逐向雙碳:綠色計算的誤區與正確開啟方式

naojiti發表於2022-04-12

數字經濟時代,資料與算力就是生產力已經成為行業的重要共識。資料、算力增長的背後,涉及的端側裝置、協同平臺、資料儲存、處理等碳排也與日俱增,不可忽視。

拿核心的資料中心來說,有關研究機構資料顯示,過去十年,我國資料中心整體用電量以每年超過10%的速度遞增。截至2020年,資料中心約佔我國用電量的2.7%。據IDC的預計,到2024年資料中心耗電量將佔到全社會耗電量的5%以上。可預見的是,隨著市場體量和需求的持續增長,這一比例仍將不斷上升。

在碳達峰、碳中和的戰略背景下,如何提高整個數智裝置與計算的效率、降低能耗,是行業最為關注的重要問題。

綠色計算在這個背景下,成為低碳算力發展的最新趨勢,近幾年,綠色計算在行業被頻繁提及。綠色計算倒不是一個新詞,十年前它就被提出了。在雙碳的背景需求下,綠色計算的內涵可不只是資料中心,還包含更加豐富的內容。

綠風重塑的三重價值鏈

對於綠色計算,早期的研究主要是從功耗問題開始。關於它完整的研究與分析,迄今的討論比較少,目前仍然沒有標準的定義。很多人望文生義,對綠色計算的內涵簡單扣個資料中心的帽子,這是不少人理解的誤區。

對於綠色計算的含義,拆開文字討論,綠色包含的內容簡單來說就是低碳和無害,即能源和資源的節約,能源和資源的高效利用與迴圈利用,對人和環境的友好。計算可理解為包含軟硬體結合的終端裝置、伺服器和相關係統等。

行業內對綠色計算的內涵的共識,總結來說是採用高效、節能和低功耗的計算裝置和配套設施,合理分配計算資源,保障可持續發展的低成本、低能耗的新型系統與應用。

從綠色計算的內涵也就很容易的看到其對於產業的價值。對於企業來說,綠色計算賦予企業成本、能耗、技術、環保等價值鏈的提升。

一是降低綜合成本。無論是大公司還是小企業,降本增效是其永恆的話題,簡化IT運維管理,降低綜合成本的需求迫切。對於企業來說,將資料、算力負載合併到更密集、集中的計算平臺上,是降本增效的有效方法。當數百臺伺服器整合為幾臺伺服器,機房或資料中心樓面空間成本、電力需求隨之也會大幅降低,軟硬體維護、網路管理等運維工作也可以大幅簡化。企業整體在軟硬體方面的運營成本也將大幅降低。

二是綠色降耗,承擔環保責任。雙碳背景的需求下,企業的碳排也有了更加嚴苛的標準。尤其是高碳排、高能耗的巨頭企業,綠色計算意味著合規的生產與運營強制要求。採用集約的綠色計算、高能效的AI系統技術,意味著同樣的工作負載只需要更少的伺服器和配套軟體支撐,實現合規的同時,也承擔了企業應有的環保責任。

三是支援技術、業務的創新。採用高效能、高密度、高資源利用率的綠色計算架構,可以支援企業在現有架構的基礎上靈活擴充套件,充分利用伺服器資源,開發與部署新應用,提供新服務,從而快速響應市場要求和展開業務創新。

綠色計算的降低能耗與提質增效成為數字化建設的新起點和機遇,蘊含著新的增長點和價值空間,綠色數字經濟的可持續發展,離不開綠色計算在其中的催化作用。

覆蓋:落地的核心與外延

綠色計算是一個系統的工程,涉及產業的各個領域整合、設計、應用,離不開軟硬體、新的高效能AI計算系統的輔助。企業實現綠色計算的方式,也是通過對基礎設施、軟硬體裝置的重新架構、整合、部署,實現運營過程中的可持續計算曆程。

提及綠色計算繞不開的是資料中心,這是數字基建過程中基礎設施中最核心的部分,也是綠色計算最典型的應用場景。綠色計算的目的是優化計算資源的設計、建設、使用及回收過程,實現節能、環保的目的。產業內綠色計算最熱門的被關注方向,也是相對應落地最為廣泛的領域。

ICT領域。包含資料中心在內,新興的智慧通訊網路,新一代的AI計算架構等。這些領域是資料與算力處理的核心領域。網際網路巨頭、AI獨角獸等企業等,在這些領域具備天然的技術、人才等優勢,與減碳排需要旺盛的企業互補吸引,助益企業綠色計算的發展。

傳統能源與新興清潔能源的綠色改革領域。資料顯示,發電與供熱的碳排放佔比最高,這些產業能耗巨大,因此也是綠色計算重點著手發展與改造的領域。在碳中和的大勢之下,光伏、風電、水電、核電等綠色能源將會迎來高速發展期。綠色計算在這些新興的領域,施展的空間巨大。

面向中國製造2025的製造業、工業等領域。製造業、工業的數字化轉型是大勢所趨,製造業數字化轉型行動、智慧製造工程等不斷增加,數字經濟的發展,離不開底層的實體經濟的助益。工業、製造業本身也是高碳排能耗大戶,底層的工業、製造業的數字基礎設施需要綠色計算的助益。

當然,綠色計算的落地,也包括一些新興的綠色產業,如綠色城市、綠色園區、綠色樓宇、綠色交通等。拿交通領域來說,車路協同、自動駕駛、智慧交通規劃等,都是綠色計算能夠覆蓋的領域。根據中金公司研究部的預測,2024年個人出行中的自動駕駛,將使二氧化碳年排放減少約1.18億噸。

綠色計算的主要載體就是有關資料與算力的裝置、計算機、伺服器和相關子系統等。端側裝置與AI計算架構的模型是綠色計算中的基本組成單元。這也意味著AI和物聯網也是綠色計算中重要的參與角色。

“綠膜”養成:哨兵與資訊捕獵者

物聯網基本的端側裝置覆蓋組成的各種系統,像個能力優秀的哨兵,不僅能夠捕獲、處理價值資訊,也能夠站好自己的每一班哨崗。這些系統通過核心的技術-高能效的AI計算系統,包括在端側裝置上的高效AI模型執行,在邊緣伺服器上的高效資源管理,在雲伺服器上的高效AI模型訓練等,能夠有效監測、分析和管理碳排放。

拿工業領域的自動化工廠或黑燈工廠來說,我們知道工廠的生產線與生產過程的自動化,以資料的驅動為核心,生產的各個環節如入料、生產、加工、檢測、物流等,利用物聯網裝置與感測器集中收集的海量資料將整個生產鏈連通,結合軟體平臺和大資料分析技術來實現工業自動化控制、智慧化管理,實現碳排降低的目的。

在許多新聞報導中我們會發現,近兩年製造業的許多大廠都投資鉅額來新建或升級工廠。格力、老闆電器、美的等企業,投資數十億的資金來升級4.0工業版本的工廠。如美的對外宣稱,已經投資120億投入到智慧製造、智慧燈塔工廠,據統計2020年美的的單位產值二氧化碳排放相較2017年降低16.33%。2020年較2019年溫室氣體排放減少超過68000噸。製造業、工業領域的企業不止可以減少能源的消耗,也能提升產品的質量。

在交通物流領域,藉助物聯網,企業還可以實時追蹤物料和貨物資訊,優化車隊的管理與運輸路線等,不僅節省車隊的燃油,也可以降低城市的擁堵與汙染。尤其是針對冷鏈運輸的貨物,物聯網技術降低碳排放的作用更加顯著。通過調整貨運車箱內的溫度,避免易腐和易碎產品暴露在過熱、過冷條件下,出現不必要的產品破損和失效。

物聯網在碳排能耗最前的能源領域內,也能夠通過端側裝置的資料採集、異構資料的監測與融合等,進行資料驅動的智慧優化,實現火電裝置燃燒的智慧控制與管理運維,降低能耗。而在可再生的能源領域如風光電等大規模發電機機組,也已經大量的使用物聯網裝置與AI智慧系統。

在新興的綠色產業中,如園區、樓宇的管控中,通過對建築全生命週期的管理,使得園區與建築向智慧和綠色可持續的方向進化。物聯網系統作為智慧化控制的大腦,可以對建築各個分離的智慧化系統進行全面集中管理和控制,包括空調系統、新風系統、照明系統、能源計量監測和PM 2.5濃度監測等。對建築物中所有能耗進行綜合、全面的精細化管理,及時洞察建築中能耗裝置和區域的能效異常,通過優化裝置操作流程,提高人員管理效率來實現建築的持續節能。

在上述領域中,我們可以看到物聯網在綠色計算中大有可為。通過多源異構感知和資料融合,我們可以對各類裝置監控預警,進行資料驅動的智慧規劃和資源排程優化。在園區和樓宇,智慧物聯網可以助力智慧安防監控,進行目標檢測追蹤,實現智慧管理運營,降低能耗。在交通方面,智慧物聯網可以賦能複雜交通系統協調管控,對交通流量進行預測排程,實現高效的車路協同和車端能源管理。

在實現碳中和的過程中,物聯網的作用,類似一層覆蓋在千行百業中的“數字綠膜”。由物聯網構成的各種系統,能夠有效監測、分析和管理碳排放。綠色計算趨勢的發展下,數字經濟的綠色轉型,蘊含的機遇與生長空間會逐漸增大。

新的需求和應用的創新空間也變得廣闊起來,逐向綠色計算方向的各類企業是碳中和的重要參與者和引領者。在產業鏈的各個環節,將生產要素和市場機會與綠色計算耦合,持續不斷的螺旋上升發展。我們的生產、生活也在綠色計算的產業覆蓋下模式升級,持續的綠色發展,離碳中和目標的實現距離越來越近。

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