這個(gè)夏天，大數(shù)據(jù)很熱，數(shù)據(jù)中心更熱，但高耗能與數(shù)據(jù)中心如影相隨。谷歌和臉譜各自提供了綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心的范本。再加上硬件存儲(chǔ)設(shè)備的升級(jí)和能耗管理軟件公司的出現(xiàn)，有望聯(lián)手擒下數(shù)據(jù)中心這只電老虎。？？陶娟/文

大數(shù)據(jù)當(dāng)?shù)?，?shù)據(jù)中心先行一步成為投資熱點(diǎn)。2013年，騰訊與天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)達(dá)成數(shù)據(jù)中心的新一輪擴(kuò)建協(xié)議，預(yù)計(jì)服務(wù)器總?cè)萘繉⑦_(dá)到20萬(wàn)臺(tái)，項(xiàng)目整體投資35億元。此外，百度、阿里巴巴均已著手大規(guī)模自建，從基礎(chǔ)設(shè)施入手鞏固自己的地位。而為大部分IT企業(yè)提供數(shù)據(jù)托管服務(wù)的三大運(yùn)營(yíng)商，也在此領(lǐng)域展開(kāi)激烈拼搶。截至2012年3月的統(tǒng)計(jì)顯示，全國(guó)已規(guī)劃了約30個(gè)10萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器以上規(guī)模的大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資達(dá)2700億元，建成后可容納服務(wù)器數(shù)量超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。

數(shù)據(jù)中心應(yīng)時(shí)代而生，但大興土木之際，能源消耗卻成為攔路虎。顯然，這與環(huán)保潮流并不融洽。谷歌、Facebook所打造的環(huán)境友好型數(shù)據(jù)中心回應(yīng)了新型數(shù)據(jù)中心的節(jié)能訴求。而硬件存儲(chǔ)設(shè)備的升級(jí)和能耗管理軟件公司的出現(xiàn)，有望聯(lián)手擒下數(shù)據(jù)中心這只電老虎。

昂貴的電老虎

當(dāng)數(shù)萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器設(shè)置在同一空間內(nèi)，不僅設(shè)備本身需要耗電，如何為這些發(fā)熱的設(shè)備降溫更是一門大學(xué)問(wèn)。PUE（數(shù)據(jù)中心設(shè)施所消耗的總功率/IT設(shè)備所消耗的功率）是用來(lái)衡量數(shù)據(jù)中心能效的主要指標(biāo)，目前，歐美數(shù)據(jù)中心平均PUE值為1.8，而國(guó)內(nèi)業(yè)界平均PUE值為2.5，即IT設(shè)備每用1度電，需要額外耗費(fèi)1.5度電為其降溫。在“2012中美清潔能源論壇”上，國(guó)家能源局前局長(zhǎng)張國(guó)寶表示，當(dāng)前流行的“云計(jì)算”非常耗能。據(jù)其披露，中國(guó)聯(lián)通數(shù)據(jù)中心每年耗電99億千瓦時(shí)，以中國(guó)目前標(biāo)準(zhǔn)煤的效能看，每年需要消耗92萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤才能為其提供足夠的電力。另一大運(yùn)營(yíng)商中國(guó)電信不遑多讓，它的數(shù)據(jù)中心年耗電112億千瓦時(shí)，年需消耗102.95萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

張國(guó)寶將云計(jì)算與高耗能劃上等號(hào)的觀點(diǎn)引起了廣泛爭(zhēng)議，但數(shù)據(jù)中心高耗能卻是不爭(zhēng)事實(shí)。從全球范圍來(lái)看，信息產(chǎn)業(yè)耗電量大約占全球耗電總量的8%，而數(shù)據(jù)中心則是其中名副其實(shí)的電老虎。《冰冷現(xiàn)金、涼爽氣候：給生態(tài)企業(yè)家的科學(xué)建議》一書(shū)的作者、斯坦福研究員喬納森·庫(kù)米（Jonathan Koomey），在其研究報(bào)告中推測(cè)，2010年全世界的數(shù)據(jù)中心大約用電1988億千瓦時(shí)。而據(jù)綠色和平組織的一份報(bào)告觀測(cè)，到2020年，全球主要IT營(yíng)運(yùn)商的數(shù)據(jù)處理和電信網(wǎng)絡(luò)將消耗掉19630億千瓦時(shí)的電力資源，超過(guò)目前德國(guó)、法國(guó)、加拿大和巴西四國(guó)的能耗總和。由高能耗所引發(fā)的高昂運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本更是在所難免。麥肯錫的研究表明，2007年全球數(shù)據(jù)中心的能源費(fèi)用就高達(dá)86億美元，而到了2010年這一數(shù)字就已輕松過(guò)百億美元。

這只電老虎不僅是IT企業(yè)的心頭難，更引起了政界關(guān)注。2007年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（Environmental Protection Agency，EPA）在研究了全美數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題后，向美國(guó)國(guó)會(huì)提交了相關(guān)報(bào)告，并推薦了各種節(jié)能細(xì)則。在中國(guó)，工信部也已聯(lián)合多部委出臺(tái)了《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《數(shù)據(jù)中心綠色分級(jí)評(píng)估操作辦法和技術(shù)方法》等，鼓勵(lì)優(yōu)先建設(shè)大中型綠色數(shù)據(jù)中心，對(duì)于PUE在1.5以下的新建數(shù)據(jù)中心將給予電力、用地、人才、網(wǎng)絡(luò)、配套設(shè)施等多方面的保障。

打造更低的PUE

政府出臺(tái)政策指引的同時(shí)，綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心也成為公司宣傳自家環(huán)保形象的金字招牌。在應(yīng)用了一系列最新節(jié)能技術(shù)后，騰訊的天津數(shù)據(jù)中心每年可比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)約電力消耗近2億千瓦時(shí)。而在2013年4月由工信部主導(dǎo)的“綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心”評(píng)測(cè)中，百度、騰訊、中國(guó)電信和阿里巴巴獲評(píng)4A級(jí)，中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通獲評(píng)3A級(jí)，其中百度的MI云計(jì)算中心更是降到了平均PUE1.36的最佳水平。

不過(guò)，國(guó)外的科技大鱷在節(jié)能方面儼然還是走在了前面。數(shù)據(jù)中心的選址和設(shè)計(jì)至關(guān)重要，天氣、地理、可再生能源都需劃入考慮范疇。聯(lián)邦快遞將數(shù)據(jù)中心遷至寒冷干燥的落基山脈，雅虎著名的“雞舍”數(shù)據(jù)中心則利用完全免費(fèi)的空氣自然對(duì)流進(jìn)行降溫。在靠近北極圈的冰島，冬季平均氣溫-1-2℃，夏季不過(guò)7-10℃，且擁有豐富的地?zé)岷惋L(fēng)電資源。瀏覽器公司Opera、為Facebook托管數(shù)據(jù)的Verne Global均在此建立數(shù)據(jù)中心，與建在歐洲和紐約的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，它們能節(jié)省超過(guò)50%的成本。一度破產(chǎn)的冰島也視其為天賜良機(jī)，專門開(kāi)辟了工業(yè)園區(qū)招商引資，未來(lái)五到十年間，數(shù)據(jù)中心甚至可能成為這個(gè)迷你國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)。

每天面對(duì)30億次搜索，每秒回答3.4萬(wàn)個(gè)問(wèn)題的谷歌，同時(shí)還是世界最大視頻網(wǎng)站YouTube的東家，無(wú)疑是電力大戶，其數(shù)據(jù)中心耗電量大約占全球所有IT企業(yè)的近1%，能源上的高支出使其有充足動(dòng)力去降低PUE，2011年其數(shù)據(jù)中心PUE值低至1.14，比之2010年的1.16再次降低2個(gè)百分點(diǎn)。谷歌最為人稱道的一個(gè)數(shù)據(jù)中心位于芬蘭哈米納港，在斥資2億歐元買下一座上世紀(jì)50年代的造紙廠并改建后，新數(shù)據(jù)中心修建了一條隧道引入芬蘭灣冰冷的海水降溫。而在中國(guó)臺(tái)灣彰化，投入3億美元、將在2013年下半年投入運(yùn)營(yíng)的谷歌數(shù)據(jù)中心，則首次采用了夜間冷卻技術(shù)和熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)。

自2008年以來(lái)，谷歌每年都發(fā)布能源報(bào)告，披露其能源管理成效?！暗乩惫倘魂P(guān)鍵，它的竅門還包括將數(shù)據(jù)中心冷通道的溫度提高到80華氏度（26.7℃左右），而標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心溫度范圍一般是68-74華氏度（20-23.3℃）；采用水冷水塔和“蒸發(fā)法”降溫；使用外部空氣冷卻其數(shù)據(jù)中心，而不是使用耗能的冷卻系統(tǒng)等。同時(shí)，谷歌還專門定制了節(jié)能服務(wù)器，將無(wú)貢獻(xiàn)效率的元件拆走，并在每個(gè)服務(wù)器里內(nèi)建能源轉(zhuǎn)換率可達(dá)99.9%的電池，以擺脫中心式不間斷電源。根據(jù)喬納森·庫(kù)米的推算，2005年，谷歌數(shù)據(jù)中心共擁有35萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，年耗電量12億度；2010年，谷歌數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器數(shù)量達(dá)到90萬(wàn)臺(tái)，如果按照2005年的能效，其耗電量應(yīng)達(dá)到31億度，但其實(shí)際電力消耗僅為19億度，節(jié)約了近40%的能源開(kāi)支。

擁有11.7億月活躍用戶、每日新增百萬(wàn)張照片的Facebook給出的數(shù)據(jù)中心PUE值則更低，僅為1.07，它的特點(diǎn)在于“開(kāi)源”。不同于谷歌將數(shù)據(jù)中心視為行業(yè)機(jī)密，2011年，F(xiàn)acebook大方邀請(qǐng)業(yè)界參觀其在俄勒岡州投資4.5億美元建立的普利恩維爾數(shù)據(jù)中心，并把數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案和全新設(shè)計(jì)的服務(wù)器公之于眾。通過(guò)量身定制硬件，而非從設(shè)備廠商購(gòu)買現(xiàn)成產(chǎn)品，F(xiàn)acebook在效率提升38%的基礎(chǔ)上降低了28%的成本。成功運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)中心甚至能強(qiáng)化Facebook的硬實(shí)力，向上拓延服務(wù)鏈，在其宣布的“開(kāi)放式云計(jì)算項(xiàng)目”中，普利恩維爾數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有臺(tái)達(dá)電、廣達(dá)、AlfaTech、Power-One、AMD與英特爾的參與，而第二代數(shù)據(jù)中心已吸引了戴爾、惠普、Rackspace、Skype、Zynga等廠商加盟。業(yè)界評(píng)論認(rèn)為，盡管其數(shù)據(jù)中心目前還處于自用狀態(tài)，但以其效率及成本優(yōu)勢(shì)，加之開(kāi)源模式的聚合力，不排除未來(lái)涉足云計(jì)算服務(wù)的可能性，這將對(duì)傳統(tǒng)的云計(jì)算服務(wù)提供商亞馬遜、Saleforce.com等產(chǎn)生沖擊。

新技術(shù)仍將不斷涌現(xiàn)

數(shù)據(jù)中心的節(jié)能創(chuàng)新，不僅僅由出于優(yōu)化開(kāi)支目的谷歌和臉譜推動(dòng)，這一領(lǐng)域的硬件、軟件及整體架構(gòu)的創(chuàng)新仍將不斷涌現(xiàn)。

提高服務(wù)器的存儲(chǔ)容量是硬件商的節(jié)能之道。在2013年6月舉行的第五屆中國(guó)云計(jì)算大會(huì)上問(wèn)世的首款最大容量PB級(jí)云存儲(chǔ)系統(tǒng)—基于IA架構(gòu)的云存儲(chǔ)一體機(jī)，由南京云創(chuàng)存儲(chǔ)科技有限公司、英特爾、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十二研究所共同研發(fā)，以其3倍節(jié)能、5倍容量、10倍性價(jià)比多重優(yōu)勢(shì)完勝傳統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。大規(guī)模部署PB級(jí)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，將有效解決能耗問(wèn)題，降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)作成本，實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的構(gòu)想。

通過(guò)軟件系統(tǒng)智能管理數(shù)據(jù)中心能耗則是另一種思路。美國(guó)初創(chuàng)公司Vigilent為數(shù)據(jù)中心配備用于收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳感器，從而動(dòng)態(tài)控制散熱和空氣資源處理。分布在數(shù)據(jù)中心的成千上萬(wàn)個(gè)傳感器將數(shù)據(jù)收集后，提供實(shí)時(shí)信息并告知處于Vigilent系統(tǒng)中心的人工智能平臺(tái)。Vigilent利用Big Analytics進(jìn)行分析，并將優(yōu)化命令傳輸?shù)椒?wù)器，讓服務(wù)器確定是否需要調(diào)整散熱力度，或者確定具體哪個(gè)地方需要加大或者減少散熱力度，并給相應(yīng)區(qū)域的制冷設(shè)備發(fā)送信號(hào)，執(zhí)行關(guān)閉、打開(kāi)空調(diào)，或是調(diào)整散熱風(fēng)扇速度的指令。在應(yīng)用了Vigilent的能源管理解決方案后，美國(guó)最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商Verizon將散熱成本削減了40%-50%。其另一名客戶、數(shù)據(jù)集成軟件提供商Informatica（INFA，NSDQ）也成功使得數(shù)據(jù)中心一年減少333370磅二氧化碳排放和73%的能耗。目前，Vigilent已在美國(guó)、加拿大和日本三國(guó)的90處地方進(jìn)行了部署，并已實(shí)現(xiàn)盈利，2013年其獲得了由Accel Partners領(lǐng)投的670萬(wàn)美元融資。