“比特”與“瓦特”深度融合，云計(jì)算駛向綠色低碳快車(chē)道

科技云報(bào)道原創(chuàng)。

1776年，工人瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，引發(fā)第一次工業(yè)革命，也開(kāi)辟了人類(lèi)利用能源的新時(shí)代。

200多年后，麻省理工教授尼葛洛龐帝于1995年發(fā)表《數(shù)字化生存》，宣布以“Bit”驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化時(shí)代正式來(lái)臨。

又過(guò)了20多年，數(shù)字化風(fēng)潮早已席卷各個(gè)行業(yè)，千行百業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型向縱深挺進(jìn)，比特與瓦特穿越時(shí)空，在數(shù)字化的浪潮中不期而遇。

在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與綠色節(jié)能兩大浪潮的協(xié)同推動(dòng)下，更加低碳的數(shù)字化轉(zhuǎn)型明顯進(jìn)入了速度疊加的上升期。

以數(shù)字化之鑰，打開(kāi)低碳化機(jī)遇之門(mén)

當(dāng)下，云計(jì)算成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，隨著節(jié)能減排工作的逐漸深入，云計(jì)算也正朝著低能耗方向發(fā)展。

數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國(guó)算力總體規(guī)模達(dá)到170EFLOPS（每秒一萬(wàn)七千億億次浮點(diǎn)運(yùn)算），我國(guó)數(shù)據(jù)中心規(guī)模已達(dá)500萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架。

隨著數(shù)字技術(shù)向經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域全面持續(xù)滲透，全社會(huì)對(duì)算力需求十分迫切，預(yù)計(jì)每年仍將以55%以上的速度快速增長(zhǎng)，可見(jiàn)算力需求與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

伴隨各行各業(yè)對(duì)算力的強(qiáng)烈需求，用云量增長(zhǎng)迅速。

但是當(dāng)前有些地區(qū)迫于“碳達(dá)峰”、“碳中和”的能耗管控壓力，將大于1萬(wàn)千瓦時(shí)的數(shù)據(jù)中心納入高耗能管控限制其發(fā)展，在某種程度上限制了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也是無(wú)奈之舉。

在海外，云服務(wù)商已經(jīng)開(kāi)始嘗試對(duì)云服務(wù)碳排放進(jìn)行核算并為用戶提供碳賬單，但國(guó)內(nèi)對(duì)云計(jì)算碳排放核算方法尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，仍面臨一定挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

一是云服務(wù)供應(yīng)鏈中包含的環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，云服務(wù)商與用戶間碳排放核算范圍難以界定；

二是我國(guó)云服務(wù)碳核算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)仍不完善，存在數(shù)據(jù)相對(duì)陳舊等問(wèn)題；

三是目前國(guó)際上碳核算標(biāo)準(zhǔn)僅涉及傳統(tǒng)高排放行業(yè)，對(duì)云服務(wù)等軟件服務(wù)碳核算未有明確定義。

此外，從云服務(wù)碳排放的核算范圍看，應(yīng)涵蓋從建設(shè)、運(yùn)營(yíng)到回收整個(gè)生命周期中產(chǎn)生的所有碳排放進(jìn)行核算。

其中，建設(shè)過(guò)程主要涉及數(shù)據(jù)中心建設(shè)、IT設(shè)備采買(mǎi)等，核算節(jié)點(diǎn)應(yīng)包括建筑材料、能源消耗、服務(wù)器、機(jī)柜、散熱設(shè)備等。

運(yùn)營(yíng)過(guò)程的碳排放核算應(yīng)包含用戶在使用私有云和公有云過(guò)程中所產(chǎn)生的碳排放，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、散熱設(shè)備、供電設(shè)備、照明設(shè)備、數(shù)據(jù)中心控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等節(jié)點(diǎn)，以及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的碳逸散，運(yùn)維運(yùn)營(yíng)人員的碳足跡等維度。

回收過(guò)程包含報(bào)廢和碳回收兩個(gè)環(huán)節(jié)的核算，涉及主要元件、輔助元件、熱電聯(lián)產(chǎn)、碳捕獲等。

綠色計(jì)算+數(shù)字減碳助力產(chǎn)業(yè)釋放“零碳紅利”

如今，我國(guó)主要云服務(wù)提供商紛紛響應(yīng)國(guó)家政策，均于2021年底公布了實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的時(shí)間以及相關(guān)的措施，大部分云服務(wù)商承諾了在不同的碳排放范圍下于2030年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

具體的實(shí)踐路徑主要聚焦在提高綠色能源使用占比、提升云計(jì)算軟硬件節(jié)能技術(shù)、探索高彈性下資源的高效利用等方面。

云計(jì)算減碳并非對(duì)單一環(huán)節(jié)的改進(jìn)創(chuàng)新，而是一個(gè)包括指定目標(biāo)、確定實(shí)現(xiàn)路徑、衡量是否產(chǎn)生效果、結(jié)合反饋進(jìn)行糾正等在內(nèi)的系統(tǒng)性治理體系，涉及到物理資源云化、云化資源編排以及云應(yīng)用服務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，例如：

在物理資源云化環(huán)節(jié)，利用虛擬化、云網(wǎng)等技術(shù)，將不同地域、不同規(guī)格的物理服務(wù)器集約化整合后以根據(jù)需求以不同粒度提供給用戶。

在通用的虛擬化架構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)架構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化開(kāi)發(fā)，降低虛擬化組件的總資源需求并保證效率，從而提高物理服務(wù)器的云化資源/虛擬化系統(tǒng)比率，降低云資源的平均碳排放。

云化資源編排環(huán)節(jié)，企業(yè)在建立云資源池后，根據(jù)工作負(fù)載動(dòng)態(tài)分配與管理資源，提高物理服務(wù)器的資源利用率并將閑置資源降頻、休眠或關(guān)停以降低能耗；且保證云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和性能，減少用戶額外的資源消耗，從另一方面減排。

云應(yīng)用服務(wù)環(huán)節(jié)，針對(duì)云的優(yōu)勢(shì)，利用云原生架構(gòu)對(duì)上層云服務(wù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)或重構(gòu)，對(duì)應(yīng)用特性進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)發(fā)適配，并對(duì)底層云資源進(jìn)行精細(xì)化管理和動(dòng)態(tài)分配，提升云環(huán)境下的能源利用效率和單位能源下的業(yè)務(wù)性能。

海外云服務(wù)商在節(jié)能減碳方面較為領(lǐng)先，多數(shù)頭部云服務(wù)商均已達(dá)成碳中和目標(biāo)，下一步準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)凈零排放。

比如早在2019年，亞馬遜就聯(lián)合發(fā)起《氣候宣言》，目標(biāo)是在2040年實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)線零碳排放，相比《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)提前十年。

作為全球最大的使用可再生能源的企業(yè)之一，亞馬遜計(jì)劃到2025年實(shí)現(xiàn)100%使用可再生能源支持企業(yè)運(yùn)營(yíng)。

在可持續(xù)發(fā)展方面，亞馬遜云科技作為探路者，提出云計(jì)算的可持續(xù)責(zé)任共擔(dān)模型。

亞馬遜云科技負(fù)責(zé)云自身的可持續(xù)發(fā)展，如云數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)，機(jī)柜/服務(wù)器、建筑材料、可再生能源的采購(gòu)，電力能源的使用效率、冷卻過(guò)程中水的可持續(xù)性等等。

客戶負(fù)責(zé)云上自身應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展，如軟件架構(gòu)，選擇的云服務(wù)，及代碼效率等。亞馬遜通過(guò)為客戶提供工具及最佳實(shí)踐，幫助客戶去實(shí)現(xiàn)云中應(yīng)用的可持續(xù)性。

“亞馬遜云科技的職責(zé)，是與合作伙伴一起，在云上真正構(gòu)建數(shù)字化解決方案，幫助客戶在具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景里面實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。

企業(yè)需要利用將亞馬遜云科技的技術(shù)與合作伙伴的數(shù)字化解決方案結(jié)合起來(lái)，快速試錯(cuò)，去試出一條路來(lái)”，亞馬遜云科技大中華區(qū)戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理顧凡表示。

例如，金風(fēng)零碳作為亞馬遜云科技的雙碳能源轉(zhuǎn)型合作伙伴，借助其全面的技術(shù)支撐，構(gòu)建了完善的現(xiàn)代化的“3減碳1平臺(tái)零碳解決方案”，實(shí)現(xiàn)快速的開(kāi)發(fā)、部署和迭代，不僅應(yīng)用在自身業(yè)務(wù)中，更是在云中將適用于工商業(yè)企業(yè)的零碳解決方案交付給客戶：

而在3減碳1平臺(tái)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，亞馬遜云科技在3個(gè)方面提供幫助：

基于該方案，金風(fēng)科技亦莊智慧園區(qū)于2021年1月28號(hào)獲得北京綠色交易所認(rèn)證的全國(guó)首個(gè)“碳中和”園區(qū)，每年可再生能源發(fā)電量達(dá)750萬(wàn)千瓦時(shí)，占到園區(qū)供電的50%，年碳減排4950噸，年降低用電成本近400萬(wàn)。

結(jié)語(yǔ)

在碳中和的時(shí)代主題下，云計(jì)算將作為先行軍，幫助用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的“節(jié)能減排”進(jìn)化，這既是下一代云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是驅(qū)動(dòng)智能化與碳中和相結(jié)合的重要助推力。

從上述角度看，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)在碳中和所引領(lǐng)的能源革命中，發(fā)揮著不可替代的作用。而這場(chǎng)風(fēng)口，即是機(jī)遇。

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