众所周知,数据中心的能源消耗是巨大的,然而这些规模庞大、但却其貌不扬的建筑在成为全球经济的强大引擎,并为经济动脉源源不断的输送血液,我们对于数据中心的这些基础设施及其规模化处理能力的疯狂增长存在着依赖,然而从整体而言,数据中心行业提高能源效率作为其规模化扩展的能力则是非凡的。

根据美国政府近期所公布的一项最新的数据中心能源使用情况的调研结果显示,在过去的五年中,美国的数据中心的容量需求大幅增长,但总的数据中心能源消费的增长幅度却并不大。该项调研是首次对全美国数据中心行业近十年来的能源使用情况的全面分析。

根据这项由美国能源部与来自斯坦福大学、西北大学和卡内基。梅隆大学的研究人员共同进行的能源合作研究显示,在2014年,全美国数据中心行业共计消耗了大约700亿千瓦时的电力资源,占全美国能源消费总量的2%.这相当于该年度约640万户美国普通家庭能源消耗的数量。而从2010年至2014年,全美国数据中心行业总能耗增长了大约4%,该能耗较之前一个五年可以说是发生了巨大的变化,在此期间,全美国数据中心行业总能耗增长了24%,而其甚至较之本世纪最初的五年的能耗也发生了一个更大的变化,彼时的能源消耗增长了近90%。

根据该项研究预测,在2010年到2020年之间,能源效率的提升将帮助节省6200亿千瓦时的能源。研究人员预计,从现在到2020年,全美国总的数据中心的能源消耗量将增长4%,他们预测未来五年的能源消耗量的增长率与过去五年是相同的,将达到约730亿千瓦时。

能耗增速放缓

随着互联网是快速发展,围绕着数据中心的能耗情况逐渐开始引起了很多公众的关注。美国能源部(DOE)首次决定尝试量化数据中心行业到底消耗了多少能源,其结果报告发表在2008年的国会报告中,可以说是对这方面不断升温的关注的响应。其结果表明:数据中心的基础设施的确消耗了大量的能源,而且能源的消耗还在继续迅速增长。

而让人没料到的是:整个数据中心行业能源使用总量的增长曲线从2008年到现在的扁平化。美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室的研究科学家Shehabi和他的同事们在分析最新的调研数据时所发现的最大的惊喜。

“整个数据中心行业能源使用总量的增速正在放缓,而现在增长的速率则相当稳定。”他说。“现在,数据中心需要处理更多的业务量,数据中心的处理能力则更高效了。”

更少的服务器

关于该能耗增长曲线扁平化有一份完整的因素清单列表,但其中最为明显的因素是:数据中心所部署的服务器的数量没有如过去一样快速增长。服务器已经变得更为强大且更加有效,该行业已经想出了各种不同的方法来充分利用每台服务器更多的总容量,而其中最主要的方法便是通过服务器虚拟化,该方法使得一台单一的物理服务器能够托管许多的虚拟机。

该研究报告援引市场研究公司IDC的服务器出货量估计,在2000年至2005年间,企业每年所采购的服务器的数量都比上年度的服务器的平均数量增加了15%。在这五年间,数据中心的服务器的部署总量只增加了一倍。

在过去五年,每年的服务器出货量增长速度下降到5%,部分原因是由于2008年以来的市场大跌崩溃,同时也是由于在此期间出现的服务器虚拟化。自2010以来,每年的服务器出货量增长下降到3%,而研究者预计其将继续维持在这一水平直到至少2020年。

效率也不是最终的答案

虽然数据中心行业作为一个整体已经在设法尽量使其能源使用的增长曲线扁平化,但更重要的是要记住:现有的软件中的相当大的一部分,仍运行在非常低效的数据中心中,某些小企业的IT基础设施是在十年前或更早的时候所建立的,而这些IT基础设施还需要继续用于支持医院,银行,保险公司等等的应用程序。

“这些规模非常小的数据中心的效率问题无疑是迫切需要解决的问题。”Shehabi说。“即使他们发展的速度不是很快……但在这些数据中心仍然拥有数以百万计的服务器,而这些服务器的运行都非常低效。”展望未来,找寻到一种方法要么能够使得这些较小规模的数据中心变得更高效;要么用高效的超大规模基础设施来替换它们将是非常重要的。

而较之美国能源部的第一份数据中心行业调研报告,最新的调研结果则是相当令人鼓舞的。当然,最新的调研也并未表明,整个数据中心行业已经有效地解决了他们在未来可能面临的能源问题。您的数据中心仅仅只能通过几个方式来提高效率——您可以通过设计出更高效的基础设施,并提高服务器的利用率——而世界上最大规模的数据中心运营商们已经在这两方面做出了相当多的努力了,但鉴于数据中心服务的需求不断增加,而且也没有迹象表明这种需求将在任何时候会有所放缓。“我们只能尽量实现百分之百的效率。”Shehabi说。

数据中心服务的潜力,目前仍处于一个初级阶段,而随着我们目前继续实施了一系列最大化的提高能源利用效率的战略措施之后,未来的需求可能会增加。了解这种转变是否会发生,何时可能发生,以及数据中心可以采取何种措施来尽量减少他们的成本和并减少对环境影响的方式,将是整个行业在今后的重要研究方向。

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