逐向雙碳:綠色計算的誤區與正確打開方式
2022-04-14 518 關鍵要素004
數字經濟時(shi)代,數據(ju)與算(suan)力就是生產力已經成(cheng)為行業(ye)的重要共識。數據(ju)、算(suan)力增長的背后,涉及的端側(ce)設(she)備、協(xie)同平臺(tai)、數據(ju)存儲(chu)、處理等碳排也與日俱增,不可忽(hu)視。
拿核(he)心(xin)的(de)(de)數據(ju)中心(xin)來說,有關研究機(ji)構數據(ju)顯示,過去十年,我國數據(ju)中心(xin)整體用(yong)電(dian)量(liang)(liang)(liang)以(yi)每年超過10%的(de)(de)速度遞增。截(jie)至2020年,數據(ju)中心(xin)約占(zhan)我國用(yong)電(dian)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)2.7%。據(ju)IDC的(de)(de)預計,到2024年數據(ju)中心(xin)耗(hao)電(dian)量(liang)(liang)(liang)將(jiang)占(zhan)到全社會耗(hao)電(dian)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)5%以(yi)上。可(ke)預見(jian)的(de)(de)是,隨著市場(chang)體量(liang)(liang)(liang)和需求的(de)(de)持續增長,這一比例(li)仍將(jiang)不斷上升。
在碳達(da)峰(feng)、碳中(zhong)和的戰略背(bei)景下,如何提高整個數智設備與計算的效率、降低能耗,是行業(ye)最為關(guan)注(zhu)的重(zhong)要問題。
綠色(se)計(ji)算在這個(ge)背景下,成為低(di)碳算力發展的(de)(de)最新趨勢(shi),近(jin)幾年,綠色(se)計(ji)算在行業被頻繁提及。綠色(se)計(ji)算倒(dao)不是一個(ge)新詞,十年前它(ta)就(jiu)被提出(chu)了。在雙碳的(de)(de)背景需求下,綠色(se)計(ji)算的(de)(de)內(nei)涵可(ke)不只是數據中心(xin),還包含更(geng)加(jia)豐富的(de)(de)內(nei)容(rong)。
綠(lv)風重塑的三重價值鏈
對(dui)于(yu)綠色(se)計算,早期的(de)研究主要是從功耗(hao)問題開(kai)始(shi)。關于(yu)它完整(zheng)的(de)研究與分析,迄今的(de)討論比較(jiao)少,目前(qian)仍然沒有標準的(de)定(ding)義(yi)。很多(duo)人(ren)(ren)望文生義(yi),對(dui)綠色(se)計算的(de)內涵(han)簡單扣個數據(ju)中(zhong)心的(de)帽子,這(zhe)是不少人(ren)(ren)理解的(de)誤區。
對于綠色計算的含(han)義,拆(chai)開文字討論,綠色包含(han)的內容簡(jian)單來說(shuo)就是低(di)碳(tan)和(he)(he)無(wu)害,即能源(yuan)和(he)(he)資源(yuan)的節約,能源(yuan)和(he)(he)資源(yuan)的高效利用(yong)與(yu)循環(huan)利用(yong),對人和(he)(he)環(huan)境(jing)的友(you)好。計算可(ke)理解為包含(han)軟(ruan)硬(ying)件結合的終(zhong)端設備、服務器和(he)(he)相關系(xi)統等。
行業內對綠(lv)色計算的內涵(han)的共(gong)識,總結(jie)來說是采用高效、節能和(he)低功耗的計算設(she)備和(he)配套(tao)設(she)施,合理分配計算資源(yuan),保(bao)障(zhang)可持續發展(zhan)的低成本、低能耗的新型系(xi)統與應用。
從綠色(se)計(ji)算的內(nei)涵也就很容易的看到其(qi)對于產(chan)業的價(jia)值。對于企(qi)業來(lai)說,綠色(se)計(ji)算賦予企(qi)業成(cheng)本(ben)、能耗(hao)、技術、環保等價(jia)值鏈的提升(sheng)。
一(yi)是(shi)降低綜合(he)成(cheng)本(ben)。無論是(shi)大公(gong)司還是(shi)小企業,降本(ben)增效是(shi)其永恒的(de)話題,簡化(hua)IT運(yun)(yun)維(wei)管理,降低綜合(he)成(cheng)本(ben)的(de)需求迫切。對(dui)于(yu)企業來說,將(jiang)(jiang)數據、算力負載(zai)合(he)并到(dao)更密(mi)集、集中(zhong)(zhong)的(de)計算平臺上,是(shi)降本(ben)增效的(de)有效方法。當數百臺服務器集成(cheng)為(wei)幾臺服務器,機(ji)房或(huo)數據中(zhong)(zhong)心(xin)樓面空間成(cheng)本(ben)、電力需求隨之也會(hui)大幅降低,軟硬件(jian)維(wei)護、網絡管理等運(yun)(yun)維(wei)工作也可以大幅簡化(hua)。企業整體(ti)在軟硬件(jian)方面的(de)運(yun)(yun)營成(cheng)本(ben)也將(jiang)(jiang)大幅降低。
二是(shi)綠(lv)色降耗,承擔(dan)環保(bao)責(ze)任(ren)。雙(shuang)碳(tan)背景的(de)(de)需(xu)求下,企(qi)業的(de)(de)碳(tan)排也(ye)有了(le)(le)更(geng)加嚴苛的(de)(de)標準。尤(you)其是(shi)高碳(tan)排、高能耗的(de)(de)巨頭企(qi)業,綠(lv)色計算意味(wei)著(zhu)合(he)規(gui)的(de)(de)生產與運營強制要(yao)求。采用集(ji)約(yue)的(de)(de)綠(lv)色計算、高能效的(de)(de)AI系(xi)統技術,意味(wei)著(zhu)同(tong)樣的(de)(de)工作負載只需(xu)要(yao)更(geng)少的(de)(de)服(fu)務器和配套軟件支撐,實現合(he)規(gui)的(de)(de)同(tong)時,也(ye)承擔(dan)了(le)(le)企(qi)業應有的(de)(de)環保(bao)責(ze)任(ren)。
三是支持(chi)技術、業務(wu)的創新。采用(yong)高(gao)性能、高(gao)密度、高(gao)資源利用(yong)率的綠(lv)色(se)計算架構,可以支持(chi)企業在現有架構的基礎上(shang)靈活(huo)擴展(zhan),充分利用(yong)服務(wu)器資源,開(kai)(kai)發與部署新應(ying)用(yong),提供新服務(wu),從(cong)而快速響(xiang)應(ying)市場(chang)要求和(he)展(zhan)開(kai)(kai)業務(wu)創新。
綠色(se)計算(suan)的(de)降低能耗與提質增效(xiao)成為數字化建設的(de)新起點(dian)和機遇,蘊含著新的(de)增長(chang)點(dian)和價值空間,綠色(se)數字經濟(ji)的(de)可持(chi)續發展,離(li)不開(kai)綠色(se)計算(suan)在其中(zhong)的(de)催化作用(yong)。
覆蓋:落地(di)的內核與外延
綠色計(ji)(ji)算(suan)(suan)是一個(ge)系統的(de)(de)工程,涉(she)及產(chan)業的(de)(de)各個(ge)領域集成、設計(ji)(ji)、應(ying)用,離不開軟硬(ying)件、新(xin)的(de)(de)高(gao)效能AI計(ji)(ji)算(suan)(suan)系統的(de)(de)輔助(zhu)。企(qi)業實現綠色計(ji)(ji)算(suan)(suan)的(de)(de)方式,也(ye)是通過對基礎設施、軟硬(ying)件設備的(de)(de)重新(xin)架構、整合、部署,實現運(yun)營(ying)過程中的(de)(de)可持(chi)續(xu)計(ji)(ji)算(suan)(suan)歷程。
提(ti)及綠(lv)色計(ji)算(suan)繞(rao)不開的(de)是(shi)數據中(zhong)(zhong)心(xin),這是(shi)數字基建過程中(zhong)(zhong)基礎(chu)設(she)(she)施中(zhong)(zhong)最核心(xin)的(de)部(bu)分,也(ye)(ye)是(shi)綠(lv)色計(ji)算(suan)最典型的(de)應用場景。綠(lv)色計(ji)算(suan)的(de)目的(de)是(shi)優化計(ji)算(suan)資(zi)源的(de)設(she)(she)計(ji)、建設(she)(she)、使用及回收過程,實現節能、環保的(de)目的(de)。產(chan)業內綠(lv)色計(ji)算(suan)最熱門(men)的(de)被(bei)關(guan)注方向,也(ye)(ye)是(shi)相對應落地最為(wei)廣泛(fan)的(de)領(ling)域。
ICT領域(yu)(yu)。包含數(shu)(shu)據中心(xin)在內,新(xin)(xin)興的(de)智能(neng)通信網(wang)絡(luo),新(xin)(xin)一代(dai)的(de)AI計算架構等(deng)。這些領域(yu)(yu)是數(shu)(shu)據與(yu)算力處(chu)理的(de)核心(xin)領域(yu)(yu)。互聯網(wang)巨頭、AI獨角獸等(deng)企(qi)業(ye)等(deng),在這些領域(yu)(yu)具備天(tian)然的(de)技術(shu)、人才等(deng)優勢,與(yu)減(jian)碳排需要(yao)旺盛的(de)企(qi)業(ye)互補吸引,助益企(qi)業(ye)綠(lv)色計算的(de)發展。
傳統能(neng)源與(yu)(yu)新興(xing)清潔能(neng)源的(de)綠(lv)色改(gai)革領(ling)(ling)域。數據顯示(shi),發電(dian)(dian)與(yu)(yu)供熱(re)的(de)碳排放占比(bi)最高,這些(xie)產業(ye)能(neng)耗巨大(da),因此也是綠(lv)色計算(suan)重(zhong)點著手發展與(yu)(yu)改(gai)造的(de)領(ling)(ling)域。在(zai)(zai)碳中和的(de)大(da)勢之下,光伏、風電(dian)(dian)、水電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)等綠(lv)色能(neng)源將會迎來高速發展期。綠(lv)色計算(suan)在(zai)(zai)這些(xie)新興(xing)的(de)領(ling)(ling)域,施展的(de)空間巨大(da)。
面向中國制(zhi)造(zao)2025的(de)制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)、工業(ye)(ye)(ye)等領域。制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)、工業(ye)(ye)(ye)的(de)數(shu)字化轉型是大(da)勢所趨,制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)數(shu)字化轉型行動、智能制(zhi)造(zao)工程等不(bu)斷(duan)增(zeng)加,數(shu)字經(jing)濟的(de)發(fa)展,離不(bu)開底層的(de)實體經(jing)濟的(de)助益(yi)。工業(ye)(ye)(ye)、制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)本(ben)身(shen)也(ye)是高碳(tan)排能耗大(da)戶,底層的(de)工業(ye)(ye)(ye)、制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)(ye)的(de)數(shu)字基礎設施需要綠色計算的(de)助益(yi)。
當然,綠色(se)計(ji)算(suan)的(de)落地,也包(bao)括一(yi)些(xie)新興(xing)的(de)綠色(se)產業,如綠色(se)城市、綠色(se)園區、綠色(se)樓(lou)宇、綠色(se)交(jiao)(jiao)通(tong)(tong)等。拿交(jiao)(jiao)通(tong)(tong)領域來說,車(che)路協同、自動(dong)駕駛(shi)、智(zhi)能(neng)交(jiao)(jiao)通(tong)(tong)規劃等,都是綠色(se)計(ji)算(suan)能(neng)夠覆蓋(gai)的(de)領域。根據中金公司研究部的(de)預測,2024年(nian)個人出行中的(de)自動(dong)駕駛(shi),將使二(er)氧化(hua)碳年(nian)排放減少(shao)約1.18億噸(dun)。
綠(lv)色計(ji)算(suan)(suan)的(de)主要載體就是(shi)有關數據與算(suan)(suan)力(li)的(de)設備、計(ji)算(suan)(suan)機、服務器(qi)和相關子系統(tong)等。端(duan)側設備與AI計(ji)算(suan)(suan)架構的(de)模型(xing)是(shi)綠(lv)色計(ji)算(suan)(suan)中(zhong)的(de)基本(ben)組成單(dan)元。這也意味著AI和物聯網也是(shi)綠(lv)色計(ji)算(suan)(suan)中(zhong)重要的(de)參與角色。
“綠(lv)膜”養(yang)成:哨(shao)兵(bing)與信息捕獵者
物聯網基本的(de)(de)(de)端側(ce)(ce)設備覆蓋(gai)組成的(de)(de)(de)各種系統,像(xiang)個能(neng)(neng)力優秀的(de)(de)(de)哨(shao)兵,不僅能(neng)(neng)夠(gou)捕獲、處理價值信息,也能(neng)(neng)夠(gou)站(zhan)好自己的(de)(de)(de)每一班哨(shao)崗。這(zhe)些系統通過核心的(de)(de)(de)技術-高(gao)能(neng)(neng)效(xiao)的(de)(de)(de)AI計算系統,包括在(zai)端側(ce)(ce)設備上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)AI模(mo)型執(zhi)行,在(zai)邊緣(yuan)服務器上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)資源(yuan)管(guan)(guan)理,在(zai)云服務器上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)AI模(mo)型訓(xun)練等,能(neng)(neng)夠(gou)有效(xiao)監測、分(fen)析和管(guan)(guan)理碳排放。
拿工(gong)(gong)業(ye)領域的(de)自動化工(gong)(gong)廠(chang)或黑燈工(gong)(gong)廠(chang)來(lai)說(shuo),我們(men)知道工(gong)(gong)廠(chang)的(de)生(sheng)產線與生(sheng)產過程的(de)自動化,以數(shu)據(ju)的(de)驅動為(wei)核心,生(sheng)產的(de)各個環節如入料、生(sheng)產、加工(gong)(gong)、檢測、物(wu)流等,利用物(wu)聯網設備與傳感器集中收集的(de)海量數(shu)據(ju)將整個生(sheng)產鏈連通,結合軟件平臺(tai)和大數(shu)據(ju)分析技(ji)術來(lai)實(shi)現工(gong)(gong)業(ye)自動化控制(zhi)、智能化管(guan)理,實(shi)現碳排(pai)降低的(de)目的(de)。
在許(xu)多(duo)新聞報道中我們會(hui)發現,近兩(liang)年(nian)(nian)(nian)制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)許(xu)多(duo)大廠(chang)都投資(zi)巨額來(lai)新建或升(sheng)級工(gong)廠(chang)。格(ge)力、老(lao)板(ban)電器、美(mei)的(de)(de)(de)等(deng)企業(ye)(ye),投資(zi)數十(shi)億(yi)的(de)(de)(de)資(zi)金來(lai)升(sheng)級4.0工(gong)業(ye)(ye)版本的(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)。如美(mei)的(de)(de)(de)對外宣稱,已(yi)經投資(zi)120億(yi)投入到(dao)智能(neng)制(zhi)造(zao)、智能(neng)燈塔工(gong)廠(chang),據統計2020年(nian)(nian)(nian)美(mei)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)單(dan)位產值二氧化碳排放(fang)相(xiang)較2017年(nian)(nian)(nian)降低16.33%。2020年(nian)(nian)(nian)較2019年(nian)(nian)(nian)溫室氣體排放(fang)減少(shao)超過68000噸。制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)、工(gong)業(ye)(ye)領域的(de)(de)(de)企業(ye)(ye)不止可以減少(shao)能(neng)源的(de)(de)(de)消耗,也(ye)能(neng)提升(sheng)產品的(de)(de)(de)質量。
在交通物(wu)流領域,借助物(wu)聯(lian)網(wang),企業還可以實(shi)時(shi)追蹤物(wu)料(liao)和(he)貨(huo)(huo)物(wu)信息(xi),優化(hua)車(che)(che)(che)隊的(de)(de)管(guan)理與運輸路線等,不僅節省車(che)(che)(che)隊的(de)(de)燃油,也可以降(jiang)低城市的(de)(de)擁堵(du)與污染(ran)。尤其是針對冷鏈運輸的(de)(de)貨(huo)(huo)物(wu),物(wu)聯(lian)網(wang)技術降(jiang)低碳(tan)排放的(de)(de)作用更加顯(xian)著(zhu)。通過調整貨(huo)(huo)運車(che)(che)(che)箱內的(de)(de)溫(wen)度,避免易腐和(he)易碎產品暴露在過熱、過冷條件下,出現(xian)不必要(yao)的(de)(de)產品破損和(he)失效。
物聯網(wang)(wang)在(zai)碳排能(neng)耗最(zui)前的(de)(de)能(neng)源(yuan)領域內(nei),也(ye)(ye)能(neng)夠(gou)通過端(duan)側設備(bei)的(de)(de)數(shu)據采集、異構(gou)數(shu)據的(de)(de)監測與融合等,進行數(shu)據驅(qu)動的(de)(de)智能(neng)優化(hua),實現火電(dian)設備(bei)燃燒的(de)(de)智能(neng)控制與管理(li)運維(wei),降(jiang)低能(neng)耗。而(er)在(zai)可(ke)再生的(de)(de)能(neng)源(yuan)領域如(ru)風(feng)光(guang)電(dian)等大(da)規(gui)模(mo)發電(dian)機機組,也(ye)(ye)已經大(da)量(liang)的(de)(de)使用(yong)物聯網(wang)(wang)設備(bei)與AI智能(neng)系統。
在新(xin)興的(de)(de)(de)(de)(de)綠色產業(ye)中,如園區、樓宇的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)控(kong)中,通過(guo)對(dui)(dui)建(jian)筑(zhu)(zhu)全(quan)生命(ming)周期的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)理(li),使得(de)園區與(yu)建(jian)筑(zhu)(zhu)向(xiang)智(zhi)能(neng)(neng)和(he)綠色可(ke)持續的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)進(jin)化(hua)。物聯(lian)網系(xi)統(tong)(tong)(tong)作為智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)腦,可(ke)以對(dui)(dui)建(jian)筑(zhu)(zhu)各個分離的(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)系(xi)統(tong)(tong)(tong)進(jin)行(xing)(xing)全(quan)面(mian)(mian)集中管(guan)(guan)理(li)和(he)控(kong)制(zhi),包括(kuo)空調系(xi)統(tong)(tong)(tong)、新(xin)風系(xi)統(tong)(tong)(tong)、照明系(xi)統(tong)(tong)(tong)、能(neng)(neng)源計量監測和(he)PM 2.5濃(nong)度監測等。對(dui)(dui)建(jian)筑(zhu)(zhu)物中所有能(neng)(neng)耗進(jin)行(xing)(xing)綜合、全(quan)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)細化(hua)管(guan)(guan)理(li),及時洞察建(jian)筑(zhu)(zhu)中能(neng)(neng)耗設(she)備和(he)區域的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)效異常,通過(guo)優化(hua)設(she)備操作流程,提高人員管(guan)(guan)理(li)效率來實現建(jian)筑(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)持續節能(neng)(neng)。
在(zai)上述領域中,我們可(ke)以(yi)看到(dao)物(wu)聯(lian)網(wang)在(zai)綠色計(ji)算中大有可(ke)為(wei)。通過多源(yuan)異構感知和數據(ju)融合,我們可(ke)以(yi)對各類設(she)備監控(kong)(kong)預(yu)警,進(jin)行(xing)數據(ju)驅動的智能(neng)規劃和資(zi)源(yuan)調(diao)度(du)優化(hua)。在(zai)園(yuan)區和樓(lou)宇,智慧物(wu)聯(lian)網(wang)可(ke)以(yi)助力智能(neng)安防監控(kong)(kong),進(jin)行(xing)目標檢測追蹤,實現(xian)智能(neng)管(guan)理運營,降低能(neng)耗。在(zai)交(jiao)通方面,智慧物(wu)聯(lian)網(wang)可(ke)以(yi)賦能(neng)復雜交(jiao)通系統協調(diao)管(guan)控(kong)(kong),對交(jiao)通流量(liang)進(jin)行(xing)預(yu)測調(diao)度(du),實現(xian)高效的車(che)路協同(tong)和車(che)端能(neng)源(yuan)管(guan)理。
在實現碳(tan)中和的(de)(de)過(guo)程中,物聯網的(de)(de)作用,類似一層覆蓋在千行(xing)百(bai)業中的(de)(de)“數字綠膜(mo)”。由物聯網構(gou)成的(de)(de)各種系統(tong),能夠有效監測、分析和管理(li)碳(tan)排放。綠色(se)計算(suan)趨勢的(de)(de)發展(zhan)下,數字經濟的(de)(de)綠色(se)轉型,蘊含的(de)(de)機遇與生(sheng)長(chang)空間(jian)會逐漸增大。
新的(de)需求和應用的(de)創新空(kong)間也變得廣(guang)闊(kuo)起來,逐(zhu)向綠(lv)色計(ji)算(suan)方向的(de)各(ge)類(lei)企業是碳(tan)中和的(de)重要參與(yu)(yu)者(zhe)和引(yin)領者(zhe)。在(zai)產業鏈的(de)各(ge)個環節,將生產要素和市場機會與(yu)(yu)綠(lv)色計(ji)算(suan)耦合,持續不斷的(de)螺旋上升發(fa)展。我們的(de)生產、生活(huo)也在(zai)綠(lv)色計(ji)算(suan)的(de)產業覆(fu)蓋下模(mo)式升級(ji),持續的(de)綠(lv)色發(fa)展,離碳(tan)中和目標的(de)實現距離越來越近。