🤟🏿 🚵🏽 ♑️ 数据中心消耗大量电力，但尚未威胁到气候 🙍🏻 👩🏽‍🔧 🚇

图。 1. 2010-2018年的历史数据中心能耗以及对未来几年的预测，届时数据中心的计算实例（核心）数量将再翻一番。

过去十年中，对数据中心服务（DPC）服务的需求增长了许多倍。社交网络，视频，移动应用程序和各种云应用程序的日益普及为它提供了动力。

2010年，全球所有数据中心的能耗约为194 TW·h，即占全球能耗的1％。如果计算呈指数级增长，将会发生什么？据估计，数据中心的功耗可以增长三倍甚至四倍。例如，请参阅Belhira和Elmeligi在“评估ICT全球排放足迹：到2040年的趋势和建议”一文中所做的评估。（清洁生产杂志，第177卷，第448页）。

但是最近的研究表明没有引起恐慌的原因。因此，从2010年到2018年，数据中心的计算能力增长了6.5倍，但功耗却保持在相同水平（205 TWh，约1％），因此还没有威胁到这个星球。

这些担忧是基于2005-2010年的趋势，当时数据中心的能耗实际上从2005年的153太瓦时（TWh）增加到2010年的203到273 TWh，总计从1.1到占全球用电量的1.5％（请参见JG Koomey，“ 2005至2010年数据中心用电量的增长”，《分析》，《纽约时报》，2011年）。

但是，自2010年以来，情况发生了巨大变化。在一项新的科学工作中，作者整合了最近出现的各种来源的数据。本文由西北大学，劳伦斯·伯克利国家实验室和研究公司Koomey Analytics（美国）的数据中心的几位领先能源专家撰写。

一项新的分析显示，近年来能源消耗的增长非常适度。特别是到2018年，工作负载和计算实例数量增加了六倍以上，IP流量增加了十倍以上。在此期间，数据中心存储的容量增长了25倍。似乎应该以适当的规模推断能源消耗。但没有：自2010年以来，每台服务器的能耗减少了四倍，这主要归功于技术进步和空闲时间的减少。由于驱动器密度和效率的提高，

每太字节安装的内存的瓦数下降了大约9倍。

此外，由于一台服务器上实例的平均数量增加了五倍（由于虚拟化），服务器数量的增长已显着放缓。

同时，在整个2010-2019年期间，能耗PUE（电源使用效率）的质量稳步提高，其计算方法是将数据中心的总能耗除以IT设备的能耗。下图显示了各种组件对PUE变化的贡献。

图。 2.数据中心功耗趋势

2018年，数据中心的全球能源消耗增加到205 TWh，与2010年相比仅增加了6％，而“计算实例”的总数同期（在计算实例下）增加了550％。首先是CPU的计算核心）。

如果我们计算每个计算实例的能源使用量，那么自2010年以来，全球数据中心数量的能源强度降低了20％。

2010-2018年数据中心的总能耗实际上保持不变，但是IT设备（服务器，存储系统和网络设备）的能耗从92 TW·h增加到130 TW·h，这表明数据中心的效率有所提高。换句话说，现在更多的能量直接流向服务器，而更少的能量流向冷却系统等辅助系统。同时，这表明基础架构的技术和运营效率有所提高：“之所以下降，是因为从传统的小型数据中心（占2010年计算实例的79％）持续过渡到能源效率更高的大型云（包括超可扩展）数据中心（占89％）计算操作）。”该趋势在文章的第一个图中清晰可见，请参见左侧的第三个图。

然而，鉴于对数据中心服务的需求不断增长，出现了一个问题，当前的能效趋势将持续多长时间？作者写道：“众所周知，预测IT设备的长期性能极限非常困难，尤其是考虑到潜在的破坏性技术（例如量子计算），其能耗尚不清楚。” “不过，在不久的将来，市场分析师预测服务器虚拟化将进一步提高，技术研究表明，IT设备仍然具有提高能源效率的潜力，包括向低功耗存储设备的更多过渡。”

在基础设施方面，超大型世界一流的数据中心已经在PUE = 1.1或更低的水平上运行，接近最低值。

研究人员预测，短期内，从较小的传统数据中心到更高效的超可扩展数据中心的过渡将继续。同时，“在全球能源使用量略有增加的同时，有足够的能源效率资源来吸收数据中心中下一个计算操作的增长。”

这项科学工作的发现与先前对电力消耗快速而不可避免地增加的预测相矛盾。不，预计未来几年不会快速增长。但是计算量将在未来几十年继续增长，因此必须控制数据中心的能耗。研究人员建议监视服务器，存储和网络设备对能源之星等标准的遵守情况，并要求政府采购认证。设备制造商需要创造激励措施，以继续生产创新的节能产品。

研究发表2020年2月28日刊登在《科学》杂志上。美国作者团队的工作称为“重新校准全球数据中心能源使用估算”（Doi：10.1126 / science.aba3758。

数据中心消耗大量电力，但尚未威胁到气候

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