我國在經濟高速發展的20年中,既大大改善了人們物質生活質量,也造成了很大的環境污染和生態破壞。
長久以來IT行業給人的印象是“無煙工業”,不會污染環境。事實上,IT行業并非 “無煙工業”, IT設備對環境的影響已經超過航空業。據國際信息技術調研機構估計,人類因使用信息技術設備增排的二氧化碳量占到人類二氧化碳總排放量的2%左右,為了維持全球電腦的正常運行,人類每年會向大氣層增加排放大約3500萬噸廢氣。
IT業不僅排放廢物污染環境,而且造成的危害遠遠大于傳統工業,其技術處理在難度上并不亞于對傳統工業的污染處理,造成嚴重的環境問題。IT設備在報廢后一般作為垃圾填埋,而填埋處的土壤可能會遭到鎘和汞的永久污染。可以說IT工業已經成為世界氣候和環境惡化的重要來源。
觸目驚心的數字
“十一五”規劃將“落實節約資源和保護環境”定為基本國策,建設低投入、高產出,低消耗、少排放,能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。
在環境問題如此日益突出的今天,中國IT業不得不面臨越來越艱難的發展抉擇——是以環境為代價求得經濟快速增長,還是放棄粗放的生產方式、以清潔生產尋求企業的可持續發展?
以服務器設備來說,計算性能一直是關注的首要目標。不過對于現在的使用者來說,在采購服務器的時候,可能要更多地考慮一下有關服務器能耗的問題。
根據某調查機構的數據,2006年我國全年PC服務器銷量約60萬臺,以每臺實際功耗平均350瓦計算,那么每年的耗電量是183960萬度,而根據北京市電力部門的統計,北京2005年全年耗電是 488.92億度,每天13395萬度。也就是說,2006年新增服務器的耗電量是北京市 13天的電量。而到了2007年中國用于服務器的電源和冷卻的總開支達到了驚人的19億美元。僅在北京和廣東兩個地區,這部分的投入就達到3.2億美元和 3.6億美元,占到全國的35.8%。而IT電力消耗在東南沿海地區更為驚人,這也造成了該地區用電緊張的不爭事實。在全球能源危機的背景下,擁有大量計算機、服務器、存儲和其他網絡產品的用戶都感覺到了這種壓力。中國政府已經把節能減排作為發展經濟的重要指標,企業的IT設備所造成的能源消耗問題也越來越受到重視,已經成為制約企業成長的重要因素。
大量服務器所消耗的不僅僅是電力,產生這些電力的能源消耗帶來的環境污染也令人擔憂。這些污染物將會對城市環境造成嚴重的破壞,而彌補這些破壞則需要付出巨大的人力和資金成本。國家在未來五年節能減排的計劃中,對于城市污染物的產生有著明確的規定。這也成為企業必須面對的挑戰。
IDC在對于企業IT系統的調研中還發現,IT對電能和其他必要能源的消耗還不止于此。存儲、網絡、電腦甚至是制冷、空調、風扇和照明同樣加重了整個企業的電力消耗,隨信息化日益滲透到政府和企業的管理與經營活動中,給整個國家的節能減排造成嚴重的影響。
Sun公司推出了一個SWaP值評判標準,SWaP值=性能 /(占用空間×功耗),這個比值越大,說明服務器綜合指標越好。
用戶為驚人電費埋單
在相當長的一段時間內,業界一直有著這么一個概念,那就是計算機相當昂貴,而電費非常便宜,這也是用戶不看重其能耗而只關注性能的原因。但是現在計算機正變得越來越便宜,而電費則相對來說顯得很貴。這也是所有人應該重新審視一下,從能耗角度重新看待IT基礎設施的原因。
目前的形勢迫使用戶增加IT產品系統的每瓦特性能,以便使用更少的能耗來完成更多的工作。由于設備功耗的增加,也同時帶來了更多的散熱問題。而根據業內經驗,散熱每增加1%,相應的冷卻系統耗能就要增加1%~2%。“提升設備的能效比,當然是首當其沖的第一步。”我們可以從IT設備使用最集中的數據中心來分析目前能耗帶來的各種問題。
“工業用電每度1元,一個機架一個月的耗電成本就差不多是3000元,這是無法回避的成本。”北京網通數據中心的工作人員曾經表示。在網通北京的數據中心里面,一直按照電量而不是空間來收費。一個42U機架的設計電流是 13A,也就是說每個機架最高只能使用13A的電流。現在的IT設備耗電量都比較大,例如一臺刀片服務器的額定電流大致是0.8~1.0A,因此一個 42U的機架其實只能夠放10臺左右的刀片服務器。就算機架還有很多空間,但是只要總電流達到13A,就只能申請新的機架。即便是有的客戶使用的不是機架式的服務器,屬于異型服務器,它們也要按照耗電量的多少來進行收費,也就是說達到13A就折算成一個機架的費用。對于客戶來說,這個意味著一些空間上的浪費,但是這是沒有辦法的事情。
“在網通機房的建設之初,還沒有刀片服務器之類的設備,當時的服務器都比較厚重,耗電量也相對較少。根據當時服務器的參數估算,差不多將機架放滿服務器之后的滿載電流是13A。但是隨著服務器越來越薄,耗電量越來越大,負荷只能達到13A的機架已經無法承擔滿載的服務器。當然,并不是說所有的數據中心機架都只能承載13A的電流。據了解,天津的一些數據中心的機架能夠承載16A的電流,而諸如杭州等地的新建數據中心機架能夠承載21A的電流負荷,因此這些數據中心的機架就能夠放置更多的服務器。也有一些小型的數據中心是按照服務器來收費的。那些數據中心面對的都是小用戶,只有一兩臺服務器托管,因此會給出一個打包的價格,比如說每年每臺服務器多少錢。”但是他們在計算的時候,一定會把電費都算進去了。不計算電費成本的數據中心,是不可能存活的。
盡管擴大負載能夠提升機架的密度,承載更多的服務器,數據中心的電力能力擴容并不是一件簡單的事情。機房的供電并不是直接來自于市電,而是來自于UPS。數據中心在設計的時候,已經規劃好了UPS提供的電力總量以及每個機架所分配的電量,因此,如果某個機架要升級到20A,那么必然另外一個機架就要降低電量。而要通過增加UPS來提升供電能力,就需要一定的空間來升級UPS,倘若數據中心里面沒有足夠的預留空間,便難以進行UPS的升級。即便是 UPS能夠升級,電力部門的電力供應也不一定能夠跟上。在北京的絕大部分機房,電力部門的供電都不足。在北京某通訊公司的機房,就因為電力部門供電不足的問題,不僅無法擴容,而且現有的機架還始終用不滿。此外,對于機房來說,需要兩路供電,這對電力部門來說,也是一個嚴重的問題,它牽涉到電力線路的優化、電力設備的投資,都是很復雜的問題。
根據權威數據,從2006年到2010年的服務器銷量年均復合增長率為32.2%,到2010年,新裝服務器的數量將會是每年189.9萬臺,這個數量應該說是相當可觀的。其中高密度設備,如刀片服務器要求極大的功耗來驅動設備本身,也需要配套的冷卻功耗。機柜可以容納 60U到70U,相當于每個機柜20千瓦至25千瓦。另外,對于設備必須的每千瓦能量,需要另外1千瓦到2千瓦能量來驅動空調設備。如果這一等級的機柜密集度擴展到高架地板,那么今天大部分的數據中心,以目前的能量和冷卻能力,都無法滿足需求。
當務之急,應該是降低設備對功耗需求的無節制增長。CPU只是消耗了差不多30%的服務器電力,有關能耗的問題解決辦法不僅僅在于CPU,更在于從芯片、電源、軟件、數據中心架構、管理系統等各個方面所做出的努力。有一個比例計算公式:41%的能耗是用于IT的設備,28%的能耗是用于能源配送, 31%的能耗是用于制冷設備。在IT設備中,服務器使用了差不多40%,存儲設備使用了37%,通信和網絡設備使用了其余的23%的電力。
進一步分析就可以發現CPU消耗了31%的電力。也就是說,對于整個數據中心而言,芯片只是使用了不到所有能源的5%。因此可以說,有關能耗的問題并不僅僅是有關處理器的問題(40%*40%*31%=4.96%),現在業界在尋找能源,而不是熱量的效率,現在焦點在效率上。例如對于同樣的功耗,壓力在于如何通過多核芯片提升雙倍甚至三倍的性能。
那么從對環境影響的角度,分析IT業的污染,會得出什么樣的結論呢,目前高溫、暴雨、冰災等大型自然災害頻發, 2007年7月份,我國很多地區都發生了極端的天氣氣候事件,很多氣象要素記錄都被打破了:淮河地區暴雨成災、上海市高溫創歷史新高、廣東持續高溫、江南華南地區干旱、遼寧遭遇雷災……,不僅中國,英國也遭遇了60年一遇的洪災、阿根廷則降下89年來的第一場鵝毛大雪、非洲乞力馬扎羅山冰雪消融……而08 年春節期間的冰災更是給全國人民留下了痛苦的回憶,這些極端天氣事件,一方面跟氣流活動有關,另一方面就是不能忽視的全球氣候變暖問題。二氧化碳氣體,具有與玻璃相似的作用——讓陽光到達地球,阻礙熱量從地球表面散發出去,維持了地球表面的氣溫。隨著工業的發展,人類使用燃料越來越多,向大氣中排出的二氧化碳與日俱增。加之,亂砍濫伐使森林面積減少,導致對二氧化碳的吸收能力降低,由此引起大氣中CO2濃度的升高,氣溫也隨之升高。全球氣候變化,一方面對冰川、凍土等自然系統構成威脅,另一方面對水源、農業、林業等人類生存構成威脅。控制二氧化碳的排放量(簡稱“碳排量”),成為控制全球氣候的關鍵。二氧化碳排放源自在生產熱力和電力時燃燒碳氫燃料,源自火炬燃燒廢氣和生產裝置尾氣,及其分離或轉化過程。
根據統計,制造一臺電腦需要使用1.8噸的化石燃料和水。一臺電腦在操作時,每年會制造0.1噸的二氧化碳。而全球IT科技業排放的二氧化碳,占了全球總排放量的2%左右。不要小看這2%,IT正在成為替代普通電子行業的最大二氧化碳排放者之一。
2006年全球服務器裝機量是3500萬臺左右,中國現在的服務器保有量是182萬臺,每年PC服務器銷量是56萬臺。按照服務器的功耗平均 300~400瓦,以每臺服務器每小時功耗400瓦計算,那么全球服務器的每小時耗電量將是1400萬度。按照每度電的二氧化碳排放量約為0.997千克計算,約合13958噸。在攝氏25度常溫及標準氣壓下,1噸二氧化碳的排放所占空間為556立方米。一個奧運會比賽專用游泳池的大小約為2500立方米。那么每小時,由服務器所排放的二氧化碳將可以填滿3104個左右的奧運會比賽用專用游泳池。而二氧化碳在大氣中的壽命為50-200年。
IT并非“無煙產業”環境保護呼喚綠色IT3
節能降耗呼喚綠色IT
在今年的G8峰會前夕,我國政府公布了外界期待已久的《中國應對氣候變化國家方案》。該方案被形容為中國應對氣候變化
的“根本大法”,歷經多年策劃、起草,將進一步明確中國作為一個負責任的發展中大國,應對全球氣候變化挑戰的國家姿態。中國總理溫家寶在中外記者見面會上莊嚴承諾:“雖然我們是一個發展中國家,但是我們還是根據關于溫室氣體排放的國際公約,制定了中國應對氣候變化的國家方案。”
在這份我國應對氣候變化的“根本大法”中,明確提出要“依靠科技進步和科技創新的原則”,“大力發展新能源、可再生能源技術和節能新技術,促進談吸收技術和各種適應性技術的發展,加快科技創新和技術引進步伐,為應對氣候變化、增強可持續發展能力提供強有力的科技支撐!”
我國政府已經積極行動起來,大力促進中國IT工業向環保和節能方向發展。2007年3月1日,由信息產業部等部委聯合發布的《電子信息產品污染控制管理辦法》開始實施,在電子類產品中限制使用鉛、汞、鎘、六價鉻、聚溴聯苯、聚溴二苯醚等有毒有害物質的環保標準正式開始生效。從今以后,我國 1800多種新生產的電子信息產品都必須標有“電子信息產品污染控制標志”,涉及到車載雷達、通信設備、手機、電視機、計算機、音響、DVD、半導體、集成電路、醫療電子設備、電池、微波爐、電磁爐等多個行業的產品。
2005年10月,國家環境保護總局中國環境保護產業協會就推出了綠色環保標識“綠色之星”,這也是我國IT行業的第一個相關標識。它的核心就是:IT產品必須具有節能、安全、低污染、低輻射、易回收和符合人體工學等多方面特征。
在政府采購方面,我國出臺了一系列政策加以引導。2006年11月22日,財政部和國家環保總局正式對外公布了《環境標志產品政府采購實施意見》和首批《環境標志產品政府采購清單》,要求各級政府機關、事業單位和團體組織在用財政性資金進行采購時,優先選購環境標志產品。
不過,綠色IT絕不是節能、降耗那么簡單,不僅涵蓋IT產品的研發、采購、生產、包裝、物流、銷售、使用、回收的全過程,而且,最重要的是,所有的IT工業都必須意識到IT工業目前共同面臨的環保危機!對中國IT企業來說,更需要從自身做起!從每一個機箱、每一顆螺絲釘、每一個排風扇做起、每一個包裝箱做起!