如今，美國數(shù)據(jù)中心的數(shù)量不斷增加，而好消息是它們正在變得更加節(jié)能。根據(jù)美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)的一份最新的報告，美國數(shù)據(jù)中心的用電量在十多年的迅速上升之后，在2010年開始趨于穩(wěn)定，并且直到現(xiàn)在一直保持穩(wěn)定，如今已經(jīng)低于美國用電總量的2%。

      此外，根據(jù)伯克利實驗室最新的"美國數(shù)據(jù)中心能源使用報告"，預計到2020年，美國用電量將保持較低的增長率，而2020年數(shù)據(jù)中心服務器安裝總量預計將比2010年增長40%，這是近10年來，第一次對數(shù)據(jù)中心能源情況進行綜合分析。"在這十年里，由于數(shù)據(jù)中心高效的實踐，節(jié)約的電能約為620億千瓦時，或節(jié)省超過600億美元的電力成本。"報????的主要作者之一，伯克利實驗室研究員阿曼·舍哈比說。

      最近一次進行這樣的全面分析是在2008年完成的一份提供給美國國會的報告，這也出自于伯克利實驗室。這份報告發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心的用電量每五年翻一番，主要是由于數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和功率密度呈爆炸式增長。 "電力使用每五年翻一番的說法至今仍然被人們普遍認同。"舍哈比說，"事實上，數(shù)據(jù)中心的工作效率已經(jīng)取得了巨大的進步，而在短期內仍然有巨大的改進機會。"

      伯克利實驗室撰寫這份新報告的作者，其中還包括戴爾·薩瑞特，薩拉·史密斯，理查德·布朗，以及瑪格紐斯·荷爾林，其中的幾位也撰寫了2008年的調查報告，他們收集了關于服務器和存儲，網(wǎng)絡和其他設備的出貨量數(shù)據(jù)，然后構建一個模型來預測數(shù)據(jù)中心的能源消耗量。它們包括各種類型的數(shù)據(jù)中心，其規(guī)模從少于五個服務器數(shù)據(jù)中心到部署大型服務器"超大???????模"計算設施的超大型數(shù)據(jù)中心，以及部署了成千上萬臺的服務器像機庫一樣規(guī)模的建筑物，例如由谷歌和亞馬遜這樣的行業(yè)巨頭所運營的數(shù)據(jù)中心。

      總的來說，他們發(fā)現(xiàn)，較大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心在運行方面取得了顯著進步。與此同時，其數(shù)量并沒有增加，但仍然預計2020年這些數(shù)據(jù)中心占所有數(shù)據(jù)中心電源使用量的60%，而那些規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心通常效率不高。"數(shù)據(jù)中心行業(yè)電量增長主要在于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，而傳統(tǒng)的企業(yè)或機構的數(shù)據(jù)中心的能耗也可能增長。" 薩瑞特說，"這樣規(guī)模的數(shù)據(jù)中心數(shù)以百萬計，他們的工作效率并不高。"

      根據(jù)這個研究報告，2014年美國的數(shù)據(jù)中心消耗了700億千瓦時的電能，約占美國總用電量的1.8%。從2010年到2014年，電力消耗增長了約4%，從2014年到2020年，預計再電力消耗增長4%。這與2000年到2005年增長了90%，2005年到2010年增長24%相比，有了顯著的進步(報告作者指出，2009年服務器出貨量顯著放緩，這很可能是與2008年經(jīng)濟危機有關)。

      研究人員發(fā)現(xiàn)能效提高主要有三個原因。第一個因素是數(shù)據(jù)中心冷卻和供電策略已經(jīng)改進得更好。"在過去，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心不加區(qū)別地采用空調制冷，以防止設備過熱，這是非常低效的。"舍哈比說，"現(xiàn)在有了更先進的冷卻策略，例如熱通道隔離，節(jié)約器和液體冷卻，這些都使冷卻設備的能源消耗有所降低。"

      第二個原因是所謂的縮放，或"功率比例"。史密斯解釋說："大多數(shù)服務器在大部分時間內都處于閑置狀態(tài)，而傳統(tǒng)上，他們的設計目的并沒有在處理任務減少時縮減他們的用電量。"使用更好的電源管理軟件以及效率更高的硬件，服務器可以在空閑或未充分利用時縮減其功耗。

      解決此問題的第三個方法是通過減少服務器總量來減少服務器閑置的時間。"數(shù)據(jù)中心行業(yè)一直在整合服務器，因此，部署少于五個服務器的數(shù)據(jù)中心只有10%左右，而這樣數(shù)據(jù)中心接近50%有可能關閉。"史密斯說。這種資源共享或"虛擬化"是一種行業(yè)趨勢，推動了云計算服務的激增，并且是第三個改進領域。

      "云計算確實是提高能效的驅動因素之一，" 薩瑞特說，"數(shù)據(jù)中心以前被認為是固定成本，但是在云環(huán)境中，那些提供最低成本的供應商都會獲勝。而電能是最容易優(yōu)化的事情之一。"鑒于這些趨勢，研究人員預測了三種未來情景，可以實現(xiàn)更多的節(jié)能。在"改進的管理場景"中，刪除了不活動的服務器，并進行了其他資本操作和技術改進。與"當前趨勢"相比，2020年將節(jié)省10%的資金。

      在"超大規(guī)模轉移"情況下，小型數(shù)據(jù)中心的80%的服務器遷移到超大規(guī)模的設施，與"當前趨勢"情景相比節(jié)能25%。而"最佳實踐"情景假定普遍采用每種數(shù)據(jù)中心類型的最有效的技術和實踐，從而比"當前趨勢"情景節(jié)省40%的成本。

      薩瑞特說："我們有機會減少美國數(shù)據(jù)中心的能源使用量，同時提供更多的計算能力。"