邊緣數(shù)據(jù)中心到底將會消耗多少電量？

據(jù)估計，很快包括邊緣站點在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心所消耗的能源，將達到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)報告》中最驚人的發(fā)現(xiàn)之一。據(jù)研究人員預(yù)測，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傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能耗的認知。

在新的冠狀病毒爆發(fā)后，我們可能會重新評估優(yōu)先事項，市政當局可能對投資本地邊緣數(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)中心可能會成為地方政府服務(wù)、急救人員、醫(yī)院和教育機構(gòu)相互連接的紐帶。當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)可以在本地進行維護和管理，這在國家緊急情況下突然具有了更高的價值。

就是說，如果邊緣計算的功耗真的很高。 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，現(xiàn)有的計算基礎(chǔ)設(shè)施在2018年消耗了約205太瓦小時(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·庫米(Jonathan Koomey)估計，總的邊緣足跡估計為102GW，這將平均每年平均消耗893.52TWh。Koomey是Koomey Analytics的負責人，他曾是勞倫斯·伯克利國家實驗室的科學(xué)家，也是數(shù)據(jù)中心能源使用及其對環(huán)境的影響的主要機構(gòu)之一。

圖片來源：Scott Fultonedge

Koomey說，在八年的時間里(假設(shè)全球經(jīng)濟正常)預(yù)計邊緣數(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)計目標之一，即采用集裝箱狀外殼或通常用于邊緣計算部署的較小的“微型”數(shù)據(jù)中心。

一些較小的單元不需要復(fù)雜的主動冷卻。但是，由于預(yù)計將在未來部署數(shù)千個并將對其進行遠程管理，因此供應(yīng)商一直在開發(fā)復(fù)雜的遠程電源監(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)中心的能效改進已大大抑制了該行業(yè)總體能耗的增長曲線。

盡力而為的預(yù)測

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

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

他們從那里估算出每個垂直市場有多少消費者。然后，團隊檢查了每個垂直領(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算來解決，這與典型的企業(yè)、托管和超大規(guī)模云設(shè)施相對。Marshall說，這是一個復(fù)雜的工作負載放置模型，可以將工作負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確定每個計算基礎(chǔ)架構(gòu)的需求是什么。”他提供的一個示例是估計最終將有多少移動游戲工作量由無線電接入網(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。

報告稱，研究的另一個案例是智慧城市。報告描述：“最初為每個用例估計了連接的端點數(shù)量。” “然后，基于各種因素對每種用例進行邊緣計算需求預(yù)測，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團隊在仔細檢查了支持每種用例的計算基礎(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的累計數(shù)字是該公式的最終解決方案，該公式要求對經(jīng)濟的每個部門利用位于邊緣的基礎(chǔ)架構(gòu)的程度進行仔細的分析。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)，以推斷未來的功耗估算。

《科學(xué)》雜志文章并未強調(diào)邊緣

那么Koomey團隊2018年的205TWh估算值是從哪里來的呢?

根據(jù)《科學(xué)》雜志的文章，估算值基于勞倫斯伯克利國家實驗室等來源的數(shù)據(jù)。自本世紀初以來，LBNL一直在研究構(gòu)成數(shù)據(jù)中心的各個組件的能源趨勢，以及它們在部署中彼此之間的累積關(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年以來一直研究企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心設(shè)備和軟件的市場趨勢。

重要的是，《科學(xué)》雜志發(fā)表的文章不考慮《“邊緣狀態(tài)”報告》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。記錄了2010年至2018年這兩個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團隊的報告中，“邊緣”尚未構(gòu)成問題。因此，也許現(xiàn)在還不是時候完全摒棄那種嘗試預(yù)測剛剛開始建造的新型計算基礎(chǔ)架構(gòu)需要多少電力的問題，而這種新型計算基礎(chǔ)設(shè)施同樣需要這個星球上已經(jīng)超負荷的電網(wǎng)支持。

盡管對Tolaga的預(yù)測表示懷疑，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：“這肯定是即將到來的事情。” “就像CDN可以幫助某些類型的計算服務(wù)交付一樣。有可能真的很重要，我只是認為這不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心電力增加那么多。”

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