新点子“点”出金效益 网络同样需要降耗

    科技日报2007年6月14日讯   你可知道，每次用Google搜索某个关键词时，网络深处的数据中心会好一阵忙活，同时大量的能源会被浪费。在美国，搜索引擎、网络服务器和视频网络等耗费的能源已攀升到了10位数，将近20亿美元。那如何才能改变这种状况呢？
　　
    不久前，华盛顿的一家从事直流电能源研究的数字动力公司的分析家迈克指出：当越来越多的微型处理器运行速度不断提高时，就需要更多的能源为其降温，目前美国的计算机在这方面要消耗10％的电力，预计未来10年，在此方面的能耗会翻一番。

    大量能源消耗最根本的原因是由于人们使用计算机的方式。当使用者要求音乐、图片、音频、视频的储存甚至是文字的处理或数据传输到更远的处理器上等等，这时，一个耗能巨兽就出现了，数据中心也被人戏称为“服务器农场”，这个农场不得不不断去获取和存储你所有的材料。

    这么多年来我们周围存在大量的处理器，过去它们只有在需要时才进行工作，而这几年，数据中心一天24小时，一周7天都在给全世界在线的网友传送音乐、图像、电子邮件、网页和博客等相关内容。

    为了做到这一点，仅在美国的服务器能耗已超过130万个家庭一年的用电量。根据2004年加利福尼亚的电力动力研究所的数据统计，一台个人计算机用户在创建、打包、储存和移动文件，硬件运行，传递文件等等，如果这个文件的大小是10兆字节，所消耗的能源就相当于烧掉了900克的煤。

    1985年，在美国加州伯克利国家实验室的劳伦斯能源部的一个研究小组，针对自己试验室占地80公顷的设备如何减少能源需求进行了研究。他们采取了各种措施，例如安装节能灯，提高通风系统的能力，并替换了实验室里分子加速器的陈旧、效率低下的磁极。1995年，他们减少的动力消耗达40％。

    随后，该试验室成立了一个专门解决这类问题的小组，专门向公众演示如何降低高技术的建筑物主要是生物技术实验室、洁净室，以及许多网络用户所依赖的数据中心等的高能耗问题。

    日前，该小组发布了可使网络经济一年节约能耗上亿元的详细办法。这些节能的方法大部分与如何减少能量的损失或是保持一定的温度使机器运行更有效率有关。

    和所有的电子设备一样，计算机需要直接的、没有波动的直流电的供应，所以在使用时需要将电网上的交流电转换成直流电。然而，这种转换的效率很低，并且在过程中会损失掉大量的热能。

    该小组研究发现，在一个数据中心内部的每个服务器从交流电到直流电一次次的转换，这个过程发生频率高达上千次，如果在电流到达服务器之前，就可以实现这种转换的话，会减少很多不必要的热量浪费，这样就会十分有效地降低能耗。

    通常情况下，从电网来的电流先被转换成直流电，然后用巨大的电池将电能储存起来，在服务器使用这些电能之前，这些直流电再次被转换成交流电，供服务器使用。为此，该小组提出：为计算机产业设计出一种服务器，这种服务器可以使用高电压的直流电供电，这种方式由于极大地减少了热能损耗，从而有效地降低了能耗。

    该小组对特殊的直流电服务器进行了测试，结果表明：典型的数据中心可以降低28％的能源需求。目前超过20家公司包括硅谷巨人斯科和英特尔公司已经为该小组捐助了设备并提供人力。该项研究领头人威廉说，他已经建议更多的公司安装使用直流电动力的服务器，并希望这些公司很快开始自己的测试。

    更加实际一些的解决方案是通过超级计算机服务器架子上的液体循环系统为高速运行的服务器降温，液体带走的热量是可以被循环的。根据英国科学家库玛的想法，这些热量可以用于保持城市附近游泳池的温度。

    库玛认为：“不管怎样，液体降温将很快成为数据中心使用的基本方式，我们已经可以有效利用超过空调3倍的热能，所以对于下一代高密度的计算机服务器就更没有问题了。”

    无论是直流动力亦或是液体降温的方法都不是唯一的途径解决能源消耗，智能芯片设计也是一种有意的尝试。先进微型设备公司2003年推出Opteron处理器比以前的产品更有效率，2005年该处理器升级之后，在不增加能耗的前提下，能够提高计算机80％的运行能力。

    在加州，大西洋电气公司提出，如果单个的数据中心能够实现降低服务器运行中的能耗，该公司将给用户4％折扣的优惠政策。

    另外，为减少能源的使用，互联网巨人微软、Google和Yahoo将数据中心安置在能源便宜的地方。这三家公司在美国大西洋的西北岸共同建立了一个新的中心，其电源来自潮汐能，只相当于加州七分之一的电力成本。

    一位业内人士评价说：“目前还没有一个最佳的解决方案能一统天下，然而，很多富有创意的好点子正在出现。”