“比特”與“瓦特”深度融合，云計算駛向綠色低碳快車道

科技云報道原創(chuàng)。

1776年，工人瓦特發(fā)明蒸汽機，引發(fā)第一次工業(yè)革命，也開辟了人類利用能源的新時代。

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)動的數(shù)字化時代正式來臨。

又過了20多年，數(shù)字化風潮早已席卷各個行業(yè)，千行百業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型向縱深挺進，比特與瓦特穿越時空，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)同推動下，更加低碳的數(shù)字化轉(zhuǎn)型明顯進入了速度疊加的上升期。

以數(shù)字化之鑰，打開低碳化機遇之門

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

數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國算力總體規(guī)模達到170EFLOPS（每秒一萬七千億億次浮點運算），我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模已達500萬標準機架。

隨著數(shù)字技術向經(jīng)濟社會各領域全面持續(xù)滲透，全社會對算力需求十分迫切，預計每年仍將以55%以上的速度快速增長，可見算力需求與數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展速度具有強關聯(lián)性。

伴隨各行各業(yè)對算力的強烈需求，用云量增長迅速。

但是當前有些地區(qū)迫于“碳達峰”、“碳中和”的能耗管控壓力，將大于1萬千瓦時的數(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)濟的發(fā)展，但也是無奈之舉。

在海外，云服務商已經(jīng)開始嘗試對云服務碳排放進行核算并為用戶提供碳賬單，但國內(nèi)對云計算碳排放核算方法尚未有統(tǒng)一標準，仍面臨一定挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在三個方面：

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

二是我國云服務碳核算所需基礎數(shù)據(jù)庫仍不完善，存在數(shù)據(jù)相對陳舊等問題；

三是目前國際上碳核算標準僅涉及傳統(tǒng)高排放行業(yè)，對云服務等軟件服務碳核算未有明確定義。

此外，從云服務碳排放的核算范圍看，應涵蓋從建設、運營到回收整個生命周期中產(chǎn)生的所有碳排放進行核算。

其中，建設過程主要涉及數(shù)據(jù)中心建設、IT設備采買等，核算節(jié)點應包括建筑材料、能源消耗、服務器、機柜、散熱設備等。

運營過程的碳排放核算應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，包括服務器、存儲設備、網(wǎng)絡設備、安全設備、散熱設備、供電設備、照明設備、數(shù)據(jù)中心控制系統(tǒng)、發(fā)電機等節(jié)點，以及運營過程中的碳逸散，運維運營人員的碳足跡等維度。

回收過程包含報廢和碳回收兩個環(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。

綠色計算+數(shù)字減碳助力產(chǎn)業(yè)釋放“零碳紅利”

如今，我國主要云服務提供商紛紛響應國家政策，均于2021年底公布了實現(xiàn)碳中和目標的時間以及相關的措施，大部分云服務商承諾了在不同的碳排放范圍下于2030年前實現(xiàn)碳中和。

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

云計算減碳并非對單一環(huán)節(jié)的改進創(chuàng)新，而是一個包括指定目標、確定實現(xiàn)路徑、衡量是否產(chǎn)生效果、結(jié)合反饋進行糾正等在內(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用服務等關鍵環(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，將不同地域、不同規(guī)格的物理服務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)基礎上，對架構(gòu)進一步優(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)工作負載動態(tài)分配與管理資源，提高物理服務器的資源利用率并將閑置資源降頻、休眠或關停以降低能耗；且保證云服務的服務質(zhì)量和性能，減少用戶額外的資源消耗，從另一方面減排。

云應用服務環(huán)節(jié)，針對云的優(yōu)勢，利用云原生架構(gòu)對上層云服務進行開發(fā)或重構(gòu)，對應用特性進行針對性開發(fā)適配，并對底層云資源進行精細化管理和動態(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)務性能。

海外云服務商在節(jié)能減碳方面較為領先，多數(shù)頭部云服務商均已達成碳中和目標，下一步準備實現(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》，目標是在2040年實現(xiàn)所有業(yè)務線零碳排放，相比《巴黎協(xié)定》的目標提前十年。

作為全球最大的使用可再生能源的企業(yè)之一，亞馬遜計劃到2025年實現(xiàn)100%使用可再生能源支持企業(yè)運營。

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

亞馬遜云科技負責云自身的可持續(xù)發(fā)展，如云數(shù)據(jù)中心的設計，機柜/服務器、建筑材料、可再生能源的采購，電力能源的使用效率、冷卻過程中水的可持續(xù)性等等。

客戶負責云上自身應用的可持續(xù)發(fā)展，如軟件架構(gòu)，選擇的云服務，及代碼效率等。亞馬遜通過為客戶提供工具及最佳實踐，幫助客戶去實現(xiàn)云中應用的可持續(xù)性。

“亞馬遜云科技的職責，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)務場景里面實現(xiàn)雙碳目標。

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

例如，金風零碳作為亞馬遜云科技的雙碳能源轉(zhuǎn)型合作伙伴，借助其全面的技術支撐，構(gòu)建了完善的現(xiàn)代化的“3減碳1平臺零碳解決方案”，實現(xiàn)快速的開發(fā)、部署和迭代，不僅應用在自身業(yè)務中，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平臺開發(fā)過程中，亞馬遜云科技在3個方面提供幫助：

基于該方案，金風科技亦莊智慧園區(qū)于2021年1月28號獲得北京綠色交易所認證的全國首個“碳中和”園區(qū)，每年可再生能源發(fā)電量達750萬千瓦時，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。

結(jié)語

在碳中和的時代主題下，云計算將作為先行軍，幫助用戶實現(xiàn)數(shù)字化的“節(jié)能減排”進化，這既是下一代云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵，也是驅(qū)動智能化與碳中和相結(jié)合的重要助推力。

從上述角度看，云計算產(chǎn)業(yè)在碳中和所引領的能源革命中，發(fā)揮著不可替代的作用。而這場風口，即是機遇。

來源：科技云報道

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