是無(wú)論小型還是大型數(shù)據(jù)中心都消耗了大量電力，有必要考慮數(shù)據(jù)中心能耗的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。

調(diào)查顯示，僅2017年美國(guó)的數(shù)據(jù)中心就消耗了超過(guò)900億千瓦時(shí)的電量，需要34家大型燃煤電廠發(fā)電，才能滿足美國(guó)這些數(shù)據(jù)中心的電力需求。

在全球范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)中心的功耗總計(jì)約416太瓦，約占地球發(fā)電總量的3％。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，全球數(shù)據(jù)中心的能耗比英國(guó)這個(gè)擁有6500萬(wàn)人口的工業(yè)化國(guó)家的能耗高40％。

數(shù)據(jù)中心目前已經(jīng)消耗了大量的能源，并且隨著每年建造更多設(shè)施，這種情況只會(huì)在未來(lái)繼續(xù)增加。由于全球80％的能源仍由化石燃料產(chǎn)生，因此不斷增長(zhǎng)的電力需求可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。

降耗手段極為有限

在數(shù)據(jù)中心能耗不斷增加的背景上，中國(guó)近年來(lái)專(zhuān)門(mén)推出了一項(xiàng)衡量數(shù)據(jù)中心能效水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)——電能使用效率值（PUE）。該指標(biāo)由數(shù)據(jù)中心設(shè)備總能耗除以信息設(shè)備能耗得出，基準(zhǔn)值為2，數(shù)值越接近1，意味著能源利用效率越高。

2019年2月，工信部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求到2022年，「數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE達(dá)到1.4以下」。

但對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的改造并非易事。對(duì)數(shù)據(jù)中心而言，信息設(shè)備能耗屬于無(wú)法壓減的能耗，因?yàn)樵缭谫?gòu)買(mǎi)服務(wù)器時(shí)就已確定基礎(chǔ)能耗，只有通過(guò)更先進(jìn)的制造工藝才能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。現(xiàn)有措施更適用于冷卻等輔助環(huán)節(jié)的降耗，核心設(shè)備的降耗手段極為有限。

也正由于現(xiàn)有措施未能觸及核心問(wèn)題，節(jié)能降耗的實(shí)際效果相當(dāng)有限。根據(jù)《中國(guó)能源報(bào)》的相關(guān)報(bào)道，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)信息通信專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員曲海峰認(rèn)為：「數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)周期動(dòng)輒8—10年，能耗管理不是一朝一夕的事?！?/p>

而目前，對(duì)于能耗的事前評(píng)估、事中監(jiān)測(cè)及事后審計(jì)，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的主管部門(mén)負(fù)責(zé)，審核機(jī)制也是一片空白；哪怕是「最懂能耗」的能源行業(yè)，目前也未真正參與進(jìn)來(lái)，對(duì)數(shù)據(jù)中心特性、運(yùn)營(yíng)并不夠了解，「更多還只是站在行業(yè)外看問(wèn)題」。

因此建立相應(yīng)的模型研究能耗問(wèn)題變得尤為重要。詳細(xì)并全面的模型提供有關(guān)數(shù)據(jù)中心能源使用及其驅(qū)動(dòng)因素的更細(xì)致入微的視圖，能夠使研究人員提出戰(zhàn)略性政策建議，以便將來(lái)更好地管理能源使用。

數(shù)據(jù)中心能耗的未來(lái)

倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家ArmanShehabi表示：「考慮到數(shù)據(jù)中心是快速發(fā)展的能源密集型行業(yè)，我們確實(shí)需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的分析。較為不詳細(xì)的分析預(yù)測(cè)了數(shù)據(jù)中心能源使用的快速增長(zhǎng)，但是沒(méi)有充分考慮行業(yè)所取得的歷史效率進(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?！?/p>