如今，數據中心可謂是數字經濟的基礎。每一條微博動態(tài)、微信消息和抖音視頻上傳都依賴于數據中心。沒有數據中心，就不會有網友追更的網劇、日常導航的地圖和便捷的移動支付，各類藥物的研發(fā)工作也將明顯放慢腳步。盡管數據中心對于我們今天生活的世界至關重要，但它們的運行也不能夠與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展相向而行。日前，《中國環(huán)境報》刊文指出，2021年全國數據中心能源消耗達到2166億千瓦時，較2020年增加44%，約占全年總用電量2.6%，也相當于2021年湖南全省的用電量，且能耗增速高于數據中心機架增長速度。同時，也有預測顯示，2025年中國數據中心耗電將占社會總用電量4%。因此，數據中心的綠色轉型和節(jié)能減排具有十分重要的意義。

一般情況下，數據中心的節(jié)能可以通過適度調高環(huán)境溫度、及時淘汰陳舊設施、虛擬化技術的應用，以及充分利用自然散熱等方式實現。這些方式大多把算力需求帶來的電力負荷作為剛性負荷，把焦點集中在供能系統(tǒng)等非服務器設備，重點關注配置儲能、優(yōu)化供冷系統(tǒng)調節(jié)等。而細觀數據中心用電結構就會發(fā)現，服務器才是耗電“大戶”，以PUE(Power Usage Effectiveness，數據中心總能耗/IT設備能耗)值為1.3的數據中心為例，服務器耗電占比77%。因此，尋找調節(jié)服務器的算力和電力負荷的方式，將能發(fā)揮出數據中心的巨大電力靈活性潛力。在近日舉行的2022騰訊數字生態(tài)大會上，騰訊表示其正攜手英特爾，基于英特爾? 數據中心管理平臺(Intel? Data Center Management, Intel? DCM)，對綠色數據中心需求側響應進行深入研究。

所謂電力需求響應，指的是通過判斷計算任務在服務器上的算力-電力特征，在不影響業(yè)務運行的情況下，降低電力部件的實時冗余性、調整業(yè)務負載的并行規(guī)模和時間分布，達到降低、平移、伸縮數據中心服務器的用電負荷，形成“算力跟隨電力”的特性，從而實現節(jié)能降耗、對電網負荷削峰填谷等目的。

為此，騰訊已與英特爾等合作伙伴對三種策略進行了探索，其中包括利用空載服務器功耗切換、利用服務器硬件資源消耗不均衡性，以及平移和伸縮實時性不敏感任務的方案。具體來說，第一種方案利用了數據中心中部分服務器處于并未執(zhí)行任何工作而空載備用的現實，通過業(yè)務規(guī)模的精細預測，對服務器執(zhí)行不同方式的功率降低和休眠策略，可實現不同級別的響應速度和響應深度，使其成為數據中心節(jié)能的重要途徑。測試數據顯示通過切換服務器空載狀態(tài)，三種模式皆可獲得功率降低。其中，Freeze、PowerCap皆可秒級響應，功率降比分別為4%、27%;關機帶來的功率降低最大，最高可達100%。

相比于利用空載服務器功耗切換，第二種方式則通過研究一系列的特性數據，尋找導致性能使用密集的子部件及因此產生能力冗余的其余部件，通過降低冗余的子部件性能，可以在不影響業(yè)務負載運行效率的情況下，降低電力負荷。測試數據顯示，在執(zhí)行硬盤密集型任務時，可將CPU 功率由215 W壓縮至160W，降比達26%。而在執(zhí)行內存密集型任務時，內存占用越高，CPU功率可壓縮空間則越大。

最后，第三種方式針對日益增長的高性能計算需求及具有計算成本敏感、實時性不敏感、計算規(guī)模可變動特性的工作負載，對并行算法和并行軟件設計加以改良。一方面通過實時傳遞價格信號，激勵用戶選擇電力價格較低的時間段進行整體運算;另一方面，通過斷點續(xù)算、可續(xù)渲染技術，在計算任務執(zhí)行的過程中暫停乃至對并行規(guī)模進行改變，來平移和升降電力負荷。各類型并行計算的測試結果表明，縮容、擴容、平移等計算節(jié)奏調整雖然不會顯著影響總耗電量和總時長，但這一策略可根據電網響應邀約時段和負荷調節(jié)要求，靈活改變算力分布，達到“削峰填谷”的目的。

在數字經濟快速發(fā)展、社會能源消耗節(jié)節(jié)攀升的今天，上述研究無疑為綠色數據中心的建設與可持續(xù)發(fā)展的未來指明了新的方向。這不僅是騰訊碳中和規(guī)劃中的重要一環(huán)，也將作為重要科技成果，在本月底的聯合國氣候變化大會上進行展示。

作為云計算產業(yè)生態(tài)的最佳合伙人，英特爾與騰訊的“牽手”并未止步于此——在2022騰訊數字生態(tài)大會上，騰訊也正式了發(fā)布基于第四代英特爾?至強?可擴展處理器(代號Sapphire Rapids)的第七代云服務器實例S7/M7。這也是繼騰訊云星星海自研四路服務器和騰訊云星星海 XC221 計算型服務器之后，雙方攜手在數據中心服務器領域帶來的又一重磅升級。

得益于第四代英特爾?至強?可擴展處理器的強勁算力，該全新云實例實現了較高的性能提升。而在騰訊云星星海自研服務器與銀杉自研智能網卡的加持下，S7/M7也實現了性能、安全和可靠性的全面增強。英特爾與騰訊在這一實例上的合作不僅將持續(xù)提升云產品性能，也通過軟硬協(xié)同推進的方式實現算力成本優(yōu)化，助力客戶應用降本增效，為進一步打造兼?zhèn)涓咝阅芎透呖捎锰匦缘膬?yōu)質云服務奠定了堅實基礎。

此外，在混合云解決方案領域，基于英特爾?至強?可擴展處理器、系統(tǒng)集成芯片(SoC)和FPGA，以及英特爾?傲騰?持久內存的新一代騰訊云TCE一體機實現了針對計算、網絡、存儲與監(jiān)控運維的全面升級;在SaaS、視頻與AI、數據服務以及云原生等領域的多個產品線上，雙方全棧式的軟硬件合作助力騰訊云實現了針對云上推薦系統(tǒng)、矩陣乘、機器視覺、語音過濾以及自然語言模型(BERT)的全方位AI優(yōu)化;而基于第四代英特爾?至強?可擴展處理器的AMX-VNNI指令集，騰訊云得以大幅提升視頻增強性能，優(yōu)化視頻前處理和轉碼速度并極大降低運維成本……

當今時代，有人把云計算技術視為個人電腦、互聯網之后的第三次革新浪潮，認為它即將甚至已經從根本上改變整個信息產業(yè)的格局，改變人類使用計算機的習慣和方式，因此，云計算技術得到了迅猛發(fā)展。在短短15年內，全球整體云計算市場規(guī)模從零增長到2021年的7050億美元。這樣的發(fā)展不僅從日益增長的行業(yè)與社會需求中汲取動能，更離不開如騰訊與英特爾的長期投入與堅定創(chuàng)新。中國作為全球云計算市場中增長最快的區(qū)域，伴隨著老朋友與新伙伴的持續(xù)合作和不斷壯大的產業(yè)生態(tài)，也必將迎來下一個更加蓬勃的發(fā)展期。