效率的顯著提高意味著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的電源需求在計算負荷躍升550%的時間內(nèi)僅增長了6%。這項由美國西北大學、勞倫斯伯克利國家實驗室和KoomeyAnalytics進行的研究已于2月28日發(fā)表在《科學》雜志上。
研究人員使用來自各種來源的數(shù)據(jù)來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心能耗的景觀，其中包括有關(guān)數(shù)據(jù)中心設備庫存、效率趨勢和市場結(jié)構(gòu)的信息。由此生成的模型可以詳細分析數(shù)據(jù)中心設備(例如服務器、存儲設備和冷卻系統(tǒng))，數(shù)據(jù)中心的類型(包括超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云計算)以及按全球各區(qū)域使用的能源。
研究人員說，能源效率的提高超過了其他主要行業(yè)，這意味著數(shù)據(jù)中心被認為占全球能源使用量的1%。
這項研究批評了“經(jīng)常被引用但過于簡單的分析”，聲稱過去十年來全球數(shù)據(jù)中心的能源使用量增加了一倍，并且在未來十年內(nèi)其能源使用量將增加三倍甚至四倍。研究指出：“但是，基于近期的服務需求增長指標進行的這種推斷忽視了同時出現(xiàn)的強大的抵消性能源效率趨勢。”
這篇研究報告論文估計，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)中心的工作負載和計算實例增加了六倍，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)中心的存儲容量估計增加了25倍。
展望未來，研究人員注意到預測未來的困難，但表示，服務器虛擬化水平提高、向低功耗存儲設備轉(zhuǎn)移、結(jié)構(gòu)從小型向小型轉(zhuǎn)變等方面的改進，從低效的數(shù)據(jù)中心到超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心設施，都應確保具有足夠的能效資源來運營未來再增加一倍的數(shù)據(jù)中心計算實例，而與此同時，全球數(shù)據(jù)中心能源消耗的增加可忽略不計。”
還有工作要做
盡管有這一積極消息，但研究負責人EricMasanet警告稱：“雖然數(shù)據(jù)中心取得的歷史性效率進步是顯著的，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憂。我們認為還有足夠的剩余效率潛力可以維持數(shù)年。但不斷增長的數(shù)據(jù)需求意味著，包括決策者、數(shù)據(jù)中心運營商、設備制造商和數(shù)據(jù)消費者的所有人都必須加緊努力，避免本世紀晚些時候能源使用量可能大幅上升。”
美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)科學家之一，研究報告的合著者ArmanShehabi補充說：“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)，我們確實需要對其進行嚴格的分析。較少的詳細分析預測了數(shù)據(jù)中心能源使用的快速增長，但并沒有完全考慮到行業(yè)在效率方面的歷史進步。當我們把缺失的部分包括在內(nèi)時，我們的數(shù)字生活方式就會出現(xiàn)不同的景象。”
對外開放
Shehabi表示，過提高行業(yè)透明度，可以進一步改進此類研究，并敦促數(shù)據(jù)中心運營商聯(lián)系該報的研究人員，以保密方式分享有關(guān)其設施的詳細信息。這個行業(yè)的每個人都可以更加開放，但特別難以獲得的數(shù)據(jù)來自擁有內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的企業(yè)。
KoomeyAnalytics的合著者JonathanKoomey說，“多年來，缺乏數(shù)據(jù)阻礙了我們對全球數(shù)據(jù)中心能源使用趨勢的理解，這種知識鴻溝使業(yè)務和政策規(guī)劃變得異常困難。”
重新校準全球數(shù)據(jù)中心能源使用估算研究中使用的模型和數(shù)據(jù)集將會公開。
研究人員還提出了三項具體的政策建議：
通過加強IT能源標準(例如能源之星)，提供財務激勵措施以及傳播最佳能效實踐，來延長當前能效趨勢的壽命。
增加對下一代計算，存儲和除熱技術(shù)的研發(fā)投資，以減少未來的能源使用，同時鼓勵可再生能源的采購，以同時減少碳排放量。
投資于數(shù)據(jù)收集，建模和監(jiān)控活動，以消除盲點并做出更可靠的數(shù)據(jù)中心能源政策決策
該論文在結(jié)論中警告說：“鑒于數(shù)據(jù)中心在未來能源系統(tǒng)中將發(fā)揮重要作用，歷史上缺乏對其能源使用的知識，矛盾的調(diào)查結(jié)果給政策制定者帶來的混雜信號是不可接受的。全球數(shù)據(jù)中心的能源使用正進入一個關(guān)鍵的過渡階段;為了確保低碳和節(jié)能的未來，我們不能再等10年，等待下一個可靠的自下而上的估計。”
