22、5G与6G背景下绿色云计算数据中心的能效优化及挑战
5G与6G背景下绿色云计算数据中心的能效优化及挑战
1. 能源效率优化的重要性
能源是全球最为重要且稀缺的资源之一，当前大量能源被计算机和计算基础设施消耗。高性能并行机器、分布式计算系统，如服务器农场、超级计算机、集群、实时系统和矩阵等，不仅消耗大量电力，还需要冷却来维持系统低温。计算的迅猛发展加速了石油和煤炭等宝贵自然资源的消耗，加剧了能源短缺的危机。科学家们不断提出这一问题，并采取了一些潜在措施来应对和缓解。
2. 数据中心绿色指标
为了衡量数据中心的能源效率，有一系列的绿色指标，具体如下表所示：
| 序号 | 指标 | 公式 | 解释 |
| — | — | — | — |
| 1 | 电力使用效率（PUE） | PUE = 总设施能源 / IT 设备能源 | 数据中心辅助设施消耗的总能量与 IT 设备消耗的总能量之比 |
| 2 | 碳使用效率（CUE） | CUE = 总 CO₂ 排放量 / IT 设备消耗的总能量 | 计算数据中心向大气中排放的温室气体（CO₂、CH₄） |
| 3 | 水使用效率（WUE） | WUE = 平均用水量 / IT 设备消耗的总能量 | 估算数据中心每年用于冷却、能源生产等的用水量 |
| 4 | 能源再利用因子（ERF） | ERF = 再利用能源量 / IT 设备消耗的总能量 | 计算数据中心使用的可再利用能源，如水电、太阳能等 |
| 5 | 能源再利用效率（ERE） | ERE = 总再利用能源 / IT 设备消耗的总能量 | 衡量数据中心能源再利用的效益 |
| 6 | 数据中心基础设施效率（DCiE） | DCiE = 总 IT 设备功率利用率