本文转载自:EPYC芯伙伴微信公众号
全世界企业意识到,他们必须对管理和减少其环境影响负起全部责任。为了改善这种情况,公司首先必须解决的问题之一是 IT 基础设施的效率。在 2022 年 7 月的 451 Research Digital Pulse 用户调查中,近一半接受调查的 IT 决策者表示,在对外界环境造成的影响因素中,IT 运营现在占其大部分(受访者的 25%)或全部(19%)。
您认为IT运营对组织的环境影响大吗?
●所有(19%):我们的环境影响完全是我们的IT运营的结果。
●大多数(25%):我们的大部分环境影响都是IT运营的结果。
●部分(23%):我们的IT运营对环境的影响不到一半。
●很小(23%):我们的IT运营只是环境影响的一个小因素。
●不清楚(12%)
调查同时显示,许多公司已经制定了减少环境影响的正式目标,他们认为能源效率和减少碳排放是影响其技术购买决策的重要因素。许多受访者表示愿意为可以减少环境影响的IT产品支付溢价。在信息技术的特定背景下,通过努力减少环境碳足迹实现的效率,将直接导致有意义的成本节约。
数据中心的效率革新责无旁贷
在其中,数据中心的能源消耗占据比重越来越大。数据显示,2019年美国所有数据中心消耗了大约268TWh(2680亿度电)的能源。这占美国能源使用总量的6.3%。
自2019年以来,数据中心能耗的复合年增长率为2.2%,远远高于同期电力需求的总增长率(总体增长率为0.3%)。
未来几十年,对数字化转型的需求将继续推动数据中心的显著增长。必须通过部署更高效的新技术和运营模式来抵消所有这些无情的扩张。在调查中,采用现代化的核心IT基础设施(41%的受访者引用)和采用公共云服务(36%)是客户为实现其环境目标最常采用的策略。
提高劳动力生产力和协作工具(36%)、客户体验和商务工具(28%)的影响紧随其后。对于那些在数字化转型过程中走得更远的人来说,数据及分析平台和数据科学工具(27%)以及人工智能和机器学习工具(27%)被视为对环境努力最有希望的贡献者。
数据中心中减少环境影响的有效技术:
● 核心IT基础设施-41%
●公共云服务-36%
●劳动力生产力和协作工具-36%
●客户体验和商务工具-28%
●分析/数据平台/数据科学工具-27%
● 人工智能和机器学习-27%
●数据中心设施(包括主机代管)-25%
● 边缘和分布式计算-17%
●区块链和分布式账本-16%
●不认为这些都有积极作用-14%
CPU在核心基础设施效率创新中扮演重要角色
数据中心必须做出有效动作。它们必须使用高效基础设施(电力和冷却);高效的服务器、存储和网络;使用清洁能源、可再生能源技术和可再生发展项目。
其中,服务器作为数据中心 IT 基础设施中最基本的算力设备,需承担的计算量越来越大,在数据中心硬件设备耗电量中所占比重最高。如何在计算密集型工作负载和低能耗运行之间的矛盾找到解决方案?如何在满足技术需求的基础上尽可能降低碳排放?
业界已经开始了积极行动,除了整机柜、液冷、高密度等技术外,CPU的绿色低碳技术成为关注焦点。
CPU 是服务器核心部件,能耗 70%来自于 CPU。因此,选择具有优秀能源效率的CPU至关重要。目前业界已达成共识:降低单位工作负载功耗最好的办法是增加CPU的核心密度。虽然多核处理器比单核 CPU 消耗更多的功率,但每颗处理器所处理的工作负载量要比单核处理器有惊人提升——这意味着每瓦功耗下的CPU性能更强。
另外更高核心密度的处理器将带来向好的连锁反应:
在处理相同工作负载量的情况下,核心密度越高,所需的机架就越少。这降低了楼层空间的散热要求,以及对不间断电源等辅助设备需求,所有这些都要消耗电力。中国信通院研究发现,服务器 CPU 能耗降低 1W,由此带来自身及其他相应辅助设备的总能耗将降低 2.84W。
综合考虑所有这些因素,可以得出的结论是,数据中心或云实例中 CPU 的选择对功耗和排放有重大影响。
29%的数据中心能源节省
芯片企业已经积极行动起来,并取得了显著成效。AMD不断提高其处理器的能效指标,第四代AMD EPYC处理器在能效基准中排名领先,特别是在每瓦性能指标上,第四代AMD EPYC 处理器比上一代提高了24%的整型性能和52%的浮点性能。
AMD的一项研究数据表明,在提供2000个虚拟机性能的前提下,仅需11台采用第四代AMD EPYC 96核心处理器的双路服务器,即可替代原来17台采取60核心处理器的双路服务器。其带来的结果显著:
实际客户的案例也证明了这一点,Cloudflare 是全球知名的内容交付网络服务商,服务器保有量以千为单位,它们最终选择了AMD EPYC处理器来实现有效的能耗控制,该公司平台运营工程师 Chris Howells认为,选择AMD EPYC处理器的重要原因,是在提供相同性能时,每台采用AMD EPYC处理器的服务器能耗可降低数百瓦,这是“相当惊人的”。
高容器密度提升云服务效率
另外,使用云范式集中IT资源有助于减少碳足迹。由数千个应用程序共享的服务器池,可能比单独数据中心中的数千个服务器更具成本效益和碳效率。
但要使其有效工作,必须将应用程序分解为虚拟机或容器,以提高服务器利用率。作为云原生体系结构的一个关键原则,容器或虚拟机的高密度使用将使得应用程序能够在规模上高效管理,同时优化资源使用并减少浪费。
容器或者虚机密度的提升因素中,CPU核心密度更加重要。目前包括AMD等芯片企业都针对云计算企业提供了超高密度的处理器产品,以求实现更高的计算密度和更强大的性能能效表现。
以最新基于Zen 4c的第四代AMD EPYC处理器Bergamo为例,这款产品是AMD推出的第一款专为云工作负载而设计的处理器,每个插槽具备128个Zen 4c核心,为云原生应用程序提供强大的vCPU密度和领先性能。
这种高密度架构使Bergamo为关键的云原生工作负载提供卓越的吞吐量性能,支持每台服务器更多的容器,以更大的规模驱动云原生应用程序。
AMD内部数据显示,在实际测试中,基于Bergamo的服务器所支持的容器数量实现了110%的大幅提升,并且提供毫不妥协的容器性能。
总体来看,如果企业将其IT转移到云端,他们很可能会减少能源使用,从而减少碳足迹;然而,仍然有许多受监管严重的组织有充分的理由维护其内部数据中心运营。
无论是选择云服务器还是本地数据中心,这些组织必须开始行动起来,寻找一切可行方法来提高基础设施利用率:专注于基础设施(特别是服务器)的能效表现、使用清洁能源、可再生能源技术,选用具有绝佳能源效率的处理器来改造其数据中心,降低数据中心的能源消耗和运营成本,同时减少对环境的影响。