淺談各地降低能耗技術 關注可持續發展

根據資料中心行業業界預測顯示，從電力使用的角度來看，資料中心與航空市場一樣，每年都在消耗3-5%的世界能源。

随着線上服務和基于雲的基礎設施和應用的需求持續增長，托管資料中心(idc)業績上升，能源消耗也會随之增長。

資料中心持續增長的能耗使用情況并沒有被監管機構和環保遊說者忽視，監管機構正在積極通過一些舉措，在促使營運商重新思考如何建立低能耗的資料中心，提升運維管理效率，重點關注可持續發展。

這促使一些組織采用尖端技術，如人工智能(來解決)有助于增加能源使用的領域)，或者将資料中心建在水下。

在本文中，我們将仔細觀察資料中心部門如何采取節能措施降低能耗。

使用人工智能可以降低人員勞動力成本

人造智能(ai)削減資料中心能耗的潛力是行業日益增長的一個領域，營運商正在尋求新的方法來降低營運成本，同時提高資料中心設施性能。

google是目前研發ai技術巨頭之一，在過去兩年中，google将機器學習、ai技術的研發成果用于超大規模資料中心。

今年早些時候，google釋出了關于如何利用其deep mind部門的ai專業知識的細節，進而為此建立機器學習系統，可以幫助優化其資料中心的冷卻系統，降低能耗。

(備注：deepmind，是由人工智能程式師兼神經科學家戴密斯·哈薩比斯(demis hassabis)等人聯合創立，是前沿的人工智能企業，其将機器學習和系統神經科學的最先進技術結合起來，建立強大的通用學習算法。)

該系統包括一系列“訓練有素”的神經網絡，利用網際網路巨頭所采用的成千上萬個資料中心傳感器收集的資料，跟蹤資料中心環境内外的變化，并根據收集的資料可以預測一小時後的資料中心内的溫度和壓力。

該公司将該系統部署在資料中心，并聲稱實驗結果顯示，用于冷卻裝置的能耗降低40%，導緻該資料中心pue降低至1.06。(目前為止最低功率使用效率)。

google全球基礎架構總監francois sterin在11月的倫敦datacenter dynamics zettastructure會議上，一直在引用通過使用ai技術降低資料中心能耗40%這件事，并希望可以能夠推廣至其他資料中心。

首先，是什麼在促使組織實驗ai以及機器學習呢?事實上，經過幾年的使用“人機工程學”(human engineering)以後，pue逐漸降低，企業組織逐漸意識到這麼做的好處，于是，開始研發ai，計劃将其應用在資料中心，不過，一開始進展開始緩慢。

(備注：人體工程學(human engineering)，也稱人機工程學、人類工程學、人體工學、人間工學或人類工效學(ergonomics)。工效學ergonomics原出希臘文“ergo”，即“工作、勞動”和“nomos”即“規律、效果”，也即探讨人們勞動、工作效果、效能的規律性。人體工程學是由6門分支學科組成，即：人體測量學、生物力學、勞動生理學、環境生理學、工程心理學、時間與工作研究學。)

通過使用人機工程使pue達到1.1或1.11，但是顯然，使用該技術到達個名額已經是它的極限。如果google沒有使用人工智能(ai)的,pue還能保持在1.06是不現實的。即使如此，ai技術的發展以及在資料中心的應用，對于業内人士來看，可以通過該技術來有效的幫助資料中心，在未來對于降低pue有更大的幫助。

google的工作極大的引發了關于依靠人工智能提高伺服器營運效率的問題。

google目前做的的工作令人難以置信，人們的思想目前隻能走到這裡，然後你需要統計分析來改善程序，他們正在使用一個使用大量資料和統計分析的統計模型對技術進行改進，已經逐漸超越了人類思維無法追随的地步。”

考慮到pue是通過将資料中心的總功耗除以it内部裝置所使用的能量的量來計算的，谷歌在使用ai技術時pue為1.1，建議營運商在解決能耗問題上，使用it裝置，來達到較低的pue。

如果從現在的ups或冷卻角度來看我們在資料中心部署的技術，我們目前處于前沿，能夠達到裝置的效率極限 ，作為行業前沿的裝置商，我們正在盡我們所能提高裝置運作效率，但事實上， it供應商要做的事情遠比我們要做的多的多。

收集資源

早些時候，蘭開斯特大學揭示了自動組合形式的ai軟體的細節，該軟體正在研發中，可用于降低資料中心伺服器的能耗。該系統被稱為rex，它包含一組軟體元件(如記憶體緩存或搜尋和排序算法)，可根據伺服器運作的工作負載類型獨立地重新組裝成最有效的軟體形式。

據該項目的團隊介紹，該軟體極有可能消除人員參與管理資料中心任務的需求。該大學計算機和通信學院的講師巴裡·波特(barry porter)負責該項目。 他說，這是一個很大的問題，希望人類能夠實時監控，管理和調整并發資料中心工作負載的複雜性。

這些ai設施是通過非常複雜的大量硬體和軟體的組合，所有這些裝置彙集在一起工作，并且在一天中受到不同使用者的工作負載影響。對于人類來說，實時處理複雜狀況時不可能的。然而機器可以收集，分析和處理日常資料中心處理任務所産生的資訊。

現在正在考慮如何讓機器每天能夠處理所有使用者請求，資料中心系統如何迅速響應這些請求，分析這些資料，并反過來找出最有效的方法。

許多超大型資料中心提供商，包括亞馬遜，facebook、微軟都正在試驗ai系統。 一方面是是出于考慮到降低能耗的原因，一方面使用人工智能來幫助他們确定資料中心内部複雜的基礎架構内的問題。

鑒于有不少組織将研究和開發(r&d)資源用于這一領域，通過結合其方法，将來可以實作更高的效率。google研發的内容主要集中在如何根據預測的可能使用情況下，在一天的時間内提供正确的散熱量，而facebook真的有興趣使全球五大資料中心在全球範圍内更有效率。

我們需要全面的解決方案，将所有因素(将每個公司考慮的内容都彙集)全部放在一起，并充分利用一切，因為我們絕對應該結合這些事情。”

每個人都在談論大型超大型資料中心正在做什麼，以及使用最新技術建構的所有新資料中心，但是大量的現有營運的資料已經運作超過10到20年的，營運中的資料中心内同時還在運作很多的舊的裝置，采用許多較舊的技術。絕大多數資料中心在降低pue方面還有很長的路要走。

專家建議對于及早采取降低pue措施，比如：確定資料中心的架高地闆孔洞密封好，這是green grid推薦的最佳做法。

不一定是壞事

不能不提的是，由于過早建設的資料中心各個條件不同，不同的資料中心有的pue為2，有的3不，其實未必是壞事。

有些托管資料中心(idc)有可能會空置多年，是以，托管資料中心的pue未來還會有很大的增長。這并不該羞愧，pue高隻意味着資料中心還有很大的改善空間。

如果你所在領域是銀行，保險基金或證券交易所，那麼您的資料中心需要在一年365天不間斷運作，這就需要資料中心您擁有高可靠性系統， “在這種情況下，企業的需求是第一位的，需盡可能提高效率。

斯德哥爾摩為超大型雲計算公司提供可持續的資料中心避風港

瑞典首都斯德哥爾摩已經計劃在kista地區建造可再生能源資料中心樞紐，該中心的廢熱将用于為當地數以千計的住房提供供暖。。

該市與該地區的幾家資料中心基礎設施公司(fortum v.rme，ellevio和stokab)建立合作關系，該公司将作為斯德哥爾摩資料公園開始營運，為資料中心提供電力，冷卻系統，熱回收和光纖帶寬，kista資料中心公園項目預計将于今年開始動工。 該項目建設面積為60,550平方米。

馬上要啟動的整個項目是整個項目(斯德哥爾摩資料公園)三分之一(其中一棟建築)，另外有兩棟建築，總面積達22萬平方米，已計劃在2018年在該市其他地區動工。

在這種情況下，斯德哥爾摩資料中心團隊考慮到項目能如期按時開工，已經獲得動工許可，并在場地周圍做好保護工作。投資斯德哥爾摩的ict負責人torbj.rn bengtsson表示：“我們已經參與各方進行全面的了解，并且幫助那些想要建立資料中心的團隊能夠以一種快速的方式來做到這一點，目前，我們正在推廣的是解決方案是建設一個由可再生能源供電的真正高效的資料中心，同時也能夠有效利用廢熱，并以這種方式使用雙路電源保障伺服器運作。

節能

該計劃的推出是及時的，與此同時，瑞典政府決定從2017年1月1日起為資料中心營運商推出能源稅減免計劃，因為該國将自己定位為可以為建立歐洲資料中心減排的公司。根據新制度的規定，新的和現有的瑞典資料中心營運商将是以受益，電費稅率是以下降了97%。這麼解釋一下，如果您裝置能源超過0.5mw，相當于整體費用削減40%。

這一舉措意味着瑞典現在能夠在歐洲提供最低的電力成本，這對大型資料中心營運商來說是非常有利的。

這裡的智語很具有煽動力——“想像一下，一個提供綠色能源的地方，并且資料中心的熱量不再浪費 –夢寐以求的斯德哥爾摩。将這些經濟增長聯系起來，瑞典政府對資料中心也有非常高的綠色目标，因為這麼做，可以減少碳排放。

鼓勵綠色雲

考慮到日益增長的線上服務需求，資料中心營運商對于能源使用以及可持續發展方面問題的，已經越來越受到環保人士和可持續發展專家的關注。

目前的行業估計表明，資料中心市場可能負責消耗世界能源的2%至5%，greenpeace(綠色和平組織)已經在密切注意亞馬遜、facebook，google和微軟等公司建立資料中心的行為，確定他們建設資料中心時并不是以犧牲環境為代價。

基于這個原因，斯德哥爾摩資料公園團隊認為他們的項目最能吸引各大網際網路公司以及雲公司的特點就是，他們能夠提供綠色的資料中心。

鑒于這些組織需要高水準的資料中心，它們也是最有可能利用斯德哥爾摩資料公園提供的負載超過10mw自然冷卻系統。

“我們的目标是在10-20mw的超大型資料中心，不僅如此，斯德哥爾摩會被打造成現代歐洲資料中心，這将是巨大的市場，在這個地區居住的人民未來将能享受到隻有有30毫秒的網絡延遲，是不是挺酷的?除了大多數敏感延遲的應用程式之外，其它都會正常工作。“

熱回收和再利用

将最小資料中心負載設定在10mw是重要的，因為該組織聲稱該工作量産生的熱量足以使大約20,000個住宅機關溫暖。

該集團希望是，随着數字中心業務的不斷增長回暖，為城市居民提供采暖将達到10%。

通過使用熱回收技術，這應該有助于降低城市的碳足迹，因為生産類似數量的熱空氣通常是一個非常二氧化碳密集型的生産過程，rylander說。

當使用資料中廢熱供暖時，是為了避免使用其他燃料來為城市供暖。 當使用可再生能源運作的資料中心使用熱量時，我們可以大幅削減碳排放總量。

在斯德哥爾摩，10mw資料中心的熱量可以每年減少約8,000噸的二氧化碳排放量，這麼做，能幫助斯德哥爾摩在2040年之前能夠完全避免使用化石燃料。

英國的熱再利用方案并不常見，而且它們确實存在的規模要小得多，營運商将廢熱浪費在鄰近的建築物中。

在斯德哥爾摩，從資料中心回收熱量的行為并不是什麼新鮮事。事實上，目前已有已有大約30個資料中心采用廢熱供暖，這在過去16年來一直在持續，接下來，我們要利用我們已經起取得的經驗，為接下來的項目提供最好的技術支援。

為什麼很少有英國營運商回收廢熱?原因之一，是因為它通常被歸類為低檔熱。 這是因為它相對溫暖(而不是沸騰的)，并且大量生産，難以存儲、運輸和找到合适的目的地。

這也是為什麼能斯德哥爾摩的采用廢熱供暖的原因，能夠做到這一點的關鍵，因為該區域可以将熱量從過剩的地方轉移到需要的地方，可以儲存大量的熱量，因為這裡有這方面的技術。

97%的減稅意味着更多的雲和idc公司可能将瑞典視為最佳的、極具優勢的資料中心的位置

這裡最大優勢是是，你将有絕佳的建設資料中心的位置，你的資料中心具備有熱回收供暖，這是這裡與其他地方最為不同之處。

本文轉自d1net（轉載）