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云计算是绿色产业吗?

[日期:2014-09-09] 来源:赛迪网-通信产业报   作者: [字体: ]

  

  自从微软、谷歌联合发起云计算概念后,近两三年云计算风云突起,方兴未艾,其以超大的计算能力、超大的储存能力、超大规模的服务能力已经成为了全球IT领域最炙手可热的项目。高德纳咨询公司将云计算列为未来几年的10大战略科技之首,以互联网和数据处理为中心支撑的云计算亦被视为绿色经济、环保产业,让人津津乐道。 近几年为支持云计算的建设,全球各地的云计算中心、云基地建设如雨后春笋拔地而起,以支持庞大规模的互联网数据中心运行。当前我国各地的云计算中心建设也加速展开,全面布局,几乎每个中大城市都有自己的互联网数据处理中心、云计算中心。国际权威机构美国互联网数据中心推算,到2015年中国云计算产业规模将高达2千多亿元,科技部更是乐观估计在“十二五”期间(2011年-2015年),国内云计算产业链规模可达7500亿元到1万亿元,成为拉动各地GDP一个重要的支点。

  云计算,一个没有污染的绿色产业?

  一直以来,同于互联网产业,人们都认为基于互联网运行的云计算是一个没有污染、极低耗能的绿色产业,很多人都认为网络自动化办公、信息化管理和电子书的出现为全球节省了大量的能源和资源。

  但实际上自从互联网产生之初,支持互联网运行的各地数据中心就是用电大户。很多的互联网用户都不知道没有实体形式的信息也会消耗很大的能源和空间。所以,很多人没有节省信息资源的意识。其实,发下邮件,浏览下文章,下载视频,等等,都会产生一度度的电费的。随着社会数字化进程的不断推进,全球出现越来越多的数据中心,IT能源消耗增长速度越来越惊人,年增幅约为8%到10%,远大于全球平均能耗2%的增长率。当前全球IT业碳排放量已经占到全球总碳排放量的3-5%。

  一般云计算数据中心或说是云基地通常会消耗大量电能,除了必须的电脑设备(主要是服务器)外,还有照明系统、后备电源、冷气机等。而为了确保数据中心能24小时不间断运作,中心都会安装多部大型冷气系统,有时甚至加装大型电风扇,通过消耗大量电能来达到“散热”效果。这些大大增加了云计算中心的能耗,所以互联网是一个高耗能产业。绿色和平组织称,苹果、谷歌、亚马逊、Facebook等公司对不断增加的“云”的运用,导致了充满服务器的空调数据中心的大量建设,给地球“心肺”带来巨大的压力。世人崇拜的美国硅谷其实就是个高耗能中心,硅谷各大互联网巨头的大部分数据中心都被列入了加州政府的“有毒空气污染物名册”。美国互联网巨头亚马逊曾被绿色和平组织称作是“最肮脏的”云计算服务厂商之一。

  以Facebook为例。现在Facebook的服务器每天需要处理将近10亿人次的各种各样的信息要求,如下载视频,发送邮件,发微博,在线阅读报纸杂志,购物等。Facebook现在的服务器所在地被称为云数据中心,占地面积达数十万平方英尺,为了应对涌入服务器的电量过热,保证这一排排的服务器能够正常运行,Facebook也不得不采用工业制冷系统。当前Facebook每月用电量为7000万瓦特。

  不过在这个数字信息大爆炸的时代,Facebook那占地数十万英尺的处理器只不过是全球云数据中心中微不足道的一部分。据称,谷歌云数据中心的月用电量高达3亿瓦特,令人惊奇。在美国,全国各地数据中心在2013年的用电量已达到了980亿千瓦,占到了全美当年用电量的5%左右;而根据美国统计局公布的经过电力研究机构审核测算的造纸业耗电数据,2013年美国的造纸业全年消耗电力为730亿千瓦。对比这两个行业的电力消耗发现,实际上云数据中心比高耗能、高污染的造纸业还能耗电。

  因此《纽约时报》评说,素来被认为是环保的互联网产业其实并非环保,而作为因特网运作支柱的“云端”数据中心,更是严重的污染源头。

  不仅如此,全球主要重点国家也如此。国际数据信息公司(IDC)估计,当前全球逾300万座数据中心每小时耗电量高达3000万千瓦,几乎相等于30座核电站的产电量。根据绿色和平组织估计,如果把全球云计算产业比做一个国家,其能耗排在第六位,介于德国和俄罗斯之间;而到2020年,云计算产业的电能需求将增长逾60%,届时全球主要IT营运商“云计算”(包括数据处理和电信网络)的能耗将近2万亿千瓦时,超过德、法、加和巴西等4国的能耗总和。可以说,一直备受推崇的“云计算”,如今却面临着重大挑战与危机。

  更令人深忧的是,当中近9成电力更因数据中心运作欠效率白白浪费。国际调查机构麦肯锡公司对药厂、军事合约商、银行、媒体和政府机构等70个大型数据中心、约2万个服务器进行调查,发现实际用于计算机运算的平均用电量只占6%至12%,剩余的大量电力主要用以确保服务器处于闲置状态,以应对突如其来的网络流量高峰;有三分之二的服务器在闲时的电能只比忙碌的时候耗能少不到10%。美国高纳德技术研究公司(Gartner)的副总裁兼首席研究专家大卫 卡布奇诺(David Cappuccio)透露,如今大部分云数据中心的利用效率仅为7%到12%之间。

  有分析人士指出,信息大爆炸就像是把双刃剑,在带给人类社会信息化的便利同时也令人类不得不面对这些高耗能的大难题与大挑战,如今的互联网数据中心、云计算中心的发展模式是不可持续的,也是不符合社会发展潮流。

  国内“云基地”四处开花,耗能引争议

  为了存储、提取海量的数据,时下国内越来越多的厂商,甚至政府部门都不惜投入巨资,兴建数据储存中心,他们亦给这些“数据中心”起了一个好听的名字:叫做“云基地”。

  最新的统计数据显示,目前我国至少有28个省市都正式宣布,要打造各自的规模庞大的云基地,一个新兴的产业在中国的大地上正在迅速发展着,一切看上去都那么美好。2011年以来全国共规划建设的各地云数据中心就高达255个。

  不过这样的规模是实际需求的三到五倍。目前,全国云数据中心的实际使用率仅为10%,其中重庆的使用率不足2.5%,相对使用率较高的北京也只有40%。

  本来云计算技术确实可实现资源共享、降本增效、提高资源利用率,较大程度上可以减少数据中心的能耗。但是在国内很多地方,动辄就是百万台新增服务器,就存在很大的盲目性。更别说云基地技术是否过关、合乎环保。云计算数据中心对各方面的要求都是非常高的,国内许多云基地都达不到国外水平。曾有统计称,在国内一台云计算服务器一年大概消耗5000-7000元的电费,如果建设一个100万台机器的云计算中心,光是电费就要50-70亿元,这在能源紧张的中国,显然是一个大问题。

  所以云基地特别耗能,曾经有个地方,全市一半的电力都用在了数据中心上。前两年,在上海南汇新城举办的“中美清洁能源论坛”上,国家能源局原局长张国宝就直言不讳地表示,当前非常流行的云计算模式,其实属高能耗项目。他掌握的中国联通数据中心的能耗数据显示,该中心每年耗电99亿千瓦时。以中国目前标准煤的效能看,需要消耗92万吨标准煤才能提供足够的电力供中国联通数据中心的能耗需求。张国宝同时称,与中国联通对应,中国电信数据中心年耗电112亿千瓦时,总计年需消耗102.95万吨标准煤。

  不过就云计算的目前爆发式发展与节能降耗政策之间出现的摩擦、矛盾,工业和信息化部电信研究院通信标准研究所高级工程师高巍表示,从单一角度上来看,云计算的能耗的确很大,但通过比较不难发现,采用云计算技术后,单位信息处理能力能耗有明显的下降,这就是推动云计算发展的根本动力,不能以单一的能耗考评云计算。不过,有专家对此进行反驳,在云计算领域,只是将企业的计算需求转移到不同的地点,如所谓“云端”上,显然是将数据发送到云上的企业用户减少了他们的温室气体排放,但整个社会排放总净值并没有减少,改由云数据中心排放,虽然云中心或许能耗比较低些。

  站在全球发展核心竞争力上,如果忽略绿色能源、节能资源的开发和利用,国内的云计算行业将在未来的国际竞争中陷于困境。

  更令人担忧的是,现在国内许多地方的数据中心都是半拉子工程,已出现了产能过剩的状况。中国工程院院士李德毅指出,不少地方政府虽将云计算定义为战略性新兴产业,但依然采用原始的征地、盖房子和招商引资,将云计算搞成不务正业的第二个房地产。

  云计算之下,如何更环保更节能?

  面对被列入“有毒空气污染物名册”与世人的指责,在美国,谷歌等一些云计算的引领公司,已打算进入新能源领域,除了发展、应用绿色能源、清洁能源(如尽量应用风能、太阳能和核能等),他们亦入股能源公司,以便更好地管理自己的能源供应降低能耗。

  一些公司则通过发挥现有冷却基础设施的潜力,利用不断发展的替代制冷技术来实现更多的节省。例如,惠普等业界巨头和一家清洁能源创业公司在开发能降低数据中心能耗的技术。该清洁能源公司已开发了一项液冷技术,提升数据中心现有设备的运行效率。这项液冷技术使数据中心无需配备高能耗的风扇和空调设备,以大幅降低云计算对资源的影响。

  还有,采用高效节能的新服务器亦是种绿色策略。新的服务器设计能在提供更强大的计算能力的同时能降低数据中心的能耗。新型处理器甚至还包含了更多的核心和缓存。惠普在投巨资开发能提高数据中心运行效率和降低能耗的技术。据悉,去年惠普推出了新款低能耗服务器,能耗比传统服务器低60%。

  另外,通过虚拟化、效用计算等技术,可大大提高硬件的利用率,并可以均衡不同物理服务器的计算负载,减少能源浪费。在系统使用上,采用虚拟化技术统筹设备使用,可以关停使用率不高的设备,又进一步降低了功耗。

  IBM大中华区云计算中心云计算架构师张国强则认为,将云计算管理的过程进行标准化管理,基于标准化进行自动化流程的安排,能形成IT资源的快速交付,保证资源交付效率。

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