数据中心耗电量太大。我们能提高它们的效率吗？
我们对数字内容和服务的无限需求推动了高能耗数据中心的兴起。国际能源署报告称，全球数据中心的电力消耗在短短几年内可能翻一番，到 2026 年将达到 1,000 太瓦时 (TWh)。这大致相当于整个日本一年的发电量。
一些预测估计，需要地球 8%–10% 的电力生产来维持数据中心的持续增长。
这些数字在全球范围内分布并不均匀。在受到激励的爱尔兰，数据中心预计将在未来两年内超过该国电力需求的 30% 。类似的报告预测，到 2030 年，澳大利亚的电力需求将从 5% 增加到 8%-15%。
那么为什么数据中心需要这么多电力？我们可以做些什么来提高其能源效率？
为何功率这么大？
浏览网页、关注社交媒体动态和连续观看最新剧集只是数据中心支持的部分活动。除了这些用途之外，人工智能 (AI) 和加密货币也大量消耗电力。
我们可以将数据中心想象成机架中一排排闪烁着灯光的计算机（服务器） ，但就电力使用而言，这只是故事的一部分。
当计算机高负荷工作时，它们会产生大量热量。这些热量通常会损害计算机内部的组件或降低计算机的运行速度。由于这两种情况都不理想，数据中心使用大量冷却系统来使系统在可接受的温度下运行。
整个数据中心的耗电量中，计算机可能占 40% 左右。类似比例的电力通常用于保持计算机冷却。这可能非常低效且成本高昂。
当数据中心设计采用液体冷却时（例如，将“热”设备浸入液体或直接冷却空气中），这可能会导致大量的水浪费。
我们如何才能使数据中心更加能源高效？
使用更多可再生能源可以减少对电网的需求以及数据中心的最终碳足迹。不过，也有很多方法可以减少用电量。
气流：较旧的数据中心可能仍以单个大房间（或多个房间）的形式运行，整个空间都得到冷却。更现代的设计利用了暖区和冷区，只冷却产生热量有问题的特定设备。
能源回收：数据中心产生的热废气可以重新利用，而不是用电力强制冷却空气（或液体）。这可以取代或补充建筑物以人为本部分的热水或中央供暖功能，甚至可以为周围场所供热。
这些例子包括芬兰的家庭和企业供暖、英国的游泳池，甚至挪威的鳟鱼养殖场。
蓄水层冷却：在地下水源方便的地方，地下水冷却是分散多余热量的可行选择。西澳大利亚州就有一个例子，CSIRO 地热项目帮助珀斯的Pawsey 数据中心冷却。
优化：虽然没有可靠的数字来量化这种浪费，但配置低效的软件或硬件可能会消耗数据中心消耗的部分计算能力。优化这些可以帮助降低功耗。
具有讽刺意味的是，越来越多的冷却方法涉及使用人工智能或机器学习来监控系统并产生最佳解决方案，这需要额外的计算能力。
总体而言，优化能源消耗可以改善能源生产成本。这一想法为高效运行数据中心所有硬件开辟了一个重要的研究领域。
物理位置：通过规划数据中心的位置，可以显著减少冷却需求。在北欧，当地的气候可以提供天然的冷却解决方案。
同样，最近使用水下数据中心的试验不仅证明了其在冷却要求方面的有效性，而且还证明了其设备的可靠性。
数据中心的未来
目前，人工智能的发展对数据中心的功耗产生了最大的影响。ChatGPT、Gemini、Claude、Copilot 等训练人工智能平台正在产生这样的影响，尽管全球都在努力投资碳中和计划，但谷歌等组织最近却增加了温室气体排放量。
即使经过训练，使用支持人工智能的应用程序也需要耗费大量电力。一项估计表明，人工智能搜索的耗电量是普通谷歌搜索的十倍。
我们对使用人工智能驱动产品的渴望（以及供应商开发这些产品的热情）丝毫没有减弱的迹象。未来几年对数据中心能源使用的预测实际上可能是保守的。
灯还没有完全熄灭，但我们已经接近一个临界点，我们所依赖的系统的电力需求将超过发电能力。
我们必须投资于清洁能源生产和数据中心有效的能源回收解决方案。现在，也许我们应该考虑一下我们是否真的需要 ChatGPT 来画一幅愚蠢的画。
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