数据中心是耗电量最大的设备之一。研究表明，数据中心的能源消耗每年都在增加，并且呈现出两种明显的趋势。第一个趋势是，尽管许多组织将系统和硬件迁移到云环境，但主流传统企业数据中心仍然是电力的主要消耗者。但是，虽然平均使用量正在稳步增长，但增长速度可能低于20年前，当时云数据中心刚刚成为传统设施的主要替代品。
另一个趋势是，虽然大型云数据中心（通常称为超大规模中心）的用电量正在稳步增加，但它们正在通过投资绿色计划（例如节能设备）来平衡这种增长。他们还在改造暖通空调、安全和照明等支持系统。
传统数据中心运营商通常关注的是最大化产出和性能，而往往忽略了对能源的影响。对于大型组织而言，增加计算能力的需求往往会导致建立额外的数据中心，从而显著增加能源消耗。
然而，无需占用地面空间即可获得大量计算资源，这推动了关闭传统数据中心并将业务转移到云端的趋势。
非超大规模云数据中心通过保持能源消耗稳定，来展示其节能设备和环境系统的使用。大型超大规模云数据中心出于同样的原因，稳步增加能源使用量并对其进行了有效管理。
数据中心为何消耗如此多的能源？
计算和存储需求的增加：数据中心的主要功能是处理、存储和传输数据。随着互联网的普及、云计算的发展、人工智能和大数据分析的兴起，对计算能力和存储容量的需求大幅增长。这些都需要大量的服务器和存储设备，而这些设备在运行时会消耗大量电力。
冷却需求：服务器在运行时会产生大量热量。如果不及时散热，设备可能会过热，从而损坏或降低性能。因此，数据中心需要使用大量能源来运行空调和其他冷却设备，以保持适宜的工作温度。这通常是数据中心总能源消耗中的一个重要部分。
全天候运行：数据中心需要全天候不间断地运行，以确保网络服务和数据的可用性。这意味着服务器和其他设备24小时不停运转，从而持续消耗能源。
冗余和可靠性：为了确保高可用性和可靠性，数据中心通常配置了冗余电源、备份设备和紧急发电机等。这些措施虽然能提高系统的可靠性，但也会增加能源消耗。
设备效率：虽然现代数据中心越来越注重能源效率，但仍有许多旧设备和技术在使用，这些设备的能源效率相对较低。此外，高性能计算设备（如GPU和专用的AI处理器）往往消耗更多电力。
网络和通信设备：除了服务器和存储设备，数据中心还需要大量的网络和通信设备，如路由器、交换机等。这些设备也需要持续供电，并且随着数据传输量的增加，其能源消耗也在增加。
如何解决数据中心的能源消耗问题？
组织定期开展多项活动来提高数据中心的能源效率并减少能源需求。这些举措通常都归入“绿色数据中心”这一术语。以下是绿色数据中心活动，重点是云数据中心：
能源效率：云供应商使用的能源效率改进措施包括使用环保电源、减少碳足迹、与供电企业签订合同以供应绿色能源、定期测量电力使用效率以及制定记录计划和时间表，以实现碳负排放并清除环境中的所有碳。
使用可再生能源：风能和太阳能是云供应商最常用的可再生能源之一。可再生能源可以由云供应商全资拥有和管理，也可以通过与可再生能源供应商签订合同获得。
环保数据中心建筑：当前和未来的云数据中心建筑的设计和建造通常符合当前节能建筑的设计规范。
数据中心选址：应选择能够最大限度降低洪水、地震、飓风和其他自然灾害等因素带来的风险的地点。云供应商可以使用低成本能源和可靠的电信基础设施资源，从而最大限度提高能源效率。
暖通空调管理：节能冷却系统是典型的暖通空调系统套件的一部分，其能耗管理十分严格。温度、湿度和热负荷（能耗的副产品）受到监控和管理，以优化运行条件。需要考虑的其他问题包括当地气候以及是否符合当地、州和联邦法规。
防止火灾和水灾：水检测设备位于数据中心的战略位置，用于通知操作员漏水或水淹。火灾和烟雾检测设备及其相关抑制设备（如FM-200排放和湿管和干管水系统）遍布整个数据中心及其相邻的工作区、会议室、食品服务区和杂物间。
基础设施能源效率：云数据中心通常使用公用事业企业的商业电力和电信资源。云供应商通常有政策和程序来评估公用事业提供商的环保性。
数据中心电力消耗未来趋势
未来几年，数据中心的耗电量将继续增加。这一趋势的部分原因是云数据中心的持续普及，而云数据中心是当今最大的能源消耗者之一。使用节能暖通空调系统、带冷却系统的设备机架以及节能门窗等技术，管理能源消耗将成为数据中心的一项主要持续活动。
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