问答:净零和数据中心的未来

我们现在产生的数据比以往任何时候都多。这是为什么呢?

非结构化数据变得越来越普遍，部分原因在于我们倾向于将文本、图片或音乐转换成数字格式，用于计算机处理、社交网络、搜索引擎查询和实时流媒体。这有助于创建需要存储且以后可能无法访问的大量数字数据。

此外，现代企业也在不断产生和积累数据。这包括跨企业系统、机器、传感器和需求端数字化的日常活动，给我们的数据中心带来巨大压力。根据国际数据公司(IDC)在美国，全球企业数据存储正以27%的复合年增长率增长。”

那么，这里的问题是暗数据吗?

暗数据既有优点也有缺点。缺点往往比好处更明显，而且它们确实很严重。存储如此高比例的隐藏数据，就像暗物质一样，可能很难进行分析，因为暗数据的数量远远超过了可见数据的数量。可见数据在数据库中很容易被访问，而暗数据在被积极利用之前需要一个更复杂的提取过程。它的存储和安全成本通常更高，并对数据本身构成独特的风险——包括盗窃、恶意软件和DDoS攻击。

此外，将大量的暗数据存储在传统的硬盘驱动器(HDD)和固态硬盘(SSD)存储类型中，浪费了大量的能源，其中大部分是由不可再生资源供电，以保持存储的数据存活。这最终会增加二氧化碳₂排放。

日益增长的数字化会阻碍我们的净零计划吗?

储能的增加推动了电力需求，而电力需求是碳密集型的，大部分来自不可再生资源。例如，在美国，由于数据中心数据存储的功耗是估计到2020年将达到140亿千瓦时，产生近6.5公吨的二氧化碳₂排放。根据Veritas全球在美国，储存和处理全球暗数据或冗余数据所需的存储能量估计会排放5.8吨一氧化碳₂每年。组织机构还需要考虑存储冷却对基础设施的影响。

虽然不可能精确计算排放量，但据估计，整个ICT行业约占全球二氧化碳排放量的1.4%。因此，企业领导人需要考虑与数据存储相关的不必要浪费，并开始使用可再生能源发电。人们已经在努力提高能源效率和遏制排放，然而，这一增长已大幅放缓。事实上，由于提高弹性的需求，工作负载(和数据)现在托管在多个镜像站点中。我们需要做更多的工作，我们不能再继续这样下去了。

能否通过有效的政策在全球或地方范围内解决这一问题?

能源效率方面的巨大进步，包括向高效的“超大规模”数据中心的转变，有助于限制全球数据中心电力需求的增长。然而，在地方层面，这些大型超大规模数据中心代表着巨大的电力需求，增加了电网的压力，增加了能源转型的挑战，特别是在较小的国家。例如，最近报告Eirgrid预测，到2030年，数据中心的能源消耗预计将增加9太瓦时，仅在爱尔兰，估计就将占总电网供应的23%至31%。

实现可持续性意味着在解决方案设计和构建期间都要考虑环境因素。解决方案必须符合预先定义和商定的环境可持续性标准。可持续的数据中心需要根据节能、能源效率和可再生能源进行设计。

碳中性数据中心应该使用纯可再生能源。《气候中性数据中心公约》(Climate Neutral Data Centre Pact)指出，到2030年，数据中心的电力需求将达到100%的可再生能源或每小时无碳能源。虽然这些领域确实有雄心勃勃的目标，但必须在地方一级加以解决。这需要监管机构、政策制定者和商界领袖的共同努力，才能让这项工作发挥作用，并实现有意义的变革。”

IT/数据中心领导者如何才能更可持续地运营?

企业和数据中心应该从简单地控制数据存储开始，评估存储规则，并确保他们不持有不再需要的数据。消除数据中心的非结构化数据可以改善法规遵从性，并可以降低维护成本，这反过来又会限制它们的电力输出，减少它们的排放。领导者必须改善他们的数据管理政策，确定哪些数据实际上是有价值的，并从数据中心消除任何暗数据或冗余数据，以避免排放失控，避免不必要的数字浪费。

领导者还应该询问他们的数据中心供应商的多站点足迹，以及其实现分布式网络可用性和动态负载放置的能力。识别可以从高峰时段转移到非高峰时段的工作负载，最终会降低各方的成本。他们还应该探索新的空气控制方法，如单相，两相和直接芯片冷却浸没液的组件和机架。除了低碳建筑外，在建筑热管理中还应考虑相变材料。

理论上，数据中心和服务器机房可以由纯可再生能源供电，但还有很长的路要走。与此同时，数据中心和服务器机房必须努力达到能源效率的高标准，这可以通过积极的电力使用效率(PUE)目标来证明。提高效率将大大降低能源密集型数据中心所需的能源。同样，数据中心继续依赖大量的水来冷却计算机。企业领导人有责任通过制定雄心勃勃的节水目标，将这一比例降低到最低水平。

如何在更高级别上解决这个问题?是否有关键的目标领域?它是否依赖于我们自己的道德责任?

展望未来，全球各地的组织都应该在道德上有义务过滤暗数据，并从存储中移除不必要的信息。为了避免不必要的“数字垃圾填埋”和堆积如山的黑暗数据存储，需要建立一个关于数据存档的国际标准，这自然会给整个ICT行业的其他服务带来有意义的变化。当然，这些事情需要时间，但它将不可避免地减少数据中心的能源、碳排放，以及水和土地的足迹。

Aoife Foley, IEEE高级成员，贝尔法斯特女王大学机械与航空航天工程学院教授