邊緣數(shù)據(jù)中心到底將會(huì)消耗多少電量？

據(jù)估計(jì)，很快包括邊緣站點(diǎn)在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心所消耗的能源，將達(dá)到2018年所有數(shù)據(jù)中心所用能源的四倍以上。這是真的嗎?

這是《 2020年邊緣狀態(tài)報(bào)告》中最驚人的發(fā)現(xiàn)之一。據(jù)研究人員預(yù)測(cè)，到2028年，邊緣IT和邊緣數(shù)據(jù)中心的全球總功率足跡將達(dá)到102000兆瓦(102吉瓦，1吉瓦=10億瓦=1000兆瓦)，這樣的能耗數(shù)據(jù)可能超出了許多人對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能耗的認(rèn)知。

在新的冠狀病毒爆發(fā)后，我們可能會(huì)重新評(píng)估優(yōu)先事項(xiàng)，市政當(dāng)局可能對(duì)投資本地邊緣數(shù)據(jù)中心以及所需的電力輸送基礎(chǔ)設(shè)施的興趣更大。邊緣數(shù)據(jù)中心可能會(huì)成為地方政府服務(wù)、急救人員、醫(yī)院和教育機(jī)構(gòu)相互連接的紐帶。當(dāng)前委托給公共云提供商的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的服務(wù)可以在本地進(jìn)行維護(hù)和管理，這在國(guó)家緊急情況下突然具有了更高的價(jià)值。

就是說，如果邊緣計(jì)算的功耗真的很高。 今年2月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的有關(guān)全球所有數(shù)據(jù)中心(包括企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心)總能源消耗的研究估計(jì)，現(xiàn)有的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施在2018年消耗了約205太瓦小時(shí)(TWh)的電力。(1太瓦等于10的12次方瓦特)

據(jù)《科學(xué)》(Science)文章的作者之一喬納森·庫(kù)米(Jonathan Koomey)估計(jì)，總的邊緣足跡估計(jì)為102GW，這將平均每年平均消耗893.52TWh。Koomey是Koomey Analytics的負(fù)責(zé)人，他曾是勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，也是數(shù)據(jù)中心能源使用及其對(duì)環(huán)境的影響的主要機(jī)構(gòu)之一。

圖片來(lái)源：Scott Fultonedge

Koomey說，在八年的時(shí)間里(假設(shè)全球經(jīng)濟(jì)正常)預(yù)計(jì)邊緣數(shù)據(jù)中心的能耗將比其他所有數(shù)據(jù)中心的能耗高4.3倍，這聽起來(lái)有些“瘋狂”。

他說：“話雖如此，這是一件非常有趣的事情，大多數(shù)正在考慮這些問題的人并沒有真正考慮過。” Koomey表示，提高能效是數(shù)據(jù)中心的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)之一，即采用集裝箱狀外殼或通常用于邊緣計(jì)算部署的較小的“微型”數(shù)據(jù)中心。

一些較小的單元不需要復(fù)雜的主動(dòng)冷卻。但是，由于預(yù)計(jì)將在未來(lái)部署數(shù)千個(gè)并將對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，因此供應(yīng)商一直在開發(fā)復(fù)雜的遠(yuǎn)程電源監(jiān)視和管理功能。

該論文的主要結(jié)論之一是，盡管近年來(lái)增加了新的數(shù)據(jù)中心容量，不過新數(shù)據(jù)中心的能效改進(jìn)已大大抑制了該行業(yè)總體能耗的增長(zhǎng)曲線。

盡力而為的預(yù)測(cè)

那么，今年《邊緣狀態(tài)》報(bào)告的作者是如何得出他們的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)呢?

Tolaga Research首席研究官Philip Marshall解釋說：“我們首先專注于11個(gè)垂直市場(chǎng)，包括電力公用事業(yè)、電信、住宅寬帶服務(wù)、移動(dòng)消費(fèi)和零售。”

他們從那里估算出每個(gè)垂直市場(chǎng)有多少消費(fèi)者。然后，團(tuán)隊(duì)檢查了每個(gè)垂直領(lǐng)域中數(shù)據(jù)中心服務(wù)消耗的典型應(yīng)用案例，并估計(jì)了使用服務(wù)的人數(shù)。然后，他們確定了哪些用例將通過邊緣計(jì)算來(lái)解決，這與典型的企業(yè)、托管和超大規(guī)模云設(shè)施相對(duì)。Marshall說，這是一個(gè)復(fù)雜的工作負(fù)載放置模型，可以將工作負(fù)載類別分配給最適合他們的數(shù)據(jù)中心類型。

他繼續(xù)說：“我們根據(jù)假定的需求和假定的分布來(lái)確定每個(gè)計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的需求是什么。”他提供的一個(gè)示例是估計(jì)最終將有多少移動(dòng)游戲工作量由無(wú)線電接入網(wǎng)(RAN)附近設(shè)施中的服務(wù)器處理。這些可能是停在RAN旁邊或電信中心辦公室內(nèi)部的微型數(shù)據(jù)中心。

報(bào)告稱，研究的另一個(gè)案例是智慧城市。報(bào)告描述：“最初為每個(gè)用例估計(jì)了連接的端點(diǎn)數(shù)量。” “然后，基于各種因素對(duì)每種用例進(jìn)行邊緣計(jì)算需求預(yù)測(cè)，這些因素包括：邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)需求、成熟度和可用性。”

Marshall說，Tolaga團(tuán)隊(duì)在仔細(xì)檢查了支持每種用例的計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的參考體系結(jié)構(gòu)之后，做出了功耗估算。

Tolaga的方法論似乎非常復(fù)雜。該102GW的累計(jì)數(shù)字是該公式的最終解決方案，該公式要求對(duì)經(jīng)濟(jì)的每個(gè)部門利用位于邊緣的基礎(chǔ)架構(gòu)的程度進(jìn)行仔細(xì)的分析。然后將這些分析應(yīng)用于已建立的邊緣體系結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)，以推斷未來(lái)的功耗估算。

《科學(xué)》雜志文章并未強(qiáng)調(diào)邊緣

那么Koomey團(tuán)隊(duì)2018年的205TWh估算值是從哪里來(lái)的呢?

根據(jù)《科學(xué)》雜志的文章，估算值基于勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等來(lái)源的數(shù)據(jù)。自本世紀(jì)初以來(lái)，LBNL一直在研究構(gòu)成數(shù)據(jù)中心的各個(gè)組件的能源趨勢(shì)，以及它們?cè)诓渴鹬斜舜酥g的累積關(guān)系。

LBNL研究科學(xué)家Arman Shehabi是該文章的作者之一。該估算也是基于思科的數(shù)據(jù)，思科自2011年以來(lái)一直研究企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心設(shè)備和軟件的市場(chǎng)趨勢(shì)。

重要的是，《科學(xué)》雜志發(fā)表的文章不考慮《“邊緣狀態(tài)”報(bào)告》中所述的邊緣數(shù)據(jù)中心。它的圖表顯示了“傳統(tǒng)”和云數(shù)據(jù)中心的累積足跡貢獻(xiàn)。記錄了2010年至2018年這兩個(gè)類別之間工作量分配的變化。它表明，這兩年之間的綜合能耗差異非常小，這說明了過去十年中能源效率的大幅提高。

在Koomey團(tuán)隊(duì)的報(bào)告中，“邊緣”尚未構(gòu)成問題。因此，也許現(xiàn)在還不是時(shí)候完全摒棄那種嘗試預(yù)測(cè)剛剛開始建造的新型計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)需要多少電力的問題，而這種新型計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施同樣需要這個(gè)星球上已經(jīng)超負(fù)荷的電網(wǎng)支持。

盡管對(duì)Tolaga的預(yù)測(cè)表示懷疑，但Koomey表示，邊緣數(shù)據(jù)中心的能耗值得關(guān)注。他告訴我們：“這肯定是即將到來(lái)的事情。” “就像CDN可以幫助某些類型的計(jì)算服務(wù)交付一樣。有可能真的很重要，我只是認(rèn)為這不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心電力增加那么多。”

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