云计算产业的发展现状及其节能减排趋势分析

2014-09-11 00:01

　　云数据中心的节能技术

　　据统计，数据中心的能耗成本占到了总成本的50%左右，包括电力、机房占地、带宽等各方面。数据中心能耗巨大，主要集中在服务器设备和制冷设备方面，其中制冷系统能耗占整个机房运行能耗的30%~50%。斯坦福大学教授Ohnathan G.Koomey针对数据中心的能耗报告称，全球数据中心2010年共消耗1988亿千瓦时的电力，是全年总发电量的1.1%~1.5%。电费支出已占数据中心运营成本的50%以上，有的甚至达到70%。传统电信业务的电费支出仅占业务收入的2%左右，而数据中心业务的电费支出占业务收入的30%~50%。

　　斯坦福大学研究表明，全球数据中心的能耗在2000—2005年间翻了一番，2010年增加了75%。Gantner的调查显示，2007—2020年间全球数据中心的碳排放量将由80百万吨当量激增到340百万吨当量，直追钢铁、造船、航空等产业。能源花费占IT预算的比例已经从8%激增到48%，电力和制冷问题成为数据中心面临的最大问题，数据中心产业已进入高耗能行业序列。

　　艾默生研究显示，通信/IT设备节能是机房节能的基础，主设备降耗100W，机房可降耗284W；空调设备节能是机房节能的关键，消除274W机房热能需要消耗107W电能；供电系统节能是机房节能的重要因素，为194W负载供电，供电系统需要消耗18W电能。因此主设备的节能可以带来级联性的节能效果，不但降低了设备本身能耗，也降低了相关的空调、供电等能耗。为此Nathuji等人提出一种面向数据中心虚拟化的自适应能耗管理系统Virtual Power，该系统通过集成虚拟化平台自身具备的能耗管理策略，以虚拟机为单位为数据中心提供一种在线能耗管理能力。Pallipadi 等人根据CPU利用率，控制和调整CPU频率已达到优化IT设备能耗的目的。Rao 等人研究了在多电力市场环境中，如何在保证服务质量的前提下优化数据中心能耗总量的问题。针对制冷系统能耗优化问题，Samadiani 等人综合考虑空间大小、机架和风扇的摆放以及空气的流动方向灯因素，提出了一种多层次的数据中心冷却设备设计思路，并对空气流和热交换进行建模和仿真，为数据中心布局提供理论支持。此外，数据中心建成以后，可采用动态制冷策略降低能耗。例如，对于处于休眠的服务器，可适当关闭一些制冷设施或改变冷气流的走向，以节约成本。

　　总之，云计算技术通过虚拟化、实时迁移电源管理技术，可以极大降低主设备的数量和运行时间，进而极大降低主设备的能耗，提供能效，真正实现节能减排。例如，Google，Facebook等大型云数据中心的能源利用率都达到了90%以上。

　　编者语：随着我国云计算产业的逐步成熟，正在渗透到经济和社会各个领域，对我国经济社会发展更加深远的影响。云计算在网络成本的能耗节约中能够充分的应用，有利于我国节能减排的渗透，通过云计算整合一切可以整合的计算资源、存储资源，起到既能节约成本空间，又减少能耗，是未来网络大发展的有力支撑！