碳中和是當今世界最為緊迫的共同使命
根據(jù)國際非政府組織“全球碳計劃”估算,2020年全球碳排放高達340億噸。如何理解這個難以想象的數(shù)字呢?《科學美國人》記者卡勒布·沙夫(Caleb Scharf)曾試圖以森林燃燒排放的二氧化碳作為基準:如果燃燒1英畝針葉林會釋放4.81噸二氧化碳,那么340億噸碳排放相當于燃燒近74億英畝針葉林(約合3000萬平方千米),相當于全球森林面積的四分之三!
為了人類共同的家園,減少碳排放,全球已有66個國家和地區(qū)制定了碳中和目標,然而已實現(xiàn)碳中和的國家僅有不丹和蘇南里。因此,這是一條漫長的道路,各行各業(yè)都需要進行更深遠的數(shù)字化和綠色低碳轉型來實現(xiàn)這一目標。
數(shù)據(jù)中心是碳排放大戶,提升算力、降低算耗事關重要
隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的算力訴求和帶寬需求與日俱增,數(shù)據(jù)中心能耗壓力成倍增加。根據(jù)《Applied Energy》論文“Usage impact on data center electricity needs: A system dynamic forecasting model(基于動態(tài)預測模型分析數(shù)據(jù)中心電力需求)”測算,到2030年數(shù)據(jù)中心能源需求將翻2到3倍,達到750太瓦時以上(1太瓦時=10億度電),約占整個ICT領域能耗36%。
除使用可再生能源,改善供電和散熱條件外,提升數(shù)據(jù)中心算力,縮短任務運行時間,也是有效解決數(shù)據(jù)中心能耗的手段之一。根據(jù)中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所云大所主導編寫的《ODCC數(shù)據(jù)中心算力白皮書》研究說明:“數(shù)據(jù)中心的算力大小,由服務器算力、存儲吞吐和網(wǎng)絡傳輸效率共同決定?!痹谕确掌饕?guī)模下,網(wǎng)絡丟包0.1%可以導致算力損失50%,造成了大量的能耗浪費。因此,提升網(wǎng)絡能力,改善數(shù)據(jù)中心單位能耗下的算力水平,是數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)綠色轉型的關鍵。
華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡CloudFabric 3.0,加速數(shù)據(jù)中心高算力綠色轉型
華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡CloudFabric 3.0以CloudEngine系列數(shù)據(jù)中心交換機為核心,不僅自身設備實現(xiàn)全系列低碳生產和綠色節(jié)能,還可通過0丟包網(wǎng)絡提質減少算力浪費,縮短計算任務時間,降低整體數(shù)據(jù)中心IT能耗。
以0丟包網(wǎng)絡提質減少算力浪費
獨創(chuàng)散熱黑科技,每bit功耗低于業(yè)界54%
華為CloudEngine系列數(shù)據(jù)中心交換機基于50+散熱專利,擁有業(yè)界最領先的高效散熱能力,400GE端口每bit功耗相比業(yè)界降低54%。
· 通過自研風洞模型研制出大開孔、窄隔筋的最佳風阻匹配的面板,使開孔散熱能力提升8%,從而助力風扇節(jié)能20%。
· 利用蒸發(fā)-凝結VC相變機理,將熱量迅速、高效地從芯片擴展到VC散熱基板,散熱效率提高4倍。同時研制大導熱面積、高導熱系數(shù)的新超薄導熱材料,熱導率提升6倍。
· 基于業(yè)界首創(chuàng)混流風扇,結合垂直和水平兩個方向,既做離心運動,又做軸向運動,使散熱效率增加3倍,耗電量是傳統(tǒng)風扇的一半。
全無損以太網(wǎng)絡,單位TFLOPS能耗降低27.4%,單位IOPS能耗降低30%
華為超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡CloudFabric 3.0基于iLossless智能無損2.0算法,實現(xiàn)業(yè)界首個全無損以太網(wǎng),并廣泛應用在風控識別、氣象預報、地質勘探等多元計算場景。以元宇宙虛擬數(shù)字人為例,通過人工智能訓練和圖像識別,元宇宙游戲中虛擬數(shù)字人的臉部可以和玩家的面容極度相似,得到更沉浸的游玩體驗。也就是說,誰能更快的完成算法優(yōu)化、訓練和識別,誰就能快速上線,搶占玩家心智。第三方權威機構Tolly Group測試結果表明,在TensorFlow-GPU分布式訓練中,華為全無損以太網(wǎng)絡每秒可訓練圖片數(shù)為478張,業(yè)界為375張,計算效率提升27.4%。這意味著在同等服務器規(guī)模下,使用華為全無損以太網(wǎng)絡可比業(yè)界訓練時間縮短27.4%,不僅可以助力游戲快速上線,而且對于大型數(shù)據(jù)中心來說,這樣的效率提升每年可減少上千噸碳排放。
除了在計算領域,華為全無損以太網(wǎng)絡在存儲領域也得到充分驗證,尤其是在金融、政府、航空航天等場景。Tolly Group基于業(yè)界權威的FIO存儲測試工具,完全模擬真實業(yè)務環(huán)境進行測試,結果表明:應用華為全無損以太網(wǎng)絡后,存儲系統(tǒng)在不同讀取順序場景中IOPS至少比業(yè)界高30%以上,這也意味著應用華為全無損以太網(wǎng)絡可以減少30%的存儲節(jié)點并且達到業(yè)界網(wǎng)絡方案相同的性能,從而帶來整體存儲系統(tǒng)30%的能耗降低。
全系列交換機生產節(jié)能,實現(xiàn)低碳制造
華為數(shù)據(jù)中心交換機制造體系一直致力于從“生產制造”到“產品終止使用”全生命周期的綠色化設計,以助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標:
· 以“少涂敷,不清洗”為原則的綠色無廢設計,拒絕排污浪費;
· 以“減量化,無紙化”為原則的綠色節(jié)材設計,拒絕材料浪費;
· 以“少耗電,減碳排”為原則的綠色節(jié)能設計,拒絕過度測試;
· 以“易拆解,零填埋”為原則的綠色回收設計,拒絕一次報廢。
2020年,華為CloudEngine系列數(shù)據(jù)中心交換機成為首批獲得國家CEC生態(tài)產品認證的以太網(wǎng)交換機,提升產品能效、降低噪聲污染、踐行綠色制造,共同守護“綠水青山”。未來,華為仍將持續(xù)創(chuàng)新,助力企業(yè)數(shù)據(jù)中心加速大算力綠色轉型,為全球碳中和目標的早日實現(xiàn)注入數(shù)字動能。
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