能耗大户IT产业拉响红色警报

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

2008年年初的这场罕见雪灾警示我们：由于环境污染而引发的气候异常并非传说中的故事，已经实实在在发生，当红色警报已经响起时，作为能耗大户的IT产业该如何面对?

相信2008年的春节一定会成为很多人终生难忘的记忆，尤其是那些身在南方的人。当雪从传说中的清纯使者变为现实中的灾害时，这个新年对于很多南方人来说显得非比寻常，一些地方不仅水电全无，甚至交通也一度中断，钱取不出来，电话通不了，人们仿佛回到了古代-蜡烛重登照明岗位，联系基本靠吼。

没有电，所有仰赖电的设备基本瘫痪。银行系统没有电，无法完成交易，移动通信虽然好一些，但是多数人的手机因为无法及时充电，让基站形同虚设……

对于这次雪灾，有种种解释，但无论是拉尼娜说还是其他说法都不能给出完美的解释。

变化的不只是南方，本该降雪的北方迎来了一个无雪的冬天。而天气预报也面临尴尬层面--无法准确掌握变化的趋势。天气的变化多端已经让以前的模型不能发挥作用，新的预测模型还没有完全建立，于是，雪灾钻了空子。现在能做的就是添加计算能力，增加计算密度从而在一定层面上提高天气预报的准确度。但是模型与现实状况的不匹配，已经在警示我们，天气已经变了，我们却还看不见。

后天可能就在眼前

有研究人士认为，这种变化与二氧化碳浓度上升直接相关。一些研究人员认为，地球有一个二氧化碳的浓度周期，人类虽然影响巨大但是还不至于影响到要改变天气，这个研究结果直接构成了美国不签署《京都议定书》的理由之一，秉持这个学说的以美国学者为多。不管怎么样，历史事实是这样的，当年恐龙繁盛，如同人类这样在地球上占据绝对优势地位的时候却突然灭亡，据说与当时的二氧化碳浓度剧烈升高密切相关。

这不由让人想起了著名的电影《后天》，这部科幻影片描述了如果环境持续污染将导致日益严重的温室效应，最终将引发新冰河世纪的情景，曾引起巨大反响。不过，当时观看影片的我们从未想过"后天"离我们的距离可能远比我们想像中要近得多。无论如何，气候变暖是一个不争的事实，全球气候变暖的主要表象一是夏天的温度持续上升，另外一个变化就是冬天也可能变得更冷。今年的情况就是如此。

这其中显然有二氧化碳的巨大"功劳"。早在前两年，全球二氧化碳的排放量就已经达到了73亿吨，并且每年二氧化碳的排放量还在持续以大约4%的速率增长。中国自1990到2003年间，二氧化碳排放量增长了超过73%，现在我们的二氧化碳排放量超过了30亿吨，其中有很大部分是煤电"贡献"的。

我们国家的电力主要由煤电提供。2007年，我们国家的电力装机容量已经突破了7亿千瓦时，其中煤电占据了其中的80%，并且每年还在以超过5000万千瓦的装机容量扩展，也让煤电成为我们主要的二氧化碳排放源。

因此，国家在做出节能减排的决策时候，倡导人们从节约用电开始，为了完成单位GDP能耗下降的指标，每个人都必须行动起来，以至于计算自己个体的排放，采取减排措施成为一种绿色时尚。

在此，我们需要提供一些数据：一度电需要用到0.3公斤煤(以实际煤炭5000大卡/公斤计算)，释放0.6公斤二氧化碳。全国接近6亿千瓦的煤电装机容量，意味着每年要消耗超过9亿吨煤炭，要释放出接近20亿吨二氧化碳，节约了用电自然就减少了排放。

但是，经济的发展带动了消费的增长，二氧化碳排放的增长势头还是很强劲。虽然我们的人均排放只是美国的16%，我们的消费习惯却毫无疑问在向他们看齐，至少在一些阶层是这样的。尤其是汽车的大量使用，到目前为止，我国的石油差不多一半是被烧掉的，排放的二氧化碳也有几亿吨。

这其中也有历史原因。早期的工业革命时期，二氧化碳拼命排放而无人制止，这也曾是导致后期处理二氧化碳问题越来越难的根本。美国就以经济为理由拒绝在《京都议定书》上签字，他们人均的二氧化碳排放量达到了20吨/年，资源消耗惊人。与美国人大多由个人消费产生二氧化碳不同，中国主要是由工业消耗产生二氧化碳。根据国家的统计，我们现在的电能77%左右是为工业消耗的，加上中国逐渐成为世界的工厂，在某种程度上，中国是在替一些消费了我们产品的国家背二氧化碳的包袱。

IT需迎头赶上

在汽车行业为应对二氧化碳排放而打出混合动力的大旗之后，航空业同样有所动作。波音公司和通用电气合作开发出了第一款使用生物燃料的飞机，并且已经投入了试飞。现在看来，IT行业在这方面的动作多少有些滞后，甚至可以说，并没有引起厂商们足够的关注。除了Intel周期性地改进生产工艺，让处理器从耗电大户没落成为耗电配角之后，IT整个电能消耗的环境并没有根本改善。硬盘、芯片组、显卡消耗的电力已经可以与处理器一较高下，显卡更是如此，高端一些的显卡已经成为电能消耗的绝对主力，动辄数百瓦的能源消耗就如同大排量的汽车无谓消耗能量一样。

实际上，已经有一些人开始积极动作，80PLUS就是一个很好的例子。80PLUS认证主要针对电源，符合这个认证的电源在任何条件下效率都必须高于80%，这一严格的限制使得通过这个认证的电源效率大大增加，从而在整体上降低能耗和减轻二氧化碳的排放压力。

能源之星4.0版包含了80PLUS的规范。同样对电源的效率作出了要求。目前通过这个认证的电源只有200款左右，许多电源厂家和整机都参与了进来。一些有远见的厂商开始参与这个计划，Dell和HP是最积极的两个厂家，像FSP、SeaSonic、Delta这样的电源厂家也在积极动作，HP已经开始提供使用80PLUS电源的电脑，并且在2006年参与了80PLUS的认证工作，是第一个参与80PLUS认证工作的整机厂。但是因为成本的因素，包含厂家在内的多数参与者还是从经济的角度来对待这个问题。笔者认为，国家有必要提出更严格的规范，从这些细微之处入手，降低其他方面的排放压力。

80PLUS标准有严格的测试标准，还包含对功率因素的要求。测试分别以20%、50%、100%的负载测试，效率都要超过80%，并且功率因素要超过0.9，需要添加主动PFC电路，并且整体上有所不同。

目前的电源，大多数设计效率为75%，实际使用的时候，效率70%，功率因素低的到0.5，高的到0.8，功率越大的时候，电源的消耗和浪费会非常严重，距离80PLUS的要求也比较远。如果目前所有的电源都满足80PLUS要求的话，整体功耗将会下降10%以上，加上功率因素提升对电网的冲击减小，意义将非常大。

改变习惯从我做起

认识到这一点，对于每个IT用户来说，改变习惯、从我做起是很重要的。对很多网民来说，BT等P2P软件十分方便，也因此而让他们养成了不关机的习惯，通宵下载，而一些QQ聊天和

网游的狂热爱好者更是昼夜挂在上，众多网民的这种行为汇聚到一起会产生惊人的能耗。以一台电脑100瓦计算，24小时的用电量就是2400瓦，根据CNNIC统计，全国有1.6亿网民，以每个网民每天平均上网4小时计算，每天的能耗就是15.36亿千瓦。这还只是单单计算网民电脑的耗电量，如果算上为了提供这些应用，后台服务器的能耗，就更是惊人。大型的网络游戏需要巨大的服务器群，九城为了架设《魔兽世界》的后台，添置了5000台服务器，ChinaCache2007年度采购的服务器数量也达到了5000台……中国目前很多服务器销量都是被互联网内容分发和互联网数据中心分享了。

一些人士开始意识到，应该使用更为简洁的界面使得系统负担更低，从而降低能源消耗。比如一些网站推出全黑底色的主页，或者采用单色的主页，尽量降低显示器的电能消耗。

与此不同的是，IT管理人员尤其是大型机房的管理人员对单个系统的性能并不太在意，主要关注的是管理成本，一般来说性能没有那么极端的系统出意外的概率也会少很多，并且他们一般都认为性能不足可以通过添加更多的单独系统来实现，而不是追求通过高度的集成使得计算密度提高从而降低能源消耗。在这些机房里面还有需要考虑的事情，在一台服务器的寿命周期内，他们的电能消耗是服务器初始购置成本的1.5～2.5倍，因而服务器节能价值更为凸显。

Intel从发布酷睿2开始强调每单位能耗的计算能力，这给出处理器功耗一个比较好的评价方向和指标。一些测试也表明，尽管速度快的处理器功耗更高，但是因为处理时间会相对较短，从而能够在效能比上胜出。只要不是太受限于预算，尽量购买速度快的系统更有利。

多核是节能的上好选择

现在，我国每年的电脑销量达到了2000万台左右，其中大部分是台式机，按照每台电脑150W计算，每年新增的电力消费都要需要新增300万千瓦的装机容量才能满足，接近了我

国每年新增装机容量的6%左右，并且按照现在人的习惯，老电脑还可以当作网关使用或者挪作它用，导致的能源损失更大。

加上现在显示器普遍尺寸增加，24英寸的LCD显示器最大功耗可以达到80W，对于一些经常玩网络游戏的人来说，他们电脑的平均功耗水平要高出一般用户很多。虽然个人的节能效果可能并不显著，但是从整体上，这个数值将会非常可观。

从技术上来讲，多核将大大缓解因为计算能力增加导致的能耗增加的需求，尤其是在面对计算密集型的应用的时候，多核系统往往更节能。一个很简单的例子，比如一台双路8核的电脑，相比四台双核电脑，至少在电源方面的消耗和浪费要少得多，虽然从性能上来说不能完全一一对应，但集成显然没有错。

四台电脑至少要应付四个芯片组功耗、四组内存的功耗以及四个显卡、硬盘网卡等等消耗，还有四个电源的功耗浪费，如此总总，多核应该是节能的上好选择。虽然单台机器的能耗相对较多，考虑到性能又是另外一番景象了。

多核系统在服务器领域还有更重要的意义。同样计算能力减少的空间可以节省冷却费用，管理费用，在用电方面的节省会较家用机器少很多，而且在服务器的生命周期内，电能的消耗占的比例相当大，因而多核的价值更是毋庸置疑。

当然是要越多越好。比如现在Intel和AMD都推四核，Intel四核处理器要出来得早得多，可以认为在节能的层面上，Intel的贡献更大。最近又传言Intel将推动6核心的处理器版本，通过Nehalem架构推动8核心架构，将会大大提高系统的计算密度，从节能的角度考虑，也是必须之举。

网络和聊天等等的应用，用不着一个这么大的电脑来应付，有趣味的游戏也不见得需要多么宏大。扑克牌玩了这么久，仍然生命力旺盛，游戏的真谛不在于工具而在于玩法和其中涉及到的人与人之间的利益关系。

UMPC和MID设备将推动移动计算平台的进一步口袋化，也将进一步让电脑变得更节能。现在，互联网逐渐成为一个超级百科书库，多数人离不开它，不过用一台大大的电脑上网，既不方便也不时尚，还不是特别实用，尤其是在路途之中，这个时候UMPC和MID这样的设备就会大发神威。

这其实就是未来网络计算的雏形。只要我们连入网络，我们自己本身就能给网络提供计算能力，虽然每个设备的计算能力相对较小，用户数量一多，对于每个进入网络的用户而言，他所看到的计算能力就是无限的。

利用这个特点构成分布式计算网络，并且实现计算资源的租赁，那样每个用户所需要的就不是那么复杂的电脑了，需要一个简单的终端即可。

此外，计算能力的租赁也将让所有人获益。这就如同保险一样，每个人支付的费用并不多，但是只要达到一定的数量，对于每个人来说，能够赔付的额度就能够满足一时所需了。如果这样的网络能够构建，还能够大大节省整个社会的成本。

可能有些人会不满意，这么多电脑卖给谁?岂不是要导致一些人失业?从产业发展的角度，硬件生产应该是集中在少数厂家手里，做最标准的产品最节省，多数人需要从事应用方面的业务了……

评论：技术创新 赢得未来

从硬件生产的角度是使用新工艺，降低功耗;从软件生产的角度则是开发新的算法和编译器，提高软件的效率，从而降低软件运行过程中带来的损耗。开放的软件平台可以积累最多数人的智慧，过分商业化的软件却不一定能够带来这样的好处，尤其是系统化的软件，开发成本的优化并不意味着用户成本的优化。

在硬件层面上，不仅要采用新材料，更要有合理的设计。如果像当年P4那样继续为了提高速度而不及其余，使用主动泄放电路，功耗不高才怪。最近有研究表明，可以用热实现计算，那有可能在一个处理器内部实现多种计算方式，一边的电子计算产生的热能将是另外一边的热能计算单元的动力，这当然还在研发当中。

最有可能的是提高目前处理器的热传导，降低热损耗。科学家们最近对一种物质比较有兴趣，就是炭球晶体，这种材料构成的网格状材料是通常材料导热能力的2～3倍，这就意味着可以在原来不可能的条件下实现2～3倍计算能力的提高而器件不会热损坏，当然这也需要以有计算能力提高空间为条件。

此外，计算机系统内部的全分布式架构也将有利于处理器系统节能，从整个系统设计分散计算资源，从某种意义上就是取消CPU这样的东西，把它的计算能力分布开来，这也是计算机领域的一大挑战。

地球是一个自适应的循环体，而人类的工业化进程却忽视了地球这个系统，如果我们一直以地球这个大系统作为参考，估计很多事情就不会发生了……