今年兩會上，數(shù)字化轉型與碳達峰、碳中和被寫入政府工作報告，作為“新進”的能源消耗大戶，數(shù)據(jù)中心又將如何在滿足數(shù)字化轉型日益增長的算力需求的同時，步入綠色、節(jié)能、減排的可持續(xù)發(fā)展道路？為此，在至頂網(wǎng)的采訪中，Supermicro公司市場營銷與網(wǎng)絡安全副總裁Michael McNerney，向我們介紹了當前國際及國內數(shù)據(jù)中心綠色減排技術發(fā)展趨勢，以及如何利用異構計算，提升AI和大數(shù)據(jù)挖掘處理能力，還有如何采用更有效的服務器回收機制，更好實現(xiàn)電子垃圾回收。
國際綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展態(tài)式
當前國內外都在重視綠色減排，同時我們國家也在大力發(fā)展數(shù)字化轉型，而數(shù)字化轉型對算力的需求十分巨大。那么，目前國內外數(shù)據(jù)中心的能耗又處于一種什么狀態(tài)？Michael McNerney首先就這個問題向我們進行了介紹：
現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心運營幾乎不需要人力維運，但耗電量卻十分驚人，占全球發(fā)電總量的近3%。據(jù)估計，隨著數(shù)字化轉型步伐的加快，很快數(shù)據(jù)中心能耗將突破8%。為滿足公眾需求（例如5G和視頻流），數(shù)據(jù)中心服務要求日益提高，必須進一步提升計算能力。因此，能耗隨之增加。近年來，當代服務器的系統(tǒng)性能顯著改善，存儲空間持續(xù)擴大，連接需求與日俱增。全球數(shù)據(jù)中心運營商都已經意識到，創(chuàng)建綠色數(shù)據(jù)中心、降低電力消耗是企業(yè)責任之所在，而緩解數(shù)據(jù)中心對氣候變化的影響也成為Supermicro產品戰(zhàn)略的核心之一。服務器、存儲設備和網(wǎng)絡基礎設施運行所需的電量，可視為數(shù)據(jù)中心開展“工作”的必要條件。但是，數(shù)據(jù)中心還必須考慮其他一些成本，其中最大的成本是系統(tǒng)冷卻所需的電量（也即資金）。用電效率（PUE）的計算必須納入這些成本。PUE的具體計算方法是：將服務器、存儲設備和網(wǎng)絡基礎設施消耗的電量求和，然后除以數(shù)據(jù)中心運行所需的總電量。這個比率在理想狀態(tài)下為1.0，它可以用作評估數(shù)據(jù)中心運行效率的一個衡量指標。
全球的服務和計算能力需求日漸攀升，數(shù)據(jù)中心的電耗也隨之增長。Supermicro在綠色計算領域發(fā)揮著重要的戰(zhàn)略領導作用，率先大舉投資并列入企業(yè)計劃，包括開發(fā)高性能電源系統(tǒng)、先進散熱系統(tǒng)、開發(fā)節(jié)能架構讓絕大部份的組件可重復利用以延長更新周期等，全部工作均在美國落實并完成（中國臺灣和荷蘭提供區(qū)域支持）。微處理器技術的不斷進步，使得新一代產品所消耗的電量可以完成更多的工作，因此部分抵消了不斷增長的計算能力需求。此外，數(shù)據(jù)中心運營商也考慮采用更多其他方法來減少源于化石燃料發(fā)電廠的電力消耗，包括使用清潔能源、冷熱獨立通道設計和液體冷卻技術。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術新動態(tài)
數(shù)據(jù)中心能耗驚人，在這個數(shù)字化轉型的關鍵時間，有什么技術可以保障數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)化發(fā)展。Michael McNerney從服務器節(jié)能，異構計算對算力提升這兩方面向我們更進一步進行了介紹：
微處理器領域的最新技術進步使得我們能夠以較低的電耗完成較多的工作，這樣數(shù)據(jù)中心就可以為企業(yè)內部員工和外部客戶提供更好的服務。精心設計的服務器也可以減少能源的消耗，因為專業(yè)的機械設計可以改善氣流。計算流體動力學（CFD）有助于設計人員妥善安排服務器的內部組件，以優(yōu)化氣流，從而降低風扇速度。
異構計算的出現(xiàn)有可能顯著加快許多應用的速度。當前的圖形處理單元（GPU）已經展示，通過重編算法以充分利用專用的架構，我們可以加快許多高性能計算（HPC）和人工智能（AI）應用的速度。但是，并非所有處理任務都可以使用GPU，其他硬件類型的加速器很快就會出現(xiàn)。實際上，F(xiàn)PGA已經用于加速某些應用。
電子垃圾回收新進展
除了能耗問題之外，電子垃圾也是全球數(shù)據(jù)中心面臨的一個重要問題。在這方面，雖然服務器的使用壽命一般是三到四年，成批的服務器到期報廢，會產生出大量的電子垃圾。接下來，Michael McNerney就Supermicro產品如何通過更換子系統(tǒng)，例如：CPU、內存、電源、風扇和其他組件，減少電子垃圾的產生又向我們進行了講解：
Supermicro自服務器設計初期開始倡導節(jié)能，而不是后期被迫修改，降低給定工作負載的能耗，從而削減成本并減少碳補償舉措。但是，如果服務器刷新頻率過高，勢必導致每年產生的電子垃圾增多。減少電子垃圾的方法之一是延遲服務器退役時間。使用組合式服務器后，數(shù)據(jù)中心可加快部份組件的刷新速度、提高性能、降低能耗、削減資本支出，有效延長設備的生命周期，推遲整個系統(tǒng)的退役時間，并最大限度地減少電子垃圾。
過去，若要充分利用服務器技術發(fā)展成果，數(shù)據(jù)中心必須更換整臺服務器，即使組件（機箱、電纜、電源、網(wǎng)絡交換機、風扇、管理系統(tǒng)和I/O）使用壽命尚剩余數(shù)年也不例外，這種服務器更換方法會產生極大的浪費?，F(xiàn)在，Supermicro通過分離服務器內部的子系統(tǒng)，以便各個組件分別進行技術升級，這樣可以將服務器機箱的使用壽命延長至7年以上，同時保持先進的性能和能源效率。
未來數(shù)據(jù)中心與環(huán)境展望
最后Michael McNerney就未來數(shù)據(jù)中心在綠色節(jié)能環(huán)保方面，還會有什么新進展。和我們進行了展望：
首先，是清潔能源（可再生能源）的采用。數(shù)據(jù)中心運營商越來越關注成本，特別是自己設施的PUE。那么采用清潔能源（或可再生能源）是一個重要的舉措，有助于大幅減少排放到大氣中的二氧化碳。
其次，冷熱獨立通道的設計也是必須優(yōu)先考慮的一個重要問題。CPU和GPU制造商的新技術消耗的電量越來越多，因此必須考慮液體冷卻方式，因為它的散熱能力更高。數(shù)據(jù)中心的位置也很重要，最好是比較靠近可再生能源的地方，并且能夠使用免費的空氣冷卻（寒冷的氣候）。
最后，組合式服務器成大勢所趨。組合式服務器將有助于數(shù)據(jù)中心縮短服務器子系統(tǒng)的刷新時間并降低刷新成本，不僅可以加快刷新速度，還能充分利用最新技術。更重要的是，如前面所說，組合式服務器能有效地幫助各個組件分別進行技術升級，這樣可以將服務器機箱的使用壽命延長至7年以上，同時保持先進的性能和能源效率，幫助更高效地達到綠色節(jié)能的目標。
