不止是清洁能源:数据中心的挑战需用科技来应对

更新时间2022-05-30 点击数4369

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过去,大多数企业都在办公楼内设有机房空间,以容纳企业内网服务器设备。对大部分情况来说,设立独立空间的做法是一把双刃剑。随着企业网络需求的增长,服务器数量与其设备产生的热量也随之增长。为抵消这些热量,企业采用冷却系统,反而又导致能源消耗和成本的增加。

如今,许多企业将内部服务器机房更换为云服务,这些服务通常由亚马逊、谷歌或微软等大型科技公司提供。从理论上讲,这种转变给科技巨头企业带来了能源挑战,他们纷纷表明不仅会在服务产品上竞争,还会以更具可持续性和更具创造性的方式提供服务

微软在去年因一项为期多年的节能实验获得众多关注。该实验将一个集装箱大小的数据中心沉入苏格兰海岸附近的水域中,并在随后两年内跟踪其性能。企业得出的结论是,这一概念不仅可行,而且“在物流、环境和经济上都切实有用”。

全球科技领先者,尤其是那些使用大量数据的应用程序和平台,正做出雄心勃勃的脱碳承诺。例如,谷歌已计划在2030年之前,使用清洁能源为其所有办公室和数据中心全天候供电。在谷歌数据中心去年的总能耗中的67%来自可再生能源,其中部分数据中心的清洁能源供能率更高达90%。

百度云计算(阳泉)中心是中国第一个应用太阳能、宽电压、直连技术的数据中心。其年发电量约12万度,并可减少约110吨二氧化碳排放量,开创了数据中心绿色节能的新纪元。

在欧洲,谷歌和亚马逊网络服务(AWS,Amazon Web Services)是《欧洲气候中立数据中心公约》的较初签署者之一,公约旨在于2030年前,在整个欧洲大陆建立气候中立数据中心。

到目前为止,各种努力似乎已经产生了影响。到 2020年,向大型云端和超大规模数据中心的数据迁移使全球IT碳足迹减少了38%。与此同时,在 2010 年至 2018 年间,数据中心的产出增长了 6 倍,但其总能耗仅增加了 6%

图1:科技类企业是绿色能源的较大企业买家

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然而,对数据的需求在持续急剧增长。随着企业的IT 转型,通过各自所具备的云服务(包括社交媒体)实现了以消费者为中心的数据飞跃。据《金融时报》今年年初报道,亚马逊、谷歌、微软、Facebook 和苹果的每年总用电量已超 45太瓦时,相当于新西兰的年总用电量。

现在,各种规模的公司越来越热衷于采用人工智能(AI, Artificial Intelligence)和机器学习(ML,Machine Learning)应用程序,催生了更多的网络数据处理量。针对 AI和 ML 应用增长的预测表明,数据中心的需求增长较终可能在速度上超过效率方面的任何增长。

科技企业庞大的数据中心,使得他们成为清洁能源的较大企业买家之一,但这还不够。从环保主义者到政治家,再到自家员工,该行业正面临越来越大的压力,亦需要在“走向绿色”方面做得更好。

图2:社会价值——将全球数据中心的 HDD 更换为 SSD 时

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SK 海力士首席执行官李锡熙在 2021 年 3 月的主题演讲中,呼吁半导体行业要加快解决气候问题的革新。例如,若数据中心将目前基于硬盘驱动器(HDD,Hard Disk Drive)的数据存储系统替换为基于低功耗 PLC/QLC 的动态驱动器(SSD,Solid State Driver),则温室气体排放量将减少约 4100 万吨。

半导体行业必须让目光超越当今的需求,开发可以在未来扩展和利用的技术,以满足未知的未来需求。SK 海力士已在开发用于高速处理的高带宽存储器(HBM,High-Bandwidth Memory)和用于消耗更少功率的超低功耗存储器(ULM,Ultra-low Power Memory)等专注于单一特性的半导体技术。公司还宣布,到 2050 年,将用可再生能源取代半导体制造过程中所需的所有电力。

除此之外,从学界到制造业还必须致力于产业间的协作和合作,以应对数据驱动型世界的成长及其对环境的影响。SK海力士与SK集团的其他子公司一起,加入了世界企业可再生能源RE100行动。

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