一场关于环保的全民讨论正在轰轰烈烈地展开,重重雾霾之间所有人都在思索我们能为留住头顶的蓝天做些什么。其实在这场蓝天保卫战中,我们赖以生存的互联网也许并不像我们想象的那么环保。青小云从互联网上节选了一些文字和相对权威的数据,以使大家充分了解互联网和信息行业对能源与环保带来的压力。但是由于几乎所有企业的服务器数量和运行情况都被列为公司机密信息,因此很难对全球和全国的服务器及各种硬件数量、能源消耗及能效进行真实有效而及时的调查。以下数据来自一些调查机构,同难以查询出处的一些数据相比通常较为保守,而且多为一、两年前的数据,因此今天的实际数据很有可能会更加惊人。希望通过以下数据,能够让我们共同重视绿色IT的话题,为减少能耗、保护环境尽一份力。

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互联网及信息行业——新兴的噬能巨兽
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你知道么?支撑我们丰富而热闹的互联网生活的,是巨大的能源消耗;而在现阶段以非清洁能源为主要电力来源的中国,能源消耗的代价则是大量化石燃料的燃烧、温室气体的排放和严重的雾霾。

据ICTResearch统计,2012我国数据中心能耗高达664.5亿千瓦时,占当年全国工业用电量的1.8%。根据预测,到2015年我国数据中心能耗预计高达1,000亿千瓦时,相当于整个三峡水电站一年的发电量。(http://tech.idcquan.com/pro/34910.shtml)

根据《纽约时报》2012年9月22日刊发的 Power, Pollution and the Internet 一文,“全球范围内所有数据中心的总功率高达3,000万千瓦(青小云注:全年电耗约为2,628亿千瓦时),几乎相等于30座核电站的产电量。”

“庞大的数据中心团体消耗的电力是令人吃惊的。斯坦福大学的研究人员乔纳森·G·库米(Jonathan G. Koomey)研究数据中心能源消耗问题已经超过10年的时间。他透露,2010年全美数据中心的用电量高达760亿千瓦时,约占2010年美国全国用电量的2%。而总部位于英国伦敦的DatacenterDynamics也给出了相似的研究结果。”(http://www.guokr.com/article/351861)

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信息行业能耗构成——用于计算的有效能耗之外,还有大量非有效能耗
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PUE,数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。当前,国外先进的数据中心机房PUE值通常小于2,而我国的大多数数据中心的PUE值在2-3之间。

假设PUE=2,则:

IT负载能耗(有效能耗)占IDC总能耗的50% 数据中心电力转化消耗、制冷、备用电池的持续充电等非有效能耗占IDC总能耗的50%

即IT设备每消耗1度电,则数据中心的基础设施为保障IT设备运行要再多消耗1度电。

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能源利用率低——闲时能耗造成的巨大浪费
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在1993年创立Uptime Institute的Kenneth Brill认为,能源利用率过低可以说是互联网行业的“原罪”。布瑞尔解释道,在上世纪90年代,人们认为软件运行系统如果运行多个程序的话会导致服务器崩溃,人们甚至认为服务器开机关机就会出现崩溃的可能性。在这种认识下,计算机技术人员很少让一个服务器运行多个任务,同时技术人员不管任务完成与否、市场需求如何都始终保持服务器24小时运行。数据中心负责人眼中的首要原则是:不惜一切代价保证服务器正常运转。

“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2万个服务器进行了调查,发现实际用于计算机运算的用电量只占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。”(http://www.guokr.com/article/351861)

也就是说,从上架那天起,服务器几乎是永不关机的,而我们开动着接近100%的功率,但所使用的仅仅是平均10%左右的IT能力。

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如何让计算更环保?
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通过上面的几组数据,我们可以大致了解到信息产业节能环保的措施主要可以有以下3个方面:

采用清洁能源,降低大气污染; 降低PUE值; 提高能源利用率。

而在我国,由于种种原因,电力供应几乎只能来自国家电网,清洁能源很难并网从而得以推广,PUE值的下降要靠国家政策推进以及所有IDC运营商的积极努力,非一日之功。而目前最有效的节能方式则是通过IaaS服务大幅提升IT系统效能,降低闲时能耗,从而提高能源利用率。

QingCloud采用自主研发的虚拟化技术,在充分保障QoS及系统冗余的前提下,公有云平台的硬件资源使用率高达50%,同传统IT平均水平相比,能源利用率提高了4倍左右。

通过已知数据:

“据ICTResearch统计,2012我国数据中心能耗高达664.5亿千瓦时; 据IDC圈《2013-2014年中国IDC产业发展研究报告》统计,2013年国内IDC市场增速为24.7%;”

可以大致估算出2013年国内数据中心能耗大约为664.5亿度*(1+24.7%)=828.63亿千瓦时。

假设全部数据中心实现同qingcloud.com相同效率的云化,平均CPU使用率从10%提升至50%,则能耗可下降至165.73亿千瓦时,相当于节约了近2,168万吨标准煤(3.27吨标准煤/万千瓦时),减少了5,680万吨二氧化碳排放、 18.43万吨二氧化硫和 16.04万吨氮氧化物(据测算,燃烧1吨标准煤将产生二氧化碳2.62吨、二氧化硫8.5公斤、氮氧化物7.4公斤http://health.sohu.com/s2013/pm/);

假设IDC能耗占全国总能耗的2%,通过云计算可以实现全国总能耗下降1.6%。

综上,在清洁能源的使用仍是难题、PUE的整体下降任重道远的现在,云计算是我国互联网和信息行业绿色节能的最有效途径。

让计算更环保,QingCloud承诺,从我做起。