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來自多所大學及研究機構的5名科學家,以《重新校準全球資料中心電力使用估計》(Recalibrating global data center energy-use estimates)一文登上了《科學》(Science)期刊,指出傳統估算資料中心的用電量,將隨著市場對於資料中心的需求而大幅攀升,但數據顯示,從2010年到2018年之間,資料中心的運算能力提升了550%,但電力使用卻只增加6%,該篇論文出爐的同一天,Google也公布了該公司節省資料中心用電量的細節。

研究指出,許多對資料中心用電量的估計,都是來自於對2005年到2010年之間的數據預估,在這期間,全球資料中心的用電量從153 TWh增加到203~273 TWh,約佔全球電力使用的1.1~1.5%。若以此數據及成長幅度,來預測2010年之後的資料中心電力使用,那麼市場對資料中心需求的攀升,將讓資料中心再度成為眾矢之的。

但事實上,從2010年到2018年之間,資料中心的景象已然不同,2018年全球資料中心的任務與運算實例成長了6倍,流量成長11倍,儲存能力成長26倍,但電力的使用卻只有205 TWh,約只比2010年增加6%,僅占全球電力使用的1%,與2010年相當。

上述主要歸功於處理器效能的改善,以及減少了空閒功率,儲存使用的電力也變少,每台伺服器上安裝的運算實例增加了,再加上資料中心的電力使用效率(PUE)亦穩定下滑等因素。

Google指出,該公司則是在經營的每個層面上避免浪費,除了設計高效率的Tensor處理單元,並替所有資料中心配置高效能伺服器之外,該公司從2014年開始,就透過機器學習來自動化資料中心的冷卻系統,開發了智慧型的溫度、燈光及冷卻控制器,以減少Google資料中心的電力使用。

平均來說,Google資料中心的能源效益約是一般企業資料中心的兩倍,若與5年前相較,在同樣的電力使用上,Google現在可提供7倍的運算能力。

Google資料中心在2019年的電力使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)為1.1,而業界的PUE平均值則為1.67。PUE是用來衡量資料中心的省電能力,其計算方式是資料中心「總用電量」與「供應IT設備的電量」比,在理想的狀態下,資料中心的耗電量應該全部用在運算,達到為1.0:100%,但實際的情況是有許多電力被用在散熱或照明的其它功能上,因此,該值愈低,代表有愈多的電力用來支援資料中心的主要運算能力。

此外,Google也引用論文中的結論之一,指出超大型的資料中心通常比小型及本地端的資料中心更具能源效益,意味著不管是個人或企業,其實只要簡單地切換到基於雲端的運算服務就能立即減少能力損耗,同時Google也預期,未來本地端及雲端運算之間的能源效益差距,將會愈來愈大。


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