“云減碳”成趨勢,如何用“計(jì)算”幫助企業(yè)碳減排?
將數(shù)據(jù)中心“丟進(jìn)”水里、“扔進(jìn)”山里,使用風(fēng)能、太陽能等清潔能源為數(shù)據(jù)中心供電……這些都是通過物理方法為數(shù)據(jù)中心減碳。
數(shù)據(jù)中心的重要工作在于計(jì)算,計(jì)算導(dǎo)致了能源消耗,使其成為耗能大戶,而通過云計(jì)算,也可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排。
埃森哲研究顯示,遷移到公共云可以實(shí)現(xiàn)顯著的碳減排,全球IT總排放量減少5.9%,即全球每年少排放近6000萬噸二氧化碳,相當(dāng)于2200萬輛汽車。
云計(jì)算不僅憑借成本效益、可擴(kuò)展性和安全性,成為企業(yè)組織的一項(xiàng)重要IT基礎(chǔ)設(shè)施,還解決了綠色I(xiàn)T的兩個(gè)關(guān)鍵方面:能源效率和資源效率。
從能源效率角度看,云計(jì)算利用服務(wù)器虛擬化,最大程度減少物理服務(wù)器的總占用空間,從而減少電力消耗。
此外還可以節(jié)省資源,企業(yè)可以主動(dòng)減少數(shù)據(jù)中心空間和最終的電子垃圾足跡。
云計(jì)算如何做到“綠計(jì)算”?
談到“云減碳”,最近極為流行的莫過于“綠色計(jì)算”。當(dāng)前,業(yè)界普遍關(guān)注的是降低數(shù)據(jù)中心PUE的舉措。
PUE的產(chǎn)生更多是為了體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能耗的情況,但在“雙碳”目標(biāo)下,PUE存在種種局限性而無法全面評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能情況。
比如PUE無法體現(xiàn)實(shí)際消耗的電量,無法體現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施和IT設(shè)備內(nèi)部各子模塊能耗比例情況等。
“綠色計(jì)算”是利用技術(shù)突破來推動(dòng)計(jì)算和其他IT資源的可持續(xù)發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)可能的環(huán)境優(yōu)勢。
綠色計(jì)算使計(jì)算機(jī)資源的使用和對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小化,最大限度地減少了計(jì)算機(jī)資源的使用及其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)增強(qiáng)了業(yè)務(wù)運(yùn)營和流程。
而除降低數(shù)據(jù)中心PUE以外,實(shí)際上“綠色計(jì)算”還包括合理分配計(jì)算資源,讓企業(yè)組織利用他們已有的計(jì)算資源來最大限度減少能源消耗和總體碳足跡。
在綠色云計(jì)算的發(fā)展過程中,如何有效地減少能源消耗和碳排放是一個(gè)重要的研究課題。
為了解決這個(gè)問題,研究人員提出了一系列的技術(shù)措施??偟膩砜矗饕▋蓚€(gè)角度:
綠色設(shè)施設(shè)備。這包括節(jié)能和環(huán)保的信息和通信技術(shù)(ICT)工具,例如數(shù)據(jù)中心中使用的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備。
它還包括電源單元、冷卻設(shè)備和容納這些組件的建筑物。通過使用能效更高、性能更強(qiáng)的硬件設(shè)備,以減少計(jì)算機(jī)能源的消耗。
綠色軟件工程方法論。包括管理數(shù)據(jù)中心和其他基于云的服務(wù)的所有應(yīng)用程序。
綠色軟件工程方法背后的主要思想是構(gòu)建可靠的應(yīng)用程序,這些應(yīng)用程序不僅可以滿足組織的要求,而且還具有能源效率。
例如,開發(fā)人員可以實(shí)施代碼和架構(gòu)更改,以減少應(yīng)用程序消耗的溫室氣體排放。
在海外,云服務(wù)商已經(jīng)開始嘗試對(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;
二是我國云服務(wù)碳核算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫仍不完善,存在數(shù)據(jù)相對(duì)陳舊等問題;
三是目前國際上碳核算標(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)過程主要涉及數(shù)據(jù)中心建設(shè)、IT設(shè)備采買等,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)營過程的碳排放核算應(yīng)包含用戶在使用私有云和公有云過程中所產(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)營過程中的碳逸散,運(yùn)維運(yùn)營人員的碳足跡等維度。
回收過程包含報(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。
數(shù)字減碳助力產(chǎn)業(yè)釋放“零碳紅利”
借助云計(jì)算,企業(yè)組織可以實(shí)現(xiàn)比本地IT環(huán)境更高效的服務(wù)器利用率、更高的工作負(fù)載靈活性和更節(jié)能的基礎(chǔ)架構(gòu)。
據(jù)埃森哲稱,與使用本地IT基礎(chǔ)架構(gòu)的組織相比,將工作負(fù)載轉(zhuǎn)換為高效云解決方案的組織可以節(jié)省30%-40%的總擁有成本(TCO)。
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,利用云原生架構(gòu)對(duì)上層云服務(wù)進(jìn)行開發(fā)或重構(gòu),對(duì)應(yīng)用特性進(jìn)行針對(duì)性開發(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。
在近期舉行的亞馬遜云科技創(chuàng)新大會(huì)上,西門子展現(xiàn)了其借助亞馬遜云科技Serverless服務(wù),為客戶構(gòu)建一個(gè)快速敏捷的平臺(tái)——Mendix低代碼開發(fā)平臺(tái)。
該平臺(tái)使應(yīng)用構(gòu)建變得更快、更簡單,能夠提供更廣泛的企業(yè)級(jí)解決方案及業(yè)務(wù)場景,將應(yīng)用構(gòu)建速度提升10倍,并減少70%的資源需求,大大降低對(duì)資源和電力的消耗,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排。
以荷蘭皇家郵政為例,其采用在亞馬遜云科技上運(yùn)行的西門子Mendix低代碼開發(fā)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)快速地生產(chǎn)部署、運(yùn)維上線。
結(jié)合亞馬遜云科技完整的工具鏈,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用發(fā)布過程自動(dòng)化。
最終荷蘭皇家郵政僅用6個(gè)月就完成了積壓2年的工作量,每天能夠處理超過150萬訂單量,并保證99.95%的快遞能在正常運(yùn)行時(shí)間送達(dá),并且通過亞馬遜云科技在基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維方面節(jié)省了大量人工,降低80%的成本,幾小時(shí)就可以完成一個(gè)月的開發(fā)工作,并在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)交付。
如今,亞馬遜云科技已服務(wù)全球數(shù)百萬企業(yè)客戶,其能夠服務(wù)千行百業(yè)也絕非偶然?!俺晒κ菦]有捷徑的,任何的經(jīng)驗(yàn)都是需要通過一遍一遍的實(shí)踐才能獲得,但所有的機(jī)會(huì)都是藏在一遍遍的優(yōu)化、迭代、進(jìn)化中,所謂的長期主義者就是踏平波動(dòng),穿越周期,擁抱趨勢?!眮嗰R遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理陳曉建表示。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的廣泛推廣,綠色云計(jì)算的未來發(fā)展也十分值得期待。
目前,亞馬遜云科技、谷歌、阿里巴巴、騰訊、百度等頭部云廠商在“云減碳”上的相關(guān)動(dòng)作越來越多,碳中和已不僅僅是落在紙面上的熱議話題。
相信在不久的將來,更多的云服務(wù)商將會(huì)推出自己的碳中和計(jì)劃,加入到“云減碳”的隊(duì)伍中,并走向更加綠色低碳、可持續(xù)的云計(jì)算未來。