云计算不是曾经担心的能源问题

作者: 史蒂夫·洛尔

为数字经济提供动力的计算机机房已经变得令人惊讶地节能。

一项针对全球数据中心的新研究发现，尽管其计算输出2010年2018年增长了六倍，但其能耗仅增长了6%。科学家的发现表明，人们担心庞大的数据中心的崛起会导致电力需求激增，而污染被大大夸大了。

提高效率背后的主要力量是向云计算的转变。在云模型中，企业和企业将互联网上的计算作为服务来消费，从原始计算和数据存储到搜索和社交网络。

最大的云数据中心，有时相当于足球场的大小，由谷歌、微软、亚马逊和Facebook等大型科技公司拥有和运营。

这些庞大的数字工厂中的每一个都拥有成千上万台计算机，而且是一个渴望能源的庞然大物。有些是在北极附近建造的，用于自然冷却，另一些是在西北太平洋的大型水力发电厂旁边。

尽管如此，就计算任务所需的电量而言，它们还是标准制定者。这项研究的主要作者埃里克·马萨内特 (Eric Masanet) 表示: “公众认为这些庞大的数据中心是能源坏人。”“但这些数据中心是世界上效率最高的。”

研究结果于周四发表在《科学》杂志上的一篇文章中。这是西北大学，劳伦斯伯克利国家实验室和一家独立研究公司的五位科学家的合作。该项目由能源部和环境慈善家西北校友资助。

这项新研究与经常被引用的预测形成鲜明对比，即世界数据中心的能源消耗正处于失控的道路上，在未来十年内可能会增加三倍或更多。研究作者说，这些令人担忧的预测是简单的外推和假设场景，主要集中在对数据中心计算需求的增长上。

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相比之下，这项新研究是一项自下而上的分析，它从各种来源汇编有关数据中心处理器，存储，软件，网络和冷却的信息，以估算实际用电量。他们得出结论，巨大的效率提高使计算输出急剧增加，而功耗基本持平。

伯克利实验室的前科学家乔纳森·库米 (Jonathan Koomey) 是一名独立研究人员，他说: “我们希望这项研究能够重置人们对数据中心和能源使用的直觉。”

多年来，数据中心的电力消耗一直是经济激励和技术进步共同解决问题的故事。

从2000 2005年开始，计算机中心的能源使用量增加了一倍。2007年，美国环境保护署 (Environmental protection Agency) 预测，2010年2005年数据中心的功耗将再增加一倍。

2011年，应《纽约时报》的要求，Koomey评估了数据中心的用电量实际上确实增加了2005年和2010。他估计全球增长56%，远低于之前的预期。2008金融危机后的经济衰退发挥了作用，但效率也有所提高。这项新研究增加了数据，进一步降低了2005 2010年的估计值。

但是近年来有了很大的改进。自2010年以来，研究作者在《科学》杂志上写道: “数据中心格局发生了巨大变化。”

构造转移到了云。2010年，研究人员估计数据中心计算的79% 是在较小的传统计算机中心完成的，这些中心主要由非技术公司拥有和运营。到2018年，数据中心计算的89% 发生在更大的实用程序风格的云数据中心。

大云数据中心使用量身定制的芯片，高密度存储，所谓的虚拟机软件，超快网络和定制的气流系统-所有这些都可以以最少的电量增加计算火力。

Masanet说: “大型科技公司每花一美元就能提高效率。” Masanet上个月离开西北大学，加入加州大学圣塔芭芭拉分校。

谷歌走在前列。负责Google数据中心技术的高级副总裁urh ö lzle表示，其数据中心平均产生的计算能力是五年前的七倍，而无需使用更多的电力。

在2018，数据中心消耗了全球约1% 的电力输出。这相当于1700万美国家庭的能源消耗，相当大的能源使用量，但几乎没有增长。

研究人员得出结论，效率提高的趋势在很大程度上抵消了需求的增长，应该持续三到四年。但他们说，几年后，前景是不确定的。

在《科学》杂志的文章中，他们推荐了一些步骤，包括对节能研究进行更多投资，并改善全球数据中心运营商的测量和信息共享。

他们写道，未来几年将是 “确保低碳和节能未来的关键过渡阶段”。