搜一次網(wǎng)頁(yè) 能燒半壺水？
每次輕點(diǎn)鼠標(biāo)，你都在為互聯(lián)網(wǎng)耗能做“貢獻(xiàn)”
齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者 于梅君
每天早上，你睜開(kāi)眼的第一件事是干什么？多數(shù)人都是拿過(guò)手機(jī)看一眼時(shí)刻，再刷一下微信，投身一天的互聯(lián)網(wǎng)生活。
搜索引擎、社交網(wǎng)絡(luò)、云存儲(chǔ)、流媒體……盡管龐大的信息工廠不會(huì)噴出滾滾黑煙，也不會(huì)有嘎吱作響的齒輪，但不代表它們就不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。隨著互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)流量需求暴增，信息產(chǎn)業(yè)的能源消耗也迎來(lái)爆炸式增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字碳中和勢(shì)在必行。
互聯(lián)網(wǎng)每年消耗200個(gè)三峽發(fā)電量
如今，覆蓋衣食住行的互聯(lián)網(wǎng)，讓人無(wú)時(shí)無(wú)刻不處于信息世界的天網(wǎng)中。但很多人不知道，網(wǎng)絡(luò)上看似虛擬的信息，事實(shí)上會(huì)消耗大量有形的能源和空間，所以多數(shù)人并沒(méi)有節(jié)約意識(shí)。人們往往喜歡發(fā)送超大的視頻文件，或是附有超大附件的電子郵件?？墒?，即便是最尋常的應(yīng)用程序，比如查找一個(gè)餐館或?qū)ふ乙惠v出租車，都要求服務(wù)器24小時(shí)開(kāi)機(jī)待命，這樣才能即時(shí)處理信息。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜性也往往不為人所知。即使你只是給隔壁鄰居發(fā)送一封帶有圖片的電子郵件，這封郵件在到達(dá)鄰居郵箱前，也必須在互聯(lián)網(wǎng)世界跨越萬(wàn)水千山，經(jīng)過(guò)多個(gè)數(shù)據(jù)中心的處理。
一部手機(jī)、一臺(tái)電腦或許耗能不多，但數(shù)十億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加在一起，卻需要大量能源。數(shù)據(jù)顯示，2017年，全球互聯(lián)網(wǎng)能耗相當(dāng)于2萬(wàn)億度電，占全球能耗的7%，需要200個(gè)三峽大壩的發(fā)電量才能滿足。
網(wǎng)絡(luò)搜索需要數(shù)百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)才能完成，因此會(huì)消耗很多能源。美國(guó)研究機(jī)構(gòu)Gartner曾打過(guò)一個(gè)比方，假設(shè)谷歌數(shù)據(jù)中心擁有100萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器每小時(shí)消耗大約1000瓦電量。那么，谷歌的搜索引擎每小時(shí)將消耗100萬(wàn)千瓦電量。這個(gè)搜索引擎每小時(shí)產(chǎn)生近1000萬(wàn)個(gè)搜索結(jié)果，每次搜索消耗的能量相當(dāng)于燒開(kāi)半壺水，也可以讓一只100瓦的燈泡工作一小時(shí)。
一臺(tái)臺(tái)式機(jī)計(jì)算機(jī)功率在200到300瓦之間，如果按3.2億臺(tái)計(jì)算，每臺(tái)功率取值200瓦，每天開(kāi)機(jī)四小時(shí)，全年計(jì)算機(jī)耗電量就達(dá)到934億度，超過(guò)三峽電站年均發(fā)電量847億度的規(guī)模。
5G是能耗大戶
“信息產(chǎn)業(yè)目前已是全球第五大耗能行業(yè)，綠色信息化日趨重要。”在今年9月舉行的首屆中國(guó)數(shù)字碳中和高峰論壇上，原國(guó)家信息化專家咨詢委員會(huì)常務(wù)副主任周宏仁介紹，2018年，計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)大約消耗全球電力的10%。其中，有源終端和數(shù)據(jù)中心各消耗30%，網(wǎng)絡(luò)消耗40%。
截至2021年6月，我國(guó)有8.88億人看短視頻、6.38億人看直播、8.12億人網(wǎng)購(gòu)等，網(wǎng)民每周上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)為26.9個(gè)小時(shí)，平均每天3.84小時(shí)。中國(guó)信息與通信技術(shù)產(chǎn)生的能耗可能占全球信息與通信技術(shù)能耗的25%左右，所以綠色信息化勢(shì)在必行。
持同樣觀點(diǎn)的還有中國(guó)工程院院士鄔賀銓。在鄔賀銓看來(lái)，信息技術(shù)在助力節(jié)能減排的同時(shí)，其自身能耗也不容。以5G為例，近期工信部表示，我國(guó)已開(kāi)通建設(shè)5G基站99.3萬(wàn)個(gè)，覆蓋全國(guó)所有地級(jí)市、95%以上的縣區(qū)和35%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2020年與2019年相比，我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)耗電量增加14.6%。鄔賀銓表示，這之中，5G大規(guī)模商用影響很大。盡管5G能量?jī)r(jià)值遠(yuǎn)優(yōu)于4G,但高能耗也是不爭(zhēng)的事實(shí)。
據(jù)華為瑞典研究院的資料，2020年全球信息通信產(chǎn)業(yè)的能耗約20000億千瓦時(shí)，預(yù)計(jì)到2030年最高將增長(zhǎng)61%至32180億千瓦時(shí)。
如何降低5G碳排放？鄔賀銓建議，可以采取措施來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗降低，比如基站休眠方案。網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量存在潮汐效應(yīng)，忙時(shí)大家都用，閑時(shí)則很少人用，可以根據(jù)業(yè)務(wù)量關(guān)閉部分通道。
事實(shí)上，降低5G能耗，中國(guó)已在行動(dòng)。中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信共享5G頻率資源合建5G接入網(wǎng)，與各自單獨(dú)建網(wǎng)相比，5G基站總數(shù)將減少20%—30%。
生產(chǎn)1克手機(jī)耗能是1克汽車的80倍
2019年3月，由法國(guó)碳轉(zhuǎn)化智囊團(tuán)提供的報(bào)告《讓ICT向數(shù)字節(jié)制傾斜》指出，到2018年，信息和通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)(ICT)的溫室氣體排放量已占全球溫室氣體排放量的3.7%。數(shù)字化轉(zhuǎn)型正加速全球變暖。
報(bào)告指出，生產(chǎn)一款重140克的智能手機(jī)需要約0.700吉焦(1吉焦=10億焦耳)的一次能源，而生產(chǎn)一款重1400千克的汽油動(dòng)力汽車需要約85吉焦的能源。換算一下，生產(chǎn)“1克智能手機(jī)”所消耗的能量約為生產(chǎn)“1克汽車”的80倍。智能手機(jī)的微型化還增加了回收中的能源消費(fèi)量，因?yàn)榉蛛x金屬所需的能量隨著裝配復(fù)雜性的增加而增加。
有研究機(jī)構(gòu)估計(jì)：在美國(guó)，有30%的服務(wù)器在沒(méi)有任何工作負(fù)載的情況下保持開(kāi)機(jī)狀態(tài)。研究表明，如果服務(wù)器已經(jīng)有3分鐘未使用，就應(yīng)將其關(guān)閉。
除了數(shù)據(jù)中心和通信網(wǎng)絡(luò)，用戶的終端設(shè)備也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。2018年，全球約有90億臺(tái)終端設(shè)備，其中包括20億部智能手機(jī)和10億部電腦。
2019年，蘋果公司評(píng)估了配備16英寸屏幕、512GB存儲(chǔ)空間和2.6GHz處理器的MacBook Pro,在4年使用壽命內(nèi)的平均溫室氣體排放量。結(jié)果顯示，這種筆記本電腦的碳足跡約為394千克二氧化碳。其中僅生產(chǎn)制造階段就占75%，運(yùn)輸階段占5%，使用階段占19%，處理階段不到1%。按照這組數(shù)據(jù)，設(shè)備的使用年限必須達(dá)到原來(lái)的4倍(大約16年)，才能讓使用階段的碳足跡接近制造階段的碳足跡。
數(shù)據(jù)中心如何擺脫“能耗巨獸”魔咒
產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)據(jù)中心是存儲(chǔ)和流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的必備糧倉(cāng)，卻也是耗電大戶。美國(guó)能源部估計(jì)，數(shù)據(jù)中心消耗的能源大約是標(biāo)準(zhǔn)的、同等面積辦公室大樓能耗的100—200倍以上。
《中國(guó)數(shù)字基建的脫碳之路：數(shù)據(jù)中心與5G減碳潛力與挑戰(zhàn)(2020—2035)》報(bào)告指出：到2035年，中國(guó)的數(shù)據(jù)中心和5G總用電量是2020年的2.5～3倍，將達(dá)6951億～7820億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的5%～7%。同時(shí)，2035年中國(guó)數(shù)據(jù)中心和5G的碳排放總量將達(dá)2.3億～3.1億噸，約占中國(guó)碳排放量的2%～4%，相當(dāng)于目前兩個(gè)北京市的二氧化碳排放。
“碳中和”目標(biāo)下，如何降低數(shù)據(jù)中心的高耗能，是每個(gè)科技巨頭都在探索的問(wèn)題。
今年1月，騰訊宣布啟動(dòng)碳中和計(jì)劃；華為也在年初發(fā)布了“數(shù)字能源零碳網(wǎng)絡(luò)解決方案”。今年3月，廣東省第二人民醫(yī)院與華為共同宣布，打造全國(guó)首個(gè)全場(chǎng)景醫(yī)院智能體，覆蓋院前急救、線上治療、智慧醫(yī)院等五大場(chǎng)景。如今，智能送藥機(jī)器人、智護(hù)屏、智能輸液器等已成為病房標(biāo)配。
廣東省二醫(yī)應(yīng)用了華為FusionModule2000智能微模塊，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)和工廠預(yù)制，能將數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期縮短一半。微模塊的另一個(gè)特點(diǎn)是能效提升，現(xiàn)在，該醫(yī)院數(shù)據(jù)中心每天節(jié)省的電量，相當(dāng)于一個(gè)普通病房?jī)赡甑挠秒娏俊?/div>
針對(duì)5G基站耗電量大的問(wèn)題，華為云也給出技術(shù)方面的解決方案。華為云中國(guó)區(qū)副總裁胡維琦介紹，他們已通過(guò)提供極簡(jiǎn)站點(diǎn)來(lái)幫助中國(guó)鐵塔股份有限公司浙江省分公司，將站點(diǎn)的利用率提高13.9%，每年每站可以省電4000度。
虛擬空間非無(wú)限大，信息也要斷舍離
晝夜不停流轉(zhuǎn)的信息背后需要很多動(dòng)力支撐。對(duì)每個(gè)人而言，所能貢獻(xiàn)的，是對(duì)信息的“斷舍離”。比如，隨手拍的照片，是否都要保留？過(guò)期的垃圾郵件多少年沒(méi)清理過(guò)？電腦硬盤和U盤都有儲(chǔ)存上限，用太久存太多會(huì)導(dǎo)致速度變慢、電腦發(fā)燙，遑論上億人不斷往數(shù)據(jù)中心上載的數(shù)據(jù)。
虛擬空間并非無(wú)限大，數(shù)據(jù)信息雖無(wú)形，卻需要耗費(fèi)實(shí)實(shí)在在的存儲(chǔ)空間和動(dòng)力，以及生產(chǎn)設(shè)備本身的資源動(dòng)力耗費(fèi)。斷舍離，能夠?yàn)樗鼫p一點(diǎn)負(fù)。
原國(guó)家信息化專家咨詢委員會(huì)常務(wù)副主任周宏仁表示，綠色信息化的實(shí)現(xiàn)，可以從能源管理、軟件開(kāi)發(fā)與優(yōu)化、遠(yuǎn)程辦公以及零部件循環(huán)利用等方面入手。每個(gè)人也可以為減少信息化帶來(lái)的碳足跡做出貢獻(xiàn)，比如關(guān)閉不必要的瀏覽器標(biāo)簽頁(yè)、使用下載音樂(lè)而不是在線聽(tīng)歌等。電腦顯示器處在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，每月將多浪費(fèi)3度至10度電。如果待機(jī)大于1小時(shí)，最好徹底關(guān)機(jī)。
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