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全球资料中心运算能力提升5倍,电力使用只增加6%

  一篇刊登于《科学》期刊的论文指出,从2010年到2018年之间,资料中心的运算能力提升5倍,但电力使用却只增加6%


  来自多所大学及研究机构的5名科学家,以《重新校准全球资料中心电力使用估计》(Recalibrating global data center energy-use estimates)一文登上了《科学》(Science)期刊,指出传统估算资料中心的用电量,将随着市场对于资料中心的需求而大幅攀升,但数据显示,从2010年到2018年之间,资料中心的运算能力提升了550%,但电力使用却只增加6%,该篇论文出炉的同一天,Google也公布了该公司节省资料中心用电量的细节。


全球资料中心运算能力提升5倍,电力使用只增加6%


  研究指出,许多对资料中心用电量的估计,都是来自于对2005年到2010年之间的数据预估,在这期间,全球资料中心的用电量从153 TWh增加到203~273 TWh,约佔全球电力使用的1.1~1.5%。若以此数据及成长幅度,来预测2010年之后的资料中心电力使用,那么市场对资料中心需求的攀升,将让资料中心再度成为众矢之的。


  但事实上,从2010年到2018年之间,资料中心的景象已然不同,2018年全球资料中心的任务与运算实例成长了6倍,流量成长11倍,储存能力成长26倍,但电力的使用却只有205TWh,约只比2010年增加6%,仅占全球电力使用的1%,与2010年相当。


  上述主要归功于处理器效能的改善,以及减少了空间功率,储存使用的电力也变少,每台服务器上安装的运算实例增加了,再加上资料中心的电力使用效率(PUE)亦稳定下滑等因素。


  Google指出,该公司则是在经营的每个层面上避免浪费,除了设计高效率的Tensor处理单元,并替所有资料中心配置高效能服务器之外,该公司从2014年开始,就透过机器学习来自动化资料中心的冷却系统,开发了智慧型的温度、灯光及冷却控制器,以减少Google资料中心的电力使用。


  平均来说,Google资料中心的能源效益约是一般企业资料中心的两倍,若与5年前相较,在同样的电力使用上,Google现在可提供7倍的运算能力。


  Google资料中心在2019年的电力使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)为1.1,而业界的PUE平均值则为1.67。PUE是用来衡量资料中心的省电能力,其计算方式是资料中心「总用电量」与「供应IT设备的电量」比,在理想的状态下,资料中心的耗电量应该全部用在运算,达到为1.0:100%,但实际的情况是有许多电力被用在散热或照明的其它功能上,因此,该值愈低,代表有愈多的电力用来支援资料中心的主要运算能力。


  此外,Google也引用论文中的结论之一,指出超大型的资料中心通常比小型及本地端的资料中心更具能源效益,意味着不管是个人或企业,其实只要简单地切换到基于云端的运算服务就能立即减少能力损耗,同时Google也预期,未来本地端及云端运算之间的能源效益差距,将会越来越大。

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