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IT并非“无烟产业”环境保护呼唤绿色IT

原创 Linux操作系统 作者:Java_simon 时间:2009-07-14 10:49:00 0 删除 编辑

我国在经济高速发展的20年中,既大大改善了人们物质生活质量,也造成了很大的环境污染和生态破坏。

长久以来IT行业给人的印象是“无烟工业”,不会污染环境。事实上,IT行业并非 “无烟工业”, IT设备对环境的影响已经超过航空业。据国际信息技术调研机构估计,人类因使用信息技术设备增排的二氧化碳量占到人类二氧化碳总排放量的2%左右,为了维持全球电脑的正常运行,人类每年会向大气层增加排放大约3500万吨废气。

IT业不仅排放废物污染环境,而且造成的危害远远大于传统工业,其技术处理在难度上并不亚于对传统工业的污染处理,造成严重的环境问题。IT设备在报废后一般作为垃圾填埋,而填埋处的土壤可能会遭到镉和汞的永久污染。可以说IT工业已经成为世界气候和环境恶化的重要来源。

触目惊心的数字

“十一五”规划将“落实节约资源和保护环境”定为基本国策,建设低投入、高产出,低消耗、少排放,能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。

在环境问题如此日益突出的今天,中国IT业不得不面临越来越艰难的发展抉择——是以环境为代价求得经济快速增长,还是放弃粗放的生产方式、以清洁生产寻求企业的可持续发展?

以服务器设备来说,计算性能一直是关注的首要目标。不过对于现在的使用者来说,在采购服务器的时候,可能要更多地考虑一下有关服务器能耗的问题。

根据某调查机构的数据,2006年我国全年PC服务器销量约60万台,以每台实际功耗平均350瓦计算,那么每年的耗电量是183960万度,而根据北京市电力部门的统计,北京2005年全年耗电是 488.92亿度,每天13395万度。也就是说,2006年新增服务器的耗电量是北京市 13天的电量。而到了2007年中国用于服务器的电源和冷却的总开支达到了惊人的19亿美元。仅在北京和广东两个地区,这部分的投入就达到3.2亿美元和 3.6亿美元,占到全国的35.8%。而IT电力消耗在东南沿海地区更为惊人,这也造成了该地区用电紧张的不争事实。在全球能源危机的背景下,拥有大量计算机、服务器、存储和其他网络产品的用户都感觉到了这种压力。中国政府已经把节能减排作为发展经济的重要指标,企业的IT设备所造成的能源消耗问题也越来越受到重视,已经成为制约企业成长的重要因素。

大量服务器所消耗的不仅仅是电力,产生这些电力的能源消耗带来的环境污染也令人担忧。这些污染物将会对城市环境造成严重的破坏,而弥补这些破坏则需要付出巨大的人力和资金成本。国家在未来五年节能减排的计划中,对于城市污染物的产生有着明确的规定。这也成为企业必须面对的挑战。

IDC在对于企业IT系统的调研中还发现,IT对电能和其他必要能源的消耗还不止于此。存储、网络、电脑甚至是制冷、空调、风扇和照明同样加重了整个企业的电力消耗,随信息化日益渗透到政府和企业的管理与经营活动中,给整个国家的节能减排造成严重的影响。

Sun公司推出了一个SWaP值评判标准,SWaP值=性能 /(占用空间×功耗),这个比值越大,说明服务器综合指标越好。

用户为惊人电费埋单

在相当长的一段时间内,业界一直有着这么一个概念,那就是计算机相当昂贵,而电费非常便宜,这也是用户不看重其能耗而只关注性能的原因。但是现在计算机正变得越来越便宜,而电费则相对来说显得很贵。这也是所有人应该重新审视一下,从能耗角度重新看待IT基础设施的原因。

目前的形势迫使用户增加IT产品系统的每瓦特性能,以便使用更少的能耗来完成更多的工作。由于设备功耗的增加,也同时带来了更多的散热问题。而根据业内经验,散热每增加1%,相应的冷却系统耗能就要增加1%~2%。“提升设备的能效比,当然是首当其冲的第一步。”我们可以从IT设备使用最集中的数据中心来分析目前能耗带来的各种问题。

“工业用电每度1元,一个机架一个月的耗电成本就差不多是3000元,这是无法回避的成本。”北京网通数据中心的工作人员曾经表示。在网通北京的数 
据中心里面,一直按照电量而不是空间来收费。一个42U机架的设计电流是 13A,也就是说每个机架最高只能使用13A的电流。现在的IT设备耗电量都比较大,例如一台刀片服务器的额定电流大致是0.8~1.0A,因此一个 42U的机架其实只能够放10台左右的刀片服务器。就算机架还有很多空间,但是只要总电流达到13A,就只能申请新的机架。即便是有的客户使用的不是机架式的服务器,属于异型服务器,它们也要按照耗电量的多少来进行收费,也就是说达到13A就折算成一个机架的费用。对于客户来说,这个意味着一些空间上的浪费,但是这是没有办法的事情。

“在网通机房的建设之初,还没有刀片服务器之类的设备,当时的服务器都比较厚重,耗电量也相对较少。根据当时服务器的参数估算,差不多将机架放满服务器之后的满载电流是13A。但是随着服务器越来越薄,耗电量越来越大,负荷只能达到13A的机架已经无法承担满载的服务器。当然,并不是说所有的数据中心机架都只能承载13A的电流。据了解,天津的一些数据中心的机架能够承载16A的电流,而诸如杭州等地的新建数据中心机架能够承载21A的电流负荷,因此这些数据中心的机架就能够放置更多的服务器。也有一些小型的数据中心是按照服务器来收费的。那些数据中心面对的都是小用户,只有一两台服务器托管,因此会给出一个打包的价格,比如说每年每台服务器多少钱。”但是他们在计算的时候,一定会把电费都算进去了。不计算电费成本的数据中心,是不可能存活的。

尽管扩大负载能够提升机架的密度,承载更多的服务器,数据中心的电力能力扩容并不是一件简单的事情。机房的供电并不是直接来自于市电,而是来自于UPS。数据中心在设计的时候,已经规划好了UPS提供的电力总量以及每个机架所分配的电量,因此,如果某个机架要升级到20A,那么必然另外一个机架就要降低电量。而要通过增加UPS来提升供电能力,就需要一定的空间来升级UPS,倘若数据中心里面没有足够的预留空间,便难以进行UPS的升级。即便是 UPS能够升级,电力部门的电力供应也不一定能够跟上。在北京的绝大部分机房,电力部门的供电都不足。在北京某通讯公司的机房,就因为电力部门供电不足的问题,不仅无法扩容,而且现有的机架还始终用不满。此外,对于机房来说,需要两路供电,这对电力部门来说,也是一个严重的问题,它牵涉到电力线路的优化、电力设备的投资,都是很复杂的问题。

根据权威数据,从2006年到2010年的服务器销量年均复合增长率为32.2%,到2010年,新装服务器的数量将会是每年189.9万台,这个数量应该说是相当可观的。其中高密度设备,如刀片服务器要求极大的功耗来驱动设备本身,也需要配套的冷却功耗。机柜可以容纳 60U到70U,相当于每个机柜20千瓦至25千瓦。另外,对于设备必须的每千瓦能量,需要另外1千瓦到2千瓦能量来驱动空调设备。如果这一等级的机柜密集度扩展到高架地板,那么今天大部分的数据中心,以目前的能量和冷却能力,都无法满足需求。

当务之急,应该是降低设备对功耗需求的无节制增长。CPU只是消耗了差不多30%的服务器电力,有关能耗的问题解决办法不仅仅在于CPU,更在于从芯片、电源、软件、数据中心架构、管理系统等各个方面所做出的努力。有一个比例计算公式:41%的能耗是用于IT的设备,28%的能耗是用于能源配送, 31%的能耗是用于制冷设备。在IT设备中,服务器使用了差不多40%,存储设备使用了37%,通信和网络设备使用了其余的23%的电力。

进一步分析就可以发现CPU消耗了31%的电力。也就是说,对于整个数据中心而言,芯片只是使用了不到所有能源的5%。因此可以说,有关能耗的问题并不仅仅是有关处理器的问题(40%*40%*31%=4.96%),现在业界在寻找能源,而不是热量的效率,现在焦点在效率上。例如对于同样的功耗,压力在于如何通过多核芯片提升双倍甚至三倍的性能。

那么从对环境影响的角度,分析IT业的污染,会得出什么样的结论呢,目前高温、暴雨、冰灾等大型自然灾害频发, 2007年7月份,我国很多地区都发生了极端的天气气候事件,很多气象要素记录都被打破了:淮河地区暴雨成灾、上海市高温创历史新高、广东持续高温、江南华南地区干旱、辽宁遭遇雷灾……,不仅中国,英国也遭遇了60年一遇的洪灾、阿根廷则降下89年来的第一场鹅毛大雪、非洲乞力马扎罗山冰雪消融……而08 年春节期间的冰灾更是给全国人民留下了痛苦的回忆,这些极端天气事件,一方面跟气流活动有关,另一方面就是不能忽视的全球气候变暖问题。二氧化碳气体,具有与玻璃相似的作用——让阳光到达地球,阻碍热量从地球表面散发出去,维持了地球表面的气温。随着工业的发展,人类使用燃料越来越多,向大气中排出的二氧化碳与日俱增。加之,乱砍滥伐使森林面积减少,导致对二氧化碳的吸收能力降低,由此引起大气中CO2浓度的升高,气温也随之升高。全球气候变化,一方面对冰川、冻土等自然系统构成威胁,另一方面对水源、农业、林业等人类生存构成威胁。控制二氧化碳的排放量(简称“碳排量”),成为控制全球气候的关键。二氧化碳排放源自在生产热力和电力时燃烧碳氢燃料,源自火炬燃烧废气和生产装置尾气,及其分离或转化过程。

根据统计,制造一台电脑需要使用1.8吨的化石燃料和水。一台电脑在操作时,每年会制造0.1吨的二氧化碳。而全球IT科技业排放的二氧化碳,占了全球总排放量的2%左右。不要小看这2%,IT正在成为替代普通电子行业的最大二氧化碳排放者之一。

2006年全球服务器装机量是3500万台左右,中国现在的服务器保有量是182万台,每年PC服务器销量是56万台。按照服务器的功耗平均 300~400瓦,以每台服务器每小时功耗400瓦计算,那么全球服务器的每小时耗电量将是1400万度。按照每度电的二氧化碳排放量约为0.997千克计算,约合13958吨。在摄氏25度常温及标准气压下,1吨二氧化碳的排放所占空间为556立方米。一个奥运会比赛专用游泳池的大小约为2500立方米。那么每小时,由服务器所排放的二氧化碳将可以填满3104个左右的奥运会比赛用专用游泳池。而二氧化碳在大气中的寿命为50-200年。

节能降耗呼唤绿色IT

在今年的G8峰会前夕,我国政府公布了外界期待已久的《中国应对气候变化国家方案》。该方案被形容为中国应对气候变化 
的“根本**”,历经多年策划、起草,将进一步明确中国作为一个负责任的发展中大国,应对全球气候变化挑战的国家姿态。中国总理温家宝在中外记者见面会上庄严承诺:“虽然我们是一个发展中国家,但是我们还是根据关于温室气体排放的国际公约,制定了中国应对气候变化的国家方案。”

在这份我国应对气候变化的“根本**”中,明确提出要“依靠科技进步和科技创新的原则”,“大力发展新能源、可再生能源技术和节能新技术,促进谈吸收技术和各种适应性技术的发展,加快科技创新和技术引进步伐,为应对气候变化、增强可持续发展能力提供强有力的科技支撑!”

我国政府已经积极行动起来,大力促进中国IT工业向环保和节能方向发展。2007年3月1日,由信息产业部等部委联合发布的《电子信息产品污染控制管理办法》开始实施,在电子类产品中限制使用铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有毒有害物质的环保标准正式开始生效。从今以后,我国 1800多种新生产的电子信息产品都必须标有“电子信息产品污染控制标志”,涉及到车载雷达、通信设备、手机、电视机、计算机、音响、DVD、半导体、集成电路、医疗电子设备、电池、微波炉、电磁炉等多个行业的产品。

2005年10月,国家环境保护总局中国环境保护产业协会就推出了绿色环保标识“绿色之星”,这也是我国IT行业的第一个相关标识。它的核心就是:IT产品必须具有节能、安全、低污染、低辐射、易回收和符合人体工学等多方面特征。

在政府采购方面,我国出台了一系列政策加以引导。2006年11月22日,财政部和国家环保总局正式对外公布了《环境标志产品政府采购实施意见》和首批《环境标志产品政府采购清单》,要求各级政府机关、事业单位和团体组织在用财政性资金进行采购时,优先选购环境标志产品。

不过,绿色IT绝不是节能、降耗那么简单,不仅涵盖IT产品的研发、采购、生产、包装、物流、销售、使用、回收的全过程,而且,最重要的是,所有的IT工业都必须意识到IT工业目前共同面临的环保危机!对中国IT企业来说,更需要从自身做起!从每一个机箱、每一颗螺丝钉、每一个排风扇做起、每一个包装箱做起!

 

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