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李 扬
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李培林
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    信息技术助力绿色可持续转型发展(2013~2015)

    作者:黄小燕 出版时间:2015年04月
    摘要:

    绿色可持续发展意味着节能减排、开发绿色能源。随着信息技术的快速发展,IT设备也成为耗能、污染之源,IT行业特别是数据中心的节能减排不容忽视。本文介绍了服务器节能、机房散热系统等改善数据中心的节能技术,以及节能数据中心的认定指标。可再生能源和分布式能源的发展正在经历重大转型,全球加大智能电网投资建设步伐,本文介绍了世界各国在智能电网领域的投资情况。

    随着经济发展和城镇化过程的加快,资源环境问题日益突出,未来信息化发展将积极推进绿色低碳建设,促进人与自然和谐相处。

    一 建设绿色数据中心,促进IT行业自身节能减排

    1.数据中心的节能减排不容忽视

    随着信息技术的快速发展,IT设备也成为耗能、污染之源。在全球能源资源日益短缺、气候环境日趋恶化的今天,IT行业的节能减排不容忽视。据全球权威机构Gartner统计,IT行业每年CO2的排放量约为3500万吨,属于碳排放大户。绿色和平的研究报告数据显示,2020年全球主要IT运营商云计算的能耗将近2万亿千瓦时,超过了德国、法国、加拿大、巴西的能耗总和。微软、苹果和亚马逊三大科技巨头甚至被指责“以煤炭来支持数据中心的运作,以破坏气候为代价发展自己的云端技术”。拥有大量服务器的数据中心成为IT行业实现节能减排的重点。

    美国自然资源保护委员会(NRDC)数据中心研究报告宣称,美国的数据中心浪费了价值30亿美元的电力,放置美国95%服务器的近300万个数据中心能效优化进展缓慢,目前约有1/3运行的服务器不再被需要,更多的服务器“都利用率过低”——仅以18%的容量运行。报告称,2013年,美国数据中心的电力能耗达到910亿千瓦时。据美国自然资源保护委员会(NRDC)预测,到2020年数据中心的年度电力能耗将达到1400亿千瓦时。届时,美国数据中心产业将需要50个大型的煤电发电站,而这些发电站将排放近1.5亿吨的碳污染物。

    各大数据中心的服务器24小时不间断高速运转,消耗了大量的电力和能源。美国媒体的调查结果显示,全球各大网站中,光是数据中心的用电功率,就相当于30个核电站的供电功率,但其中90%的耗电量都被浪费。根据统计,数据中心的耗电量约占全球耗电量的2%左右。国际数据公司(IDC)预测,到2020年全球所有IT部门拥有服务器的总量将比现在多出10倍(包括虚拟机和物理机),所管理的数据将比现在增长50倍。随着IT技术的快速发展,数据中心的服务器数量也随之暴增,数据中心的能耗问题将成为最大挑战。

    2.数据中心的节能技术不断涌现

    大型数据中心耗电量大主要体现在两个方面:一是服务器、存储设备等全天候运行,带来了巨大的耗电量;二是数据中心加大机房的散热系统规模和功率,空调设备和风机也全天候运转,造成数据中心耗电量过大。目前各IT厂商都开始在数据中心节能方面做出努力。

    在服务器节能方面,大数据时代的数据中心需要一种能够以较低功耗有效处理大量并行化、轻量化负载的方法,而ARM处理器所具备的多核心、高并行、低功耗的特性正好满足了数据中心的这种新需求。2012年10月,AMD宣布取得ARM授权;2013年,AMD公布代号为“西雅图”的处理器;2014年5月,AMD宣布将于后年推出采用ARM v8架构授权的服务器处理器——K12,这也是AMD首个采用64位ARM v8架构的服务器处理器产品。基于云计算的快速发展,未来服务器市场将出现急剧变化,整个市场的驱动由企业转为数据中心,ARM服务器将逐渐代替现有的x86服务器。

    在技术改进方面,IBM推出智能背板装置、水冷背板装置、主动送风地板装置、自然冷却系统、主动送风地板系统等众多绿色节能新技术,使数据中心能耗大为改观,获得了最佳的节能效果与绿色效益。惠普采用动态智能散热系统,安装在机架上的热传感器可以实时地向相应的管理软件发送计算设备产生的热量数据,使得散热系统可以根据需求智能控制机房的空调设备,实现按需供应冷却气流,降低能耗。

    在设施综合治理方面,DCIM是可持续发展的一项重要措施。CA宣布Facebook将利用CA数据中心基础架构管理解决方案(CADCIM),整合数百万个来自其全球数据中心实物及IT资源中与能源相关的数据点,以提高电能效率。CADCIM提供了一个基于网络的集中式解决方案,透过这一方案监控数据中心的设施及IT系统中的供电、制冷及环境相关情况,并对构成数据中心基础架构的空间使用及资产生命周期进行管理。

    目前,欧美国家兴建的数据中心大多采用了绿色设计,采用的节能散热技术各式各样。2014年11月,谷歌宣布签署了一份为期10年的合同,收购荷兰风力发电场18个涡轮机产生的所有电力,总电量高达62兆瓦,为谷歌在荷兰建设的一个大型数据中心提供电力。2014年7月,微软宣布与Pilot Hill风力发电场签订新的20年协议,购买175兆瓦输出风力发电场提供的绿色能源,为微软位于