"Science" ın en son algoritma modeli, küresel veri merkezi enerji tüketiminin beklendiği kadar olmadığını ortaya koyuyor
Görüntü kaynağı @ panoramik görüş
Makale Akademik Başlıklar
Veri merkezi, bilgi işlem ve ağ ekipmanı ile doludur ve verilerin toplanması, depolanması ve işlenmesi için merkezdir. Bilgi dünyası veri yoğun teknolojilere giderek daha fazla güvenirken, veri merkezlerinde enerji kullanımı da giderek artan bir ilgi görüyor.
Dünya gittikçe daha fazla veri kullanıyorsa, kesinlikle daha fazla enerji tüketecek, ancak bugüne kadarki en kapsamlı analizlerden biri durumun böyle olmadığını gösteriyor.
Kağıt sayfasının ekran görüntüsü (Kaynak: Science resmi web sitesi)
Bu sabah erken, Bilim Dergisi Veri merkezlerinin enerji kullanımını daha bilimsel ve doğru bir şekilde keşfedebilmek için Northwestern Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nın (LBNL) en son araştırma sonuçlarını yayınladı, Araştırmacılar, bugüne kadarki en detaylı küresel veri merkezi enerji kullanım modelini geliştirdiler.
Bu model sayesinde araştırmacılar, küresel veri merkezlerinin son on yılda enerji tüketiminin insanların düşündüğünden çok daha az olduğunu buldular. Veri talebindeki hızlı artışa rağmen, son on yılda veri merkezlerindeki büyük enerji verimliliği iyileştirmeleri, enerji kullanımını genel olarak istikrarlı bir seviyede tuttu.
Küresel veri merkezi enerji tüketimi eğilimleri (Kaynak: Bilim)
Aynı zamanda araştırmacılar, Çalışmanın sonuçları, BT endüstrisinin ve politika yapıcıların arkalarına yaslanıp rahatlayabilecekleri anlamına gelmiyor Ekip, bu modelin piyasaya sürülmesiyle veri merkezi enerji tüketimi konusunda daha fazla araştırmayı teşvik etmeyi umuyor. Araştırmacılar ayrıca, veri merkezi enerji kullanımında gelecekteki büyümeyi azaltmaya yardımcı olmak için araştırma sonuçlarına dayalı olarak üç özel politika önerisi türü önerdiler.
Hiç bitmeyen veri merkezi enerji tüketimi
Veri merkezinin temel işlevi, merkezi depolama, iletim ve bilgi alışverişini gerçekleştirmektir. Temel birimi bir sunucudur ve birkaç sunucu bir raf oluşturur.Veri merkezindeki raf sayısı farklı gereksinimlere göre değişir. Geleneksel enerji tüketim birimlerinden farklı olarak, veri merkezi günde 24 saat çalışır ve günün her saati çalışır.
Güçlü bilgi işlem gücü nedeniyle veri merkezleri, modern bilgi işlem altyapısının vazgeçilmez bir parçası haline geldi ve giderek daha fazla şirket, veri merkezlerinden barındırma hizmetleri ve bulut bilişim çözümleri aramaya başladı.
Kademeli olarak istikrarlı bir gelişme sürecine giren çimento ve metalurji gibi geleneksel yüksek enerji tüketen endüstrilerin keskin bir tezat oluşturması ve enerji tüketimindeki sıçramayı yeniden üretmenin zor olması, Gelişmekte olan bir sektör olarak, veri merkezleri, iş genişlemesiyle birlikte güç tüketiminde hızlanma eğilimindedir.Veri merkezlerinin sayısının önümüzdeki iki ila beş yıl içinde önemli ölçüde artması beklenmektedir.
Veri merkezinin içinde
Bu kadar çok yeni veri merkezinin ortaya çıkmasıyla birlikte, sürdürülebilir enerji çözümlerinde yenilikçi gelişmeler yaşanmış olsa da, mevcut durum hem küçük hem de büyük veri merkezlerinin çok fazla güç tüketmesi ve veri merkezi enerji tüketiminin dikkate alınması gerektiğidir. Acımasız gerçeklik.
anket gösteriyor ki, Yalnızca 2017 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki veri merkezleri 90 milyar kilovat saatten fazla elektrik tüketti Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bu veri merkezlerinin enerji ihtiyaçlarını karşılamak için elektrik üretmek için 34 büyük kömür yakıtlı elektrik santraline ihtiyaç var.
dünya içinde Veri merkezinin toplam güç tüketimi, dünyanın toplam elektrik üretiminin yaklaşık% 3'ünü oluşturan yaklaşık 416 terawatt'tır. Karşılaştırıldığında, küresel veri merkezlerinin enerji tüketiminin, 65 milyon nüfuslu sanayileşmiş bir ülke olan İngiltere'den% 40 daha fazla olduğu görülüyor.
Veri merkezleri şu anda çok fazla enerji tüketiyor ve her yıl daha fazla tesis inşa edildiğinden, bu durum ancak gelecekte artmaya devam edecek. Dünyadaki enerjinin% 80'i hala fosil yakıtlardan üretildiği için, artan elektrik talebi bir sorun haline gelebilir.
Tüketimi azaltmak için son derece sınırlı araçlar
Veri merkezlerinin artan enerji tüketiminin arka planına karşın, Çin kısa süre önce veri merkezlerinin enerji verimliliğini ölçmek için bir değerlendirme göstergesi tanıttı Güç kullanımı verimlilik değeri (PUE) . Bu endeks, veri merkezi ekipmanının toplam enerji tüketiminin bilgi ekipmanının enerji tüketimine bölünmesiyle elde edilir .. Karşılaştırma değeri 2'dir. Değer 1'e ne kadar yakınsa enerji verimliliği o kadar yüksek olur.
Şubat 2019'da, Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, Ulusal Ajans İşleri İdaresi ve Ulusal Enerji İdaresi, 2022'ye kadar veri merkezlerinin ortalama enerji tüketiminin temelde uluslararası ileri seviyeye ulaşmasını gerektiren "Yeşil Veri Merkezlerinin İnşasının Güçlendirilmesine Yönelik Kılavuz Görüşler" yayınladı. Büyük veri merkezlerinin PUE'si 1,4 inç'in altındadır.
Ancak mevcut veri merkezlerinin dönüşümü kolay değil. Veri merkezi için, bilgi ekipmanının enerji tüketimi azaltılamayan enerji tüketimidir, çünkü temel enerji tüketimi sunucu satın alındığında olduğu kadar erken belirlenir ve enerji tasarrufu ancak daha gelişmiş üretim süreçleri ile sağlanabilir. Mevcut önlemler, soğutma gibi yardımcı bağlantılarda tüketimin azaltılması için daha uygundur ve çekirdek ekipman tüketimini azaltma araçları son derece sınırlıdır.
Aynı zamanda, mevcut önlemlerin temel soruna değinememesi nedeniyle, enerji tasarrufu ve tüketim azaltmanın gerçek etkisi oldukça sınırlıdır. China Energy News'ten alınan bir rapora göre, China Engineering Construction Standardization Association'ın Bilgi ve İletişim Meslek Komitesi başkan yardımcısı Qu Haifeng, "Bir veri merkezinin çalışma döngüsü 8-10 yıldır ve enerji tüketimi yönetimi bir gecede mesele değildir."
Ve şu anda Ön değerlendirme, süreç içi izleme ve enerji tüketiminin sonradan denetimi için bundan sorumlu özel yetkili bir departman yoktur ve inceleme mekanizması da boştur. "Enerji tüketimini en iyi anlayan" enerji sektörü bile henüz buna katılmadı. Veri merkezlerinin özellikleri ve işleyişi hakkında yeterince bilgi sahibi değil. "Daha fazlası sadece sektör dışındaki sorunlara bakıyor."
Bu nedenle, enerji tüketimini incelemek için ilgili modellerin oluşturulması özellikle önemli hale gelmektedir. Ayrıntılı ve kapsamlı modeller, veri merkezi enerji kullanımına ve onun itici faktörlerine ilişkin daha incelikli bir görünüm sağlayarak, araştırmacıların gelecekte enerji kullanımını daha iyi yönetmek için stratejik politika önerileri yapmalarına olanak tanır.
Veri merkezi enerji tüketiminin geleceği
Lens Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda araştırma bilimcisi olan Arman Shehabi, "Veri merkezlerinin hızla büyüyen enerji yoğun bir endüstri olduğu düşünüldüğünde, titiz analizler yapmamız gerekiyor. Daha az ayrıntılı analiz, veri merkezlerinin hızlı enerji kullanımını öngörüyor. Büyüme, ancak sektörün tarihsel verimlilik kazanımlarını tam olarak dikkate almıyor. Eksik parçaları dahil ettiğimizde, dijital yaşam tarzımızın farklı bir resmi olacaktır. "
Daha eksiksiz bir resim çizmek için araştırmacılar, veri merkezi ekipman envanteri, verimlilik eğilimleri ve pazar yapısı hakkında bilgiler de dahil olmak üzere birçok kaynaktan yeni verileri entegre ettiler. Oluşturulan model, veri merkezi ekipmanı türlerini (sunucular, depolama ekipmanları ve soğutma sistemleri gibi) ve veri merkezi türlerini (bulut ve hiper ölçekli merkezler dahil) ve dünya bölgeleri tarafından kullanılan enerjiyi ayrıntılı olarak analiz edebilir.
Hesaplanan talebin, tarihsel enerji kullanımının ve tahmini enerji kullanımının ikiye katlanması durumunda (kaynak Bilim)
Araştırmacılar şu sonuca vardı: Son yıllarda veri merkezlerindeki verimlilik kazanımları, küresel ekonominin diğer büyük sektörlerinde gözlemlenenleri çok aşabilir.
Ancak araştırmayı yöneten Eric Masanet, "Veri merkezi verimliliğindeki tarihsel ilerleme etkileyici olsa da, araştırma sonuçlarımız BT sektörünün ve politika yapıcıların arkalarına yaslanıp rahatlayabilecekleri anlamına gelmiyor. Hala yeterli olduğunu düşünüyoruz. Kalan verimlilik potansiyeli birkaç yıl sürebilir, ancak Veri için artan talep, politika yapıcılar, veri merkezi operatörleri, ekipman üreticileri ve veri tüketicileri de dahil olmak üzere herkesin önümüzdeki on yılda enerji kullanımındaki olası artışı yavaşlatmak için çabalarını hızlandırması gerektiği anlamına geliyor. "
Masanet ayrıca şunları söyledi: "Veri merkezi endüstrisi, politika yapıcılar ve halk için daha doğru veri merkezi enerji tüketimi bilgileri sağlamak istiyoruz. Ancak gerçek şu ki, enerji kullanımını daha iyi izlemek için daha fazla iş yapılması gerekiyor, bu yüzden biz Modelimizi ve veri setimizi herkese açık olarak sunmamızın nedeni. "
sunucu
Ekip, modeli yayınlayarak bu alanda daha fazla araştırmayı teşvik etmeyi umuyor. Araştırmacılar ayrıca araştırma sonuçlarını, enerji kullanımında gelecekteki büyümeyi azaltmaya yardımcı olabilecek üç özel politika türüne dönüştürerek politika yapıcıları hemen harekete geçmeye çağırdı:
BT enerji standartlarını güçlendirerek, finansal teşvikler sağlayarak ve en iyi enerji verimliliği uygulamalarını yaygınlaştırarak mevcut enerji verimliliği trendlerinin ömrünü uzatın;
Karbon emisyonlarını azaltmak için yenilenebilir enerji kullanımını teşvik ederken, gelecekteki enerji kullanımını azaltmak için yeni nesil bilgi işlem, depolama ve soğutma teknolojilerine Ar-Ge yatırımını artırmak;
Kör noktaları ortadan kaldırmak ve veri merkezi enerji politikası kararlarını daha güvenilir hale getirmek için veri toplama, modelleme ve izleme faaliyetlerine yatırım yapın.
Kağıt adresi:
https://science.sciencemag.org/content/367/6481/984
Referans malzemeleri:
https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-02/nu-dcu022420.php
