?譯者 | 涂承燁

根據(jù)工信部在 “2022中國算力大會”上披露，截至7月底，全國在用超大型、大型數(shù)據(jù)中心共計497個。

與此同時，數(shù)據(jù)中心的耗電量日益成為了不可忽視的問題。除供電外，大型或超大型數(shù)據(jù)中心的散熱占去了大多數(shù)能耗。

參考中國信息通信研究院泰爾系統(tǒng)實驗室聯(lián)合IBM 1月5日發(fā)布的《可持續(xù)計算藍(lán)皮報告（2022年）》，溫控、供電兩項的能耗之和超過整體的50%，溫控系統(tǒng)為41%，供電系統(tǒng)為10%，IT設(shè)備本身為46%。

“可持續(xù)計算” 、“綠色數(shù)據(jù)中心”一類概念應(yīng)需而生。

十年前，數(shù)據(jù)的云存儲被視為環(huán)保救星。但是，數(shù)據(jù)流的急劇增長正在擴大云的碳足跡，因此，尋找更節(jié)能的計算方式似乎比以往任何時候都更加迫切。

去年，世界上大多數(shù)領(lǐng)導(dǎo)人齊聚COP26（第26屆聯(lián)合國氣候變化大會），作出了新的環(huán)境承諾。其目標(biāo)是將全球氣溫上升控制在1.5°C以下，企業(yè)面臨的壓力越來越大，需要它們挺身而出，發(fā)揮自己的作用。

25年前，當(dāng)我們進入互聯(lián)網(wǎng)時代時，大多數(shù)人只看到了環(huán)境效益，互聯(lián)網(wǎng)和電子郵件如何減少紙張等大量物質(zhì)資源。十年后，云存儲似乎成為IT世界新的生態(tài)救世主。與現(xiàn)場服務(wù)器相比，它減少了公司的能源消耗，減少了溫室氣體排放，并促進了非物質(zhì)化。但很快，我們意識到，計算機、智能手機和存儲云數(shù)據(jù)的巨大數(shù)據(jù)中心的制造、供電和冷卻所產(chǎn)生的碳排放甚至抵消了這些好處。

今天，信息和通信技術(shù)（ICT）對碳排放做出了重大貢獻。ICT主要由數(shù)據(jù)中心和云計算組成，占全球電力消耗的4-6%。

1、云：盈利的同時也是在浪費

當(dāng)組織檢查其IT運營的環(huán)境影響并尋找降低碳足跡的方法時，他們?nèi)匀唤?jīng)常將數(shù)據(jù)移動到云，從而減少數(shù)字應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施的排放。但現(xiàn)實是，你只是沿著供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移碳足跡，而不是完全消除碳足跡時，這會對環(huán)境產(chǎn)生多大影響？

讓我們舉一個簡單的例子。假設(shè)你正在保存標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)文檔。如果你將其保存到硬盤，則需要每千兆字節(jié)0.000005千瓦時才能保存數(shù)據(jù)。另一方面，如果你將其保存在云上，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一項研究得出結(jié)論，數(shù)據(jù)傳輸和存儲的能源成本約為每千兆字節(jié)7千瓦時。這是因為云數(shù)據(jù)不是存儲在實際的云中，而是存儲在建筑物中—巨大的結(jié)構(gòu)中充滿了數(shù)千個硬盤驅(qū)動器承載架，使用了巨大的能量。全世界有數(shù)百萬個數(shù)據(jù)中心，其中一些占據(jù)了近200英畝的土地。

將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心需要耗費大量的能量——數(shù)英里長的光纖電纜，以及其他互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的固定裝置，這些都需要電力。在中心，你的數(shù)據(jù)會多次存儲在硬盤上。所有這些磁盤的持續(xù)活動會產(chǎn)生大量熱量，因此需要使用能量密集型空調(diào)來防止設(shè)備過熱。

將文檔保存到云端非常方便，因為這樣就不用再控制文檔了。你不必?fù)?dān)心丟失它，可以在任何地方訪問它。它還為你提供了安全備份的安心，但代價是什么呢？

該行業(yè)的所有大公司都在新的云計算上投入了大量資金。例如，微軟現(xiàn)在正在改變他們的私人Office客戶將數(shù)據(jù)保存到硬盤驅(qū)動器的可能性。使用Windows 11標(biāo)準(zhǔn)版，你就會綁定到微軟365，它會自動將你的所有數(shù)據(jù)保存在云端。在較便宜的微軟365版本中，你甚至無法選擇將它保存在硬盤上。

因此，盡管微軟有到2030年實現(xiàn)碳中和的的高增長目標(biāo)。現(xiàn)在，他們正在通過將大量的私人客戶轉(zhuǎn)移到他們的Azure云中來大量增加排放，而這些客戶并不真正需要云存儲。這其中的原因不難理解。對于這些新的傳輸用戶來說，云存儲可能可以使用六個月，也許一年。但從長遠(yuǎn)來看，它是一棵巨大的搖錢樹，因為它是一種訂閱服務(wù)，目前每人和1TB的費用為59.99美元/年。

一旦客戶加入，微軟很容易留住他們。如果你已經(jīng)將所有數(shù)據(jù)存儲在云中，那么如果你想保留這些數(shù)據(jù)，就必須繼續(xù)與Microsoft連接。在發(fā)給Microsoft私人客戶的信息中，你作為客戶必須每月至少連接一次Azure云。否則，他們將面臨連接速度變慢和軟件故障的風(fēng)險。

那么，大規(guī)模云存儲是否存在可持續(xù)的替代方案呢？當(dāng)然有。

2、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的替代可持續(xù)解決方案

最近有一家公司已經(jīng)開發(fā)出了一種可持續(xù)的替代方案來擺脫對云的依賴，那就是IoE公司，這是我現(xiàn)在為自己工作的一家快速發(fā)展的研發(fā)初創(chuàng)公司。不過，IoE公司的目標(biāo)并不是需要保存隨機文檔的私人客戶。它們?yōu)橹悄艹鞘械男率澜?、產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的人工智能服務(wù)、自主自動化的世界以及大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了解決方案。

由于智能城市的含義開始更多地涉及可笑的應(yīng)用程序，而不是基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，IoE公司沒有使用這個詞。IoE公司轉(zhuǎn)而談?wù)撻_發(fā)信息基礎(chǔ)設(shè)施，他們的技術(shù)解決方案具有廣泛的可擴展性。它可能被部署到一個地區(qū)的交通燈系統(tǒng)，一個智能家居，或不同AI解決方案的整個集成城市。

IoE公司所做的是，他們遠(yuǎn)離萬維網(wǎng)WWW。他們以互聯(lián)網(wǎng)為核心，為所有節(jié)點系統(tǒng)建立了一個安全的區(qū)塊鏈。這些節(jié)點都相互控制，是一個分散數(shù)據(jù)的分散系統(tǒng)，因此不需要大型服務(wù)器大廳，機器需要冷卻。其理念是在沒有云存儲的情況下，在云之外創(chuàng)建可持續(xù)、安全的系統(tǒng)。

今天的一些服務(wù)需要云連接，但當(dāng)涉及到物聯(lián)網(wǎng)時，出于安全、穩(wěn)定和隱私的考慮，盡可能避免使用云。Web服務(wù)提供商構(gòu)建云以優(yōu)化Web。Mattias Bergst?m是IoE公司的連續(xù)創(chuàng)業(yè)者、未來學(xué)家和首席技術(shù)官，他解釋說，大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)并不適合。

他所創(chuàng)造的技術(shù)是基于以人為本的架構(gòu)，并在真正去中心化的基礎(chǔ)設(shè)施上運行。它被命名為Eden, Eden系統(tǒng)是一個分散的、自治的、可移植的、安全的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施，用于管理存儲（分散的pod）和服務(wù)上的集群工作負(fù)載，這些服務(wù)促進了聲明性配置和自動化。

去中心化模型基于可擴展設(shè)備集群，其中添加新設(shè)備作為節(jié)點很容易。這使得任何設(shè)備都有可能通過智能網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)貢獻計算資源，以便計算可以在需要的地方進行，并接近將要使用的地方。Eden是通過量子安全隧道開發(fā)的，使用多態(tài)加密密鑰和共識區(qū)塊鏈來驗證通過隧道在節(jié)點之間移動的數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)建可信的數(shù)據(jù)墻花園。

計算和存儲的編排是通過描述服務(wù)規(guī)則、策略和邏輯的服務(wù)清單完成的。一個自主的基于知識的AI使用區(qū)塊鏈上的網(wǎng)絡(luò)共識作為決定機制來管理底層編排機制。最后，業(yè)務(wù)流程動態(tài)更新集群地形以適應(yīng)當(dāng)前工作負(fù)載。Eden系統(tǒng)服務(wù)存儲庫的生成和部署類似于容器映像；存儲從一開始就啟用了MPI（消息傳遞接口）集群。

將這些創(chuàng)新應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署中，有助于將計算的能量和成本水平保持在可持續(xù)的水平。為數(shù)據(jù)中心增加一個可行的選擇，這些數(shù)據(jù)中心必須不斷地進行調(diào)整，以維護一個可靠和安全的操作系統(tǒng)，符合可持續(xù)計算的要求。

3、我們需要停止使用浪費性的編程語言

大多數(shù)公司忽視的可持續(xù)計算的另一個方面是，代碼編寫的語言對運行服務(wù)或程序時使用的能源有巨大的影響。如果我們真的想要一個可持續(xù)計算的世界成為現(xiàn)實，我們必須意識到一些編程語言的浪費本質(zhì)，并嘗試實現(xiàn)更環(huán)保的選擇。

選擇哪種編程語言有很大的不同。像C、C++、Rust和Ada這樣的編譯語言是最節(jié)能的，而像Perl、Python和Ruby這樣的解釋語言是最耗能的。平均而言，如果按編程范型排序，命令式語言需要的內(nèi)存最少，其次是面向?qū)ο笳Z言、函數(shù)式語言，最后是腳本語言。

最浪費的解釋型語言之一是Python。它非常受歡迎。像Youtube和Netflix這樣的全球應(yīng)用程序，基本上都是用Python編程的。由于其教育性質(zhì)和易于使用，它也經(jīng)常用于編程教學(xué)。

當(dāng)然，如果我們的目標(biāo)是實現(xiàn)可持續(xù)計算，這一切都必須盡快結(jié)束。因此，IoE公司（一家以邊緣計算和可持續(xù)性為核心的公司）很容易選擇一種編譯語言來編程，而不是C或C++、 Rust。

通過設(shè)計實現(xiàn)可持續(xù)性的想法很奇妙，但我們應(yīng)該記住，大多數(shù)浪費行為都來自于實現(xiàn)。使用解釋編程語言是浪費的，而且還使用了云；這一底線取決于浪費性的代碼，馬蒂亞斯總結(jié)道。

現(xiàn)在迫切需要開始可持續(xù)的生活。我們所有人—政府、公司和普通人—都必須盡最大努力，盡可能降低全球氣溫上升。在可持續(xù)計算方面，IoE公司的前進方向是真正實現(xiàn)可持續(xù)：通過使用邊緣計算（一種編譯編程語言），超越云計算。

原文鏈接：??https://hackernoon.com/sustainable-computing-beyond-the-cloud??

譯者介紹

涂承燁，51CTO社區(qū)編輯，信息系統(tǒng)項目管理師、信息系統(tǒng)監(jiān)理師、PMP，某省綜合性評標(biāo)專家，擁有15年的開發(fā)經(jīng)驗。對項目管理、前后端開發(fā)、微服務(wù)、架構(gòu)設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等較為關(guān)注。?