隨著能源成本的增加和數據消費的激增,“功耗”和“可持續性”成為今年世界移動通信大會熱議的話題。與信息和通信技術(ICT)行業一樣,電子產品供應鏈對于實現循環經濟的技術和基礎設施至關重要。
目前,ICT行業耗電量約占全球用電量的7%。許多數據表明,數據流量將繼續呈指數級增長。由于包括制造、基礎設施和物流在內的全球供應鏈,都十分依賴電力和化石燃料等能源形式,預計到2040年,ICT行業碳排放量占全球排放量的比例將上升至14%。
安永(EY)去年發布的一份報告顯示,數據中心需求量在大規模提升。新冠疫情助長了更多數據傳輸需求,數據中心是能源密集型業務,估計每年約消耗200TWh電能,這超過了伊朗全國的電能消耗量。同時,新興技術的電力需求也很高,該數值還在不斷地增長,比如比特幣每年產生36.9兆噸二氧化碳,與新西蘭每年二氧化碳排放量相當。
該報告還指出,訓練人工智能(AI)模型做自然語言處理(NLP)所產生的二氧化碳,相當于一輛普通美國汽車終生排放量的五倍,或者相當于300次往返舊金山-紐約航班的二氧化碳排放量。預計到2030年,5G技術將每年增加270-670萬噸二氧化碳當量。
如今,能源危機把電力和其他能源的價格推升到了100年來的最高水平。數據中心企業的運營成本都在上升,降低功耗、提高可持續性成為明確的業務需求。
幾年前,一些較大的云提供商和其他超大規模提供商,開始用基于Arm的服務器來取代基于x86的服務器。Arm基于RISC指令的架構在移動設備中無處不在,該架構可顯著節省電量,在許多情況下還能提高性能。
與傳統x86處理器不同,Arm處理器在設計時就考慮了低功耗需求,這使其成為節能數據中心的理想選擇。
Arm的V9架構承諾,在未來兩代移動和基礎架構中性能提升將超過30%。自V9架構問世以來,Arm一直在研究可提升CPU性能的各種技術,比如最大限度提高頻率、帶寬、緩存,并減少內存延遲等。他們正在推出多項專用于AI的新功能,包括在CPU、GPU和NPU產品組合中增加對AI的硬件支持。
市調機構Omdia的數據顯示,到2022年第二季度,Arm在數據中心的市場份額上升到7.1%,該數字高于2019年1%以內、2020年的2.2%,以及2021年底的5.4%。雖然Arm在數據中心的市場份額占比還相對較小,但Arm架構在數據中心的應用趨勢明顯,且預計將會繼續下去。
今年2月27日至3月2日的世界移動通信大會期間,《國際電子商情》姊妹平臺EPSNews采訪了Arm高級副總裁兼基礎設施事業部總經理Mohamed Awad,他概述了數據中心行業的發展狀況,并透露了Arm成為新數據中心首選架構的原因。
Awad認為,Arm在數據中心領域取得重大成功的原因是,Arm提供了其他架構不一定能提供給的東西。“我們可以基于Arm的IP或計算子系統,根據用戶需求來提供定制相應的方案,現在主流的超大規模公司都在部署基于Arm的服務器。”
他還補充說:“四年前,5G連接數不足一百萬個,到現在,5G連接數超過了十億個。由于5G終端的帶寬是4G終端帶寬的十倍,這讓全球數據總量從四年前的30 ZB-35 ZB,增加到今天的120 ZB以上。此外,可持續性和能源方面的挑戰也越來越大,畢竟四年前,歐洲沒有戰爭,全球也沒有能源危機。現在,ESG(環境、社會和治理)和可持續性,成為許多企業發展考慮的首要因素。”
Arm正在與多家超大規模廠商合作設計新的處理器,以提升帶寬和處理性能并降低功耗。Awad以AWS及其Graviton處理器為例——2019年12月,AWS推出了第二代Graviton 2,與同一代M5、C5和R5實例相比,Graviton 2的性價比提高了40%,平均功耗降低了72%。
“這些服務器用SoC基于Arm的Neoverse平臺而開發,現在他們可提供的計算實例比基于其他架構的計算實例成本低30%-40%。這一成本的降低,不僅由更低的硅成本帶來,還與在服務器層面建立整體架構,并實現數據中心的節電有關。”Awad表示。
“歸根結底,基礎設施是一個數據問題。它不僅是我剛才描述的哪些基礎設施,還涵蓋了全球最大的超級計算機及最小的傳感器。這事關如何在微型傳感器上捕獲數據,以最有效的方式來處理這些數據,在需要時將數據移動到更高階的計算節點,并以最好的方式完成這些工作。”
提高IT基礎架構可持續性比以往任何時候都更加緊迫。數據中心的快速增長和通過無線網絡收集的數據不斷增加,導致能源消耗和溫室氣體排放量大幅提升。
能源成本持續上升,不僅加劇了氣候變化,也提升了企業成本。在IT基礎架構中推行可持續性至關重要,這包括使用更高效的計算系統和可再生能源,也包括采用可持續計算實踐等措施。