能源有限世界里的云计算和经济
比特网 12年08月07日 16:16 【转载】 作者：比特网 责任编辑：张文希
客户端的能源消耗
如果不看看能源是如何被终端设备所使用(作业能源)的话，那对终端能源的分析将不会完整。当然，智能手机并非能源密集型终端设备，苹果的iPhone每次充电需要0.0017Wh，这大约相当于0.001美元，所以如果每天充电一次，那么一年的费用是0.38美元左右!注意，这数字与制造一部iPhone手机相比几乎是可以忽略不计的。平板电脑使用的会更多一些，iPad每次充电需要20~40Wh，一年大概相当于1美元到两美元。但与制作一台平板电脑的成本(约75美元)相比，这个数字可能会让你惊讶。研究发现，一个标配的现代笔记本电脑，使用4个小时耗费了150Wh，一年相当于5美元的能源消耗，使用寿命超过四年的，将达到30美元，但这仍然只是制作一台笔记本电脑成本的一半。如果能源价格上升，预计更多的人将使用耗能更少的能源设备，如平板电脑。
关于企业云计算方面，让我们来看看两个典型的企业桌面客户端，一个标准的PC和瘦客户机(桌面终端)加显示器的组合能源成本。一台电脑开机5个小时，消耗约600Wh ，大约是一台笔记本电脑的4倍左右，每年的能源费用是35美元。另外，一台标准的瘦客户机，一天仅消耗200Wh，并且使用寿命为5~7年，这在能源有限的世界里将会非常有吸引力。
云计算能不能节约能源
云计算作为传统办公IT的替代者，被视为一种节能和“绿色”的解决方案。因此，你会奇怪，为什么会有一种担心是针对能源价格上涨对云计算未来的影响。云计算市场上的企业家称，把服务从台式PC和内部服务器迁移到高效的数据中心，不仅更加安全、稳定、更具成本效益，而且还节省了能源，因为云数据中心在处理很多任务方面都比个人电脑更节能更高效。
那些认为云计算是节约能源的支持者，至少在大多数情况下，是正确的。Pike研究公司的一项研究表明，到2020年，云计算数据中心的能源消耗将减少30%。在短期内，面向消费者市场的解决方案如CRM或电子邮件，在云中运行比在本地运行无疑将使用更少的能源。由于云数据中心使用的是高密度的服务器阵列，而低价电脑的能源利用率仅有可怜的10%。
但重要的是，这种说法只适用于面向消费者市场的解决方案时适用，一旦我们将现有的服务全部迁移到云中之后，我们还渴望拥有更好、更快、功能更丰富、更复杂的IT解决方案。随着技术的不断改革创新，即使服务已经迁移到云中，一些解决方案的能耗短期内已经减少，但是整个IT的能源消耗也将继续增加。关于这个陷阱的另一个例子，是令人兴奋的基于ARM的服务器的发展。他们声称与传统的X86服务器相比，基于ARM的服务器将节省80%~90%的能耗。即便如此，我们也必须考虑到在发达国家和发展中国家的经济体中，将来要从云和互联网中使用越来越多的服务，我们将继续建立更多的数据中心。面对消费者市场的解决方案的效率收益并没有阻止数据中心容量的日益增长，因此，能源利用率是一个全球性问题。所以，对上述问题的答案是：“与现有的解决方案相比，云计算解决方案是节能的，但随着整个行业仍然在强劲增长，云计算解决方案并不能节约能源。”
能源价格上涨对数据中心会产生哪些影响?在这项研究中，我将采用一个成本为每年30美元的典型消费者云服务作为评估能源对云数据中心影响的小型个案研究。从技术角度来看，我们知道，每年提供的服务成本的30%左右是数据中心的设备，70%的成本是运行数据中心的费用。
根据服务的性质和强度计算，约50%的营运费用是电力或能源，这已经是一个很大的比例了。不过，还有其他两个主要成本，由于他们的能源依赖性我们也必须分析：互联网的网络基础设施本身，用于创建硬件(服务器、存储和网络硬件成本)所使用的能源。
预计网络所需要的能源是一个复杂问题，在Berkley出版社的 Raghavan和Ma的研究中将其定于0.06J /字节。如果每个用户每年网络传输量为1GB，价格在$0.15/kWh，这仅相当于2.5美元。注意：目前，全球电力价格的范围从$0.10到$0.40，并且许多国家都在补贴电价。这意味着带宽的能源使用量是另一个10%，所以运营成本的60%(50%+ 10%)是能源消耗。
另外，我们必须考虑用来制造服务器、存储和购买的其他安装在数据中心的设备所需要的能源。一项研究估计制造服务器所消耗的能源是5GJ，即价值200美元的能源，5%左右，但如果将运输和其他更高的熵(复杂性)，如存储和交换机设备包括在内，平均成本可以很容易地达到总成本的10%。
虽然我们可以深入到很多细节，但基本内容都涵盖在这里：服务的运行成本和服务的设备成本。我们已经发现约60%的运行成本是能源，其中10%的固定成本是能源依赖型的，这使得整体能源组件的服务成本是45%。
所有人都在猜测能源将上涨到什么程度，若用推断法预算，加州电价在过去30年以每年平均6%的速度上涨，表明在未来20年400%的上涨并不是什么大问题。石油，这一主要的运输燃料，可能会更早地遇到价格暴涨冲击。在这种情况下，云服务的成本将上升140%，这将降低利润率，甚至使云服务提供商面临关门倒闭的风险，因为服务成本已经从以前的每年30美元上升到现在的70多美元。
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