因為新冠狀病毒（COVID-19）的影響，分析師認(rèn)為目前全球各地透過各種方式在家中進(jìn)行工作，而造成網(wǎng)路流量出現(xiàn)相當(dāng)顯著的增加。從線上購物到視訊遊戲，再到串流電影，這種數(shù)位式的人與人之間的交流方法正在迅速普及以及改變中。因此到目前為止，網(wǎng)路系統(tǒng)運作對於雲(yún)端架構(gòu)的依賴性正不斷的增加。

利用人工智慧反而使用了更多的能源

雲(yún)端服務(wù)在新型冠狀病毒危機(jī)中的作用並不僅限於視訊會議或視訊聊天，而是已經(jīng)擴(kuò)充到可以實現(xiàn)遠(yuǎn)端醫(yī)療的目標(biāo)，例如，能夠簡易的自我診斷癥狀的APP，強(qiáng)化X光檢查能力，以利用人工智慧來追蹤可疑病患或接觸者都已經(jīng)開始被實際的應(yīng)用。

另外，透過雲(yún)端的服務(wù)，可以協(xié)助研究人員快速創(chuàng)建臨床訊息的資料湖泊(Data Lake)，並擴(kuò)大利用探索治療方法和新型疫苗，而且現(xiàn)代的超級電腦計算能力更可以提供天文業(yè)界更多的觀察或模型模擬助力。

不可否認(rèn)的雲(yún)端服務(wù)是相當(dāng)重要的基礎(chǔ)架構(gòu)。這將重新定義許多事項的優(yōu)先順序。因此僅僅在幾個月前，全球各高科技產(chǎn)業(yè)的大公司們，相競發(fā)表了關(guān)於推廣綠色能源，以減少能源的使用和運營環(huán)境。

正如在2020年3月時，國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）執(zhí)行董事法提赫·比羅爾（Fatih Birol）的一份關(guān)於風(fēng)能和太陽能未來的聲明中表示，目前日益依賴數(shù)位技術(shù)的社會，突顯了決策者在極端條件下，更需要仔細(xì)評估靈活性資源的潛在可用性的需求。

圖1 : 新型冠狀病毒對雲(yún)端服務(wù)市場的機(jī)會

雲(yún)端服務(wù)隱藏了更高昂的電力成本

利用太陽能和風(fēng)能技術(shù)提供高可靠性的電力仍然非常昂貴。那些聲稱太陽能/風(fēng)能達(dá)到「廉價電力（等於或低於現(xiàn)有的電費）」的人並沒有考慮現(xiàn)實。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在歐洲，風(fēng)能和太陽能發(fā)電所佔比例遠(yuǎn)高於美國(更不用說臺灣)，電力網(wǎng)路kWh的總體成本要高出約200%至300%。

實際上，許多這樣的現(xiàn)實被事實隱藏了，也就是說雲(yún)端服務(wù)的能源發(fā)展與個人需求呈相反的趨向。例如，消費者可以看到汽車油箱中的汽油有90%，都會被花費在引擎運作後帶動汽車的行走，但是當(dāng)消費者使用智慧型手機(jī)連接上網(wǎng)時，有99%的能源是被消耗隱藏在龐大，但幾乎看不見的遠(yuǎn)距雲(yún)端基礎(chǔ)架構(gòu)中。

對於那些不熟悉這些領(lǐng)域的人來說，為雲(yún)端服務(wù)提供動力的數(shù)位運算引擎是位於數(shù)千個看不見的數(shù)據(jù)中心中，在數(shù)據(jù)中心裡，排列著大量的冰箱大小的數(shù)據(jù)設(shè)備，這些數(shù)據(jù)設(shè)備更是幾乎滿載運行的處理消費者應(yīng)用程式中所需的爆炸性的增長數(shù)據(jù)量。甚至許多專家都驚訝地發(fā)現(xiàn)，這樣的機(jī)臺每年消耗的電力比50臺特斯拉(TESLA)還要多。

圖2 : 全球網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心到驚人的能源消耗，發(fā)展到現(xiàn)在每年大約使用2000TWh的電力的系統(tǒng)。（source：datacenterknowledge）

最重要的是，這些數(shù)據(jù)中心配備了由玻璃纖維組成的大約10億英里（約16億公里）的資料網(wǎng)路，以及由400萬個行動基地臺所創(chuàng)建的虛擬高速公路系統(tǒng)，來連接到發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的終端。

因此，全球資訊基礎(chǔ)設(shè)施-從網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心到驚人的能源消耗，已經(jīng)從幾十年前的根本不存在的需求，發(fā)展到現(xiàn)在每年大約使用2000TWh的電力的系統(tǒng)，這是全球每年500萬輛電動汽車所消耗電力的100倍以上。從個人角度來看，這意味著每一個智慧手機(jī)每年使用的平均電量要大於普通家用冰箱所消耗的電量，而這些所有估計值都是基於幾年前的技術(shù)情況。

數(shù)位化將不可避免地消耗更多的能源

一些分析家認(rèn)為，儘管近年來數(shù)位通訊流量急速激增，但是因為技術(shù)的進(jìn)步所帶動效率提高，使得數(shù)據(jù)中心的能源使用量成長已有趨緩的情況。但是這樣的看法是基於大環(huán)境不變的基礎(chǔ)上，事實上自2016年以來，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模無論在硬體和建築物上的都急劇增加，同時而硬體功率密度也有顯著增加。

與過去十年相比，最近五年已經(jīng)建立了更大和更多的數(shù)據(jù)中心。甚至還有新的「超大規(guī)模」數(shù)據(jù)中心正被提出來。這些充滿矽的建築物，每個建築物都超過一百萬平方英尺。在當(dāng)今世界上與帝國大廈一樣大的摩天大樓不到50個，但是地球上已經(jīng)有大約500個超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，而這些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心總共需要相當(dāng)於6000多座摩天大樓的能源。

但是在能源方面，人工智慧使用了大量的數(shù)據(jù)和耗電的晶片，目前全世界產(chǎn)業(yè)都已經(jīng)計畫使用大量此類AI晶片。通常，機(jī)器學(xué)習(xí)上花費的計算能力每隔幾個月就會翻倍，這是摩爾定律的一種超變。例如，F(xiàn)acebook將AI視為導(dǎo)致2019年數(shù)據(jù)中心用電量每年增加一倍的主要原因。

除此以外，最近的趨勢是在邊緣(Edge)上靠近客戶建立微數(shù)據(jù)中心。將基於AI的智慧能力從遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心引入到實時應(yīng)用環(huán)境中，例如會議和遊戲的VR、無人駕駛汽車、自動化製造或智能醫(yī)院和診斷系統(tǒng)等(醫(yī)療中的數(shù)據(jù)和能源強(qiáng)度本身已經(jīng)很高，現(xiàn)在還在快速增加中，例如醫(yī)院的每平方英尺的能量消耗，是一般商業(yè)建築物的5倍)。邊緣數(shù)據(jù)中心預(yù)計在未來10年內(nèi)將增加100,000兆瓦（MW）的電力需求。

三大雲(yún)端服務(wù)業(yè)者的綠色數(shù)據(jù)中心策略

如果提供雲(yún)端服務(wù)的公司能夠挺身而出，採取對環(huán)境更友善的策略和態(tài)度，那麼相信可以大幅度減少二氧化碳排放量。然而實際上，並非完全如此，因為企業(yè)主要目的是追求利潤，如何減少其對環(huán)境的影響大多僅僅是策略與規(guī)劃。在雲(yún)端服務(wù)這一領(lǐng)域中，Amazon，Google和微軟提供的服務(wù)約佔全球市場的2/3。

Google透過機(jī)器學(xué)習(xí)提高數(shù)據(jù)中心的效率

就目前統(tǒng)計資料來看，Google在三巨頭中所佔的市場比率最小，但在降低碳排放方面比其他兩個方面做出了更多努力。2017年時Google表示在包括Cloud Services在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)中，都實現(xiàn)了完全可再生能源。根據(jù)Google的說法，Google Cloud處理所有業(yè)務(wù)所需的能源均為「零二氧化碳排放量」電力。

Google的「可再生能源購買量是世界上最大的公司」，並在2019年宣布通過全球新合約將增加40%的購買量。新合約將為可再生能源發(fā)電設(shè)施的建設(shè)提供資金，並在完成後從其獲得電力。

Google還將透過機(jī)器學(xué)習(xí)提高數(shù)據(jù)中心的效率。例如，讓人工智慧（AI）學(xué)習(xí)天氣數(shù)據(jù)以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心運營副總裁Joe Kava曾表示，該系統(tǒng)每五分鐘測量一次各種氣象條件，並進(jìn)行一些細(xì)微的調(diào)整，例如在溫度急劇下降時降低冷卻系統(tǒng)。

圖3 : Google在歐洲的資料中心，將大量的使用再生能源。（source：Google）

Google每年都會對所有業(yè)務(wù)進(jìn)行碳估算，並在會計年度結(jié)束時，將電力消耗和可再生能源購買調(diào)整為相等。另一方面，為了提高現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備的效率，2019年初，Google的AI部門Deep Mind開發(fā)了一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以預(yù)測未來36個小時的風(fēng)能輸出，能更有效地利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。

Microsoft最終目標(biāo)是關(guān)閉數(shù)據(jù)中心

微軟的最終目標(biāo)是透過完全消除伺服器機(jī)房的環(huán)境影響來「關(guān)閉數(shù)據(jù)中心」。自2012年以來，微軟在一些機(jī)房中已經(jīng)實現(xiàn)碳中和，並實現(xiàn)了100%的可再生能源，包括2014年開始進(jìn)行購買REC的策略。目前微軟有實施自己氣候變化的策略，例如對CO2排放徵收內(nèi)部「碳稅」。

此外，微軟還熱衷於投資環(huán)境項目。在2019年4月，微軟簽署了一項購買華盛頓州未來五年水力發(fā)電的合約，另外，微軟也正和華盛頓州進(jìn)行談判，希望從風(fēng)力發(fā)電設(shè)施獲得電力供應(yīng)。微軟也已經(jīng)從北卡羅來納州的74兆瓦太陽能發(fā)電廠購買電力。

微軟能源與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略團(tuán)隊成員Brian Janus表示，微軟根據(jù)一系列合約購買的可再生能源發(fā)電總量比2018年前增加了約60%，在2019年達(dá)到1.9 GW。同時，微軟還在進(jìn)行提高雲(yún)端設(shè)備能源效率的研究和實驗，並於2018年建立了海底數(shù)據(jù)中心，透過海洋的冷卻設(shè)備來降低能源成本。微軟更積極研究使用燃料電池作為數(shù)據(jù)中心電源的可能性外，還將與Google一起使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型來提高基礎(chǔ)設(shè)施的效率。

根據(jù)微軟數(shù)據(jù)中心的電力能耗規(guī)劃，從2014年的數(shù)值開始應(yīng)該是100%都是可再生能源，但是很大一部分是來自REC的購買金額相加，因此實際上還是採用了相當(dāng)大比例來自化石燃料所產(chǎn)生的電力。

Amazon 的四個再生能源計畫

Amazon的AWS是全球最大的服務(wù)提供者，市場佔有已經(jīng)超過了1/3。在2014年時，Amazon的首席執(zhí)行官Jeff Bezos透露了一項長期計劃，Amazon的數(shù)據(jù)中心將100%採用可再生能源。此後可以從各媒體報導(dǎo)或統(tǒng)計資料中發(fā)現(xiàn)，Amazon不斷地建造了多個風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電設(shè)施。

2018年9月，Amazon面對來自員工抗議和股東的嚴(yán)格要求下，Jeff Bezose更進(jìn)一步的宣布了40年的二氧化碳零排放政策。同時，也在2018年包括REC在內(nèi)的可再生能源佔其自身能耗的比例已經(jīng)達(dá)到了50%。

所以Amazon對外宣布，未來幾年將在全球範(fàn)圍內(nèi)啟動四個新的可再生能源計畫，期望能為Amazon Web Services（AWS）運營的數(shù)據(jù)中心提供綠色電源。

這些新專案計畫將在澳大利亞、瑞典、西班牙和美國維吉尼亞州開始，預(yù)計每年將產(chǎn)生約84萬MWh的能源，這樣的電力足夠提供美國的7.6萬個家庭用電所需。

Amazon表示，上述的這些專案計畫將分別於2021年至2022年開始，同時也是整體計畫的一部分，目標(biāo)是到2024年時，能達(dá)到能有80%的電力是來自可再生能源，最終在2030年能完全達(dá)到100%的綠色能源電力。

目前Amazon已經(jīng)在全球運營86個再生能源專案計畫，以減輕其數(shù)據(jù)中心和其他基礎(chǔ)設(shè)施的電力需求。