國家能源局原局長張國寶日前首次公開表示，當前非常流行的云計算模式屬高能耗項目。不難想象，在由電腦搜索引擎開啟的“云”時代，“云”代表著速度以及海量的數(shù)據(jù)和信息。這體積快速膨脹著的“云”每天都在吞吐著巨大的能量。那么這能量從何而來？或許一位老地質(zhì)專家無意間的一句話回答了這個問題，他這樣說：“世間萬物，包括天上的云，都要承接地氣，否則就變成死云。”
“云”離不開電
日前，記者從有關(guān)部門獲悉，騰訊正在重慶兩江新區(qū)打造云計算中心，該中心的服務(wù)器未來將達到30萬臺，規(guī)模將超過其在天津的云計算中心。以此為里程碑，未來重慶將打造“云特區(qū)”。歐美國家外包給亞洲地區(qū)的1000萬臺服務(wù)器中的200萬-300萬臺將安放到重慶。另據(jù)報道，泉州也在傾力打造海西云計算產(chǎn)業(yè)園。
相關(guān)報道顯示，截至2011年12月，由科技部批準的、已建成或正在建設(shè)的云計算中心，計有深圳、長沙、天津、濟南。而之前于2000年建成的上海超級計算中心也已開始部署曙光超級計算機。
可見，“云”已在神州大地落戶安家。微軟大中華區(qū)技術(shù)執(zhí)行官張湘輝如此比喻云計算在百姓生活中的應(yīng)用：“未來普通百姓使用云計算服務(wù)，就像在家使用自來水那樣方便：只要擰開云計算的‘水龍頭’，需要哪些云計算服務(wù)，即可根據(jù)各自需求選擇，且只需為使用的那一部分付費。”
沒有人敢小覷這些“云”。和天上的云不同，“云計算”對于能量的吞吐和消耗每天都達到驚人的程度：仍以重慶在建的云特區(qū)為例，假設(shè)未來歐美外包的服務(wù)器將達到300萬臺，按業(yè)界通常的估算標準，每臺服務(wù)器的功率大致為400W（含散熱所需消耗的電力功耗）為計算基礎(chǔ)，也就是說每臺云計算服務(wù)器每小時的耗電為0.4度（千瓦時）計算，每天24小時運行，全天耗電量為9.6度，300萬臺云計算服務(wù)器的耗電量為2880萬度，其全年耗電將超過100億度電。
可見，云計算所消耗的能量，完全來自煤電、水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等等。我們可以理解的是，以上那位老地質(zhì)專家所說的“地氣”，所指的就是這些地球母親所賜予的能源。
中國云計算專家委員會委員劉鵬給記者算了一筆賬，“單從能源方面來看，我們做過一個統(tǒng)計，一臺云計算服務(wù)器一年大概消耗5000元的電費，如果建設(shè)一個100萬臺機器的云計算中心，光是電費就要50億元，這在能源緊張的中國是一個很大的問題。”
國家能源局原局長張國寶日前表示，他掌握的中國聯(lián)通數(shù)據(jù)中心的能耗數(shù)據(jù)顯示，該中心每年耗電99億千瓦時。以中國目前標準煤的效能看，需要消耗92萬噸標準煤才能提供足夠的電力供中國聯(lián)通數(shù)據(jù)中心的能耗需求。與中國聯(lián)通對應(yīng)，中國電信數(shù)據(jù)中心年耗電112億千瓦時，總計年需消耗102.95萬噸標準煤。
據(jù)英國布里斯托爾大學(xué)科學(xué)家計算，現(xiàn)在的云計算主要表現(xiàn)為云媒體服務(wù)，每人每天云計算需求3200兆字節(jié)（MB），每兆字節(jié)耗電4瓦特小時，全球云計算每天耗電11750億瓦特，相當于100個北京市。
“云”在吃碳
當人們坐在寬敞明亮的寫字樓里，享受著搜索引擎所帶來的低碳辦公時，也許不曾想到，現(xiàn)代化辦公環(huán)境的低碳排放，實際上是以更多的煤炭燃燒消耗為代價的。根據(jù)張國寶的統(tǒng)計，2011年中國電量結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電比例仍達到83%，總共燃燒98億噸標準煤。可見，云計算所耗電量的絕大部分依然是由傳統(tǒng)的煤燃燒所產(chǎn)生的火電供應(yīng)。
我們?nèi)砸怨雀铻槔?，看看整個過程需要消耗多少能量。據(jù)美國IT業(yè)研究公司Gart-ner估計，谷歌數(shù)據(jù)中心擁有近100萬臺服務(wù)器，每臺服務(wù)器每小時消耗大約1000瓦的電量。也就是說，谷歌的搜索引擎每小時消耗100萬千瓦的電量。這個搜索引擎每小時產(chǎn)生近1000萬個搜索結(jié)果，每次搜索消耗的能量可以讓一只100瓦的燈泡工作一小時。
這樣的結(jié)果，相信很多人都沒有聽說過。以美國為例，美國人平均每天進行1.5次搜索。據(jù)美國國家環(huán)境保護局估計，數(shù)據(jù)中心在美國能源消耗量中的比重占到了1.5%。如果美國人平均每天進行數(shù)百次搜索，這個比例將發(fā)生怎樣的變化？如果全球60億人都使用搜索服務(wù)，又將消耗多少能源？
云計算將成為信息架構(gòu)的未來，但要實現(xiàn)這個目標卻是以大量碳排放為代價的，未來等待我們的，可能是一塊巨大的“二氧化碳云”。未來要真正實現(xiàn)低碳的云計算辦公，任重道遠。綠色和平組織甚至指責微軟、雅虎、Google和蘋果等，認為這些IT巨頭嚴重依賴煤動力，是氣候變暖的幕后黑手。
“云”期待健康新能源
隨著新能源大量運用到發(fā)電當中去，低碳云計算并非遙遠不可及。也就是說，在今后二三十年，地氣的改善將直接關(guān)系到云計算的健康和可持續(xù)發(fā)展。微軟環(huán)境可持續(xù)部門高級主管Francois Ajenstat就綠色和平組織的報告發(fā)表了公開回應(yīng)：數(shù)據(jù)中心和云計算服務(wù)可以幫助人們減少對環(huán)境的影響。例如，統(tǒng)一通信技術(shù)可以減少大家的出行，家庭能源管理服務(wù)的使用可以幫助用戶減少資源消耗，比如微軟Hohm。微軟在通過行動最大限度地實現(xiàn)節(jié)能，通過創(chuàng)新支持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。我們在昆西和華盛頓等地的數(shù)據(jù)中心為了減少二氧化碳排放量而使用了水電作為主要能源。在都柏林和愛爾蘭，我們使用外部自然冷空氣來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)中心的溫度，這項措施的節(jié)能達50%。
在我國，南方電網(wǎng)公司原副總經(jīng)理周繼太日前表示，將逐步縮小火電的比重，2020年，火電裝機將從當前的64.8%降至44.7%。此外，中國工程院副院長杜祥琬也表示，煤炭在總能源當中的比重應(yīng)該逐步下降。“煤炭目前是我國壓倒性主導(dǎo)能源，貢獻很大，但是比較粗放、低效、污染、欠安全，如果做得好，到2050年現(xiàn)在70%的比重有可能壓到40%以下，煤炭年消耗的絕對量近一二十年仍然會有所增加。大約在2030年達到峰值，以后總能源的增值量將由清潔能源補充。”
另外，在目前煤電仍占據(jù)主導(dǎo)位置的情況下，對于富余電力的有效利用既能提高煤電的使用效率，為云計算提供了可靠的電力保證，也能有效降低煤的消耗。以內(nèi)蒙古自治區(qū)為例，每年有將近6個月的霜凍期，而且有1300多萬千瓦的‘窩電’被浪費。云計算中心“就地取電”，讓內(nèi)蒙古的富余電力找到了一個最佳的出路，實現(xiàn)了最優(yōu)質(zhì)高效的利用，同時也省去了長距離輸電而帶來的電能損耗，是典型的共贏之舉，為國家節(jié)約了大量的電力資源。記者算了一筆賬，這樣的一個數(shù)據(jù)中心，一年需求的電量約為30億千瓦時，而根據(jù)媒體報道的數(shù)據(jù)，內(nèi)蒙古“窩電”量大約是700億千瓦時，如果再加上中國移動等其他幾個公司投資的數(shù)據(jù)中心，則可以解決20%以上的“窩電”。
云計算將成為信息架構(gòu)的未來，但要實現(xiàn)這個目標卻是以大量碳排放為代價的，未來等待我們的，可能是一塊巨大的“二氧化碳云”