今年兩會(huì)上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型與碳達(dá)峰、碳中和被寫入政府工作報(bào)告，作為“新進(jìn)”的能源消耗大戶，數(shù)據(jù)中心又將如何在滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型日益增長的算力需求的同時(shí)，步入綠色、節(jié)能、減排的可持續(xù)發(fā)展道路？為此，在至頂網(wǎng)的采訪中，Supermicro公司市場營銷與網(wǎng)絡(luò)安全副總裁Michael McNerney，向我們介紹了當(dāng)前國際及國內(nèi)數(shù)據(jù)中心綠色減排技術(shù)發(fā)展趨勢，以及如何利用異構(gòu)計(jì)算，提升AI和大數(shù)據(jù)挖掘處理能力，還有如何采用更有效的服務(wù)器回收機(jī)制，更好實(shí)現(xiàn)電子垃圾回收。
國際綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展態(tài)式
當(dāng)前國內(nèi)外都在重視綠色減排，同時(shí)我們國家也在大力發(fā)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，而數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)算力的需求十分巨大。那么，目前國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心的能耗又處于一種什么狀態(tài)？Michael McNerney首先就這個(gè)問題向我們進(jìn)行了介紹：
Supermicro公司市場營銷與網(wǎng)絡(luò)安全副總裁Michael McNerney
現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心運(yùn)營幾乎不需要人力維運(yùn)，但耗電量卻十分驚人，占全球發(fā)電總量的近 3%。據(jù)估計(jì)，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐的加快，很快數(shù)據(jù)中心能耗將突破 8%。為滿足公眾需求（例如5G 和視頻流），數(shù)據(jù)中心服務(wù)要求日益提高，必須進(jìn)一步提升計(jì)算能力。因此，能耗隨之增加。近年來，當(dāng)代服務(wù)器的系統(tǒng)性能顯著改善，存儲(chǔ)空間持續(xù)擴(kuò)大，連接需求與日俱增。全球數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商都已經(jīng)意識(shí)到，創(chuàng)建綠色數(shù)據(jù)中心、降低電力消耗是企業(yè)責(zé)任之所在，而緩解數(shù)據(jù)中心對(duì)氣候變化的影響也成為Supermicro產(chǎn)品戰(zhàn)略的核心之一。服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行所需的電量，可視為數(shù)據(jù)中心開展“工作”的必要條件。但是，數(shù)據(jù)中心還必須考慮其他一些成本，其中最大的成本是系統(tǒng)冷卻所需的電量（也即資金）。用電效率（PUE）的計(jì)算必須納入這些成本。PUE的具體計(jì)算方法是：將服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施消耗的電量求和，然后除以數(shù)據(jù)中心運(yùn)行所需的總電量。這個(gè)比率在理想狀態(tài)下為 1.0，它可以用作評(píng)估數(shù)據(jù)中心運(yùn)行效率的一個(gè)衡量指標(biāo)。
Supermicro針對(duì)云端、人工智能、5G、邊緣和企業(yè)工作負(fù)載優(yōu)化的服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)
全球的服務(wù)和計(jì)算能力需求日漸攀升，數(shù)據(jù)中心的電耗也隨之增長。Supermicro在綠色計(jì)算領(lǐng)域發(fā)揮著重要的戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)作用，率先大舉投資并列入企業(yè)計(jì)劃，包括開發(fā)高性能電源系統(tǒng)、先進(jìn)散熱系統(tǒng)、開發(fā)節(jié)能架構(gòu)讓絕大部份的組件可重復(fù)利用以延長更新周期等，全部工作均在美國落實(shí)并完成（中國臺(tái)灣和荷蘭提供區(qū)域支持）。微處理器技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得新一代產(chǎn)品所消耗的電量可以完成更多的工作，因此部分抵消了不斷增長的計(jì)算能力需求。此外，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商也考慮采用更多其他方法來減少源于化石燃料發(fā)電廠的電力消耗，包括使用清潔能源、冷熱獨(dú)立通道設(shè)計(jì)和液體冷卻技術(shù)。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)新動(dòng)態(tài)
數(shù)據(jù)中心能耗驚人，在這個(gè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)間，有什么技術(shù)可以保障數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)化發(fā)展。Michael McNerney從服務(wù)器節(jié)能，異構(gòu)計(jì)算對(duì)算力提升這兩方面向我們更進(jìn)一步進(jìn)行了介紹：
微處理器領(lǐng)域的最新技術(shù)進(jìn)步使得我們能夠以較低的電耗完成較多的工作，這樣數(shù)據(jù)中心就可以為企業(yè)內(nèi)部員工和外部客戶提供更好的服務(wù)。精心設(shè)計(jì)的服務(wù)器也可以減少能源的消耗，因?yàn)閷I(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)可以改善氣流。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）有助于設(shè)計(jì)人員妥善安排服務(wù)器的內(nèi)部組件，以優(yōu)化氣流，從而降低風(fēng)扇速度。
異構(gòu)計(jì)算的出現(xiàn)有可能顯著加快許多應(yīng)用的速度。當(dāng)前的圖形處理單元（GPU）已經(jīng)展示，通過重編算法以充分利用專用的架構(gòu)，我們可以加快許多高性能計(jì)算（HPC）和人工智能（AI）應(yīng)用的速度。但是，并非所有處理任務(wù)都可以使用GPU，其他硬件類型的加速器很快就會(huì)出現(xiàn)。實(shí)際上，F(xiàn)PGA已經(jīng)用于加速某些應(yīng)用。
電子垃圾回收新進(jìn)展
除了能耗問題之外，電子垃圾也是全球數(shù)據(jù)中心面臨的一個(gè)重要問題。在這方面，雖然服務(wù)器的使用壽命一般是三到四年，成批的服務(wù)器到期報(bào)廢，會(huì)產(chǎn)生出大量的電子垃圾。接下來，Michael McNerney就Supermicro產(chǎn)品如何通過更換子系統(tǒng)，例如：CPU、內(nèi)存、電源、風(fēng)扇和其他組件，減少電子垃圾的產(chǎn)生又向我們進(jìn)行了講解：
Supermicro自服務(wù)器設(shè)計(jì)初期開始倡導(dǎo)節(jié)能，而不是后期被迫修改，降低給定工作負(fù)載的能耗，從而削減成本并減少碳補(bǔ)償舉措。但是，如果服務(wù)器刷新頻率過高，勢必導(dǎo)致每年產(chǎn)生的電子垃圾增多。減少電子垃圾的方法之一是延遲服務(wù)器退役時(shí)間。使用組合式服務(wù)器后，數(shù)據(jù)中心可加快部份組件的刷新速度、提高性能、降低能耗、削減資本支出，有效延長設(shè)備的生命周期，推遲整個(gè)系統(tǒng)的退役時(shí)間，并最大限度地減少電子垃圾。
過去，若要充分利用服務(wù)器技術(shù)發(fā)展成果，數(shù)據(jù)中心必須更換整臺(tái)服務(wù)器，即使組件（機(jī)箱、電纜、電源、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、風(fēng)扇、管理系統(tǒng)和 I/O）使用壽命尚剩余數(shù)年也不例外，這種服務(wù)器更換方法會(huì)產(chǎn)生極大的浪費(fèi)。現(xiàn)在，Supermicro通過分離服務(wù)器內(nèi)部的子系統(tǒng)，以便各個(gè)組件分別進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，這樣可以將服務(wù)器機(jī)箱的使用壽命延長至7年以上，同時(shí)保持先進(jìn)的性能和能源效率。
未來數(shù)據(jù)中心與環(huán)境展望
最后Michael McNerney就未來數(shù)據(jù)中心在綠色節(jié)能環(huán)保方面，還會(huì)有什么新進(jìn)展。和我們進(jìn)行了展望：
首先，是清潔能源（可再生能源）的采用。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商越來越關(guān)注成本，特別是自己設(shè)施的PUE。那么采用清潔能源（或可再生能源）是一個(gè)重要的舉措，有助于大幅減少排放到大氣中的二氧化碳。
其次，冷熱獨(dú)立通道的設(shè)計(jì)也是必須優(yōu)先考慮的一個(gè)重要問題。CPU和GPU制造商的新技術(shù)消耗的電量越來越多，因此必須考慮液體冷卻方式，因?yàn)樗纳崮芰Ω摺?shù)據(jù)中心的位置也很重要，最好是比較靠近可再生能源的地方，并且能夠使用免費(fèi)的空氣冷卻（寒冷的氣候）。
最后，組合式服務(wù)器成大勢所趨。組合式服務(wù)器將有助于數(shù)據(jù)中心縮短服務(wù)器子系統(tǒng)的刷新時(shí)間并降低刷新成本，不僅可以加快刷新速度，還能充分利用最新技術(shù)。更重要的是，如前面所說，組合式服務(wù)器能有效地幫助各個(gè)組件分別進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，這樣可以將服務(wù)器機(jī)箱的使用壽命延長至7年以上，同時(shí)保持先進(jìn)的性能和能源效率，幫助更高效地達(dá)到綠色節(jié)能的目標(biāo)。
