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“绿色计算”将成为未来低碳算力发展的新趋势

发布时间:2021-11-16 11:50    浏览量:103     分享:

数字经济时代,“计算力就是生产力”已经成为行业的重要共识。但算力增长的背后,数据中心的耗电量也会增长。在碳达峰、碳中和的战略背景下,如何提高效率、降低能耗,是一个宏大的命题。

近几年,“绿色计算”在行业被频繁提起。“绿色计算”是在采用高效, 节能和低功耗的计算设备和配套设施以降低数据中心PUE的同时,合理分配计算资源、大规模提高算力效率。

当前正值“双11”,在很多消费者熬夜剁手的背后,互联网平台如何既保障大规模交易的稳定性,又能节能减排、提效降耗呢?

“双11”是国内特有的现象级活动,它不仅仅是一场盛大的销售狂欢,从中我们能看到互联网行业的变化趋势。在碳中和的大背景下,互联网公司要回答的一个新问题,就是如何降低其数据中心的碳排放。

谈起“绿色计算”,外界普遍关注的是如何降低数据中心PUE,实际上它还包括如何合理分配计算资源。比如,在保证服务稳定的前提下,合理分配算力资源,提高资源利用率,降低服务器的用量,从而减少碳排放。

据了解,在今年的双11期间,除了“绿色消费”、“绿色金融”之外,蚂蚁集团突出了另一个新关键字:“绿色计算”,首次规模化采用了三种资源调度技术实现算力共享,以降低数据中心的碳排放量。

这三种技术分别是在线离线混合部署技术、云原生分时调度技术,以及AI弹性容量技术

在离线混合部署技术:蚂蚁集团首次将Kata安全容器的强隔离技术,用于离线任务与在线任务在调度系统内的混部,将离线任务混合部署于在线任务的服务器之上,在整机CPU利用率超过80%的时候,而离线任务不会对在线任务产生过多干扰。通过这样“削峰填谷”的方式,解决资源利用率问题,做到了“数据中心是一台智能的计算机”。

云原生分时调度技术:蚂蚁集团研发了基于云原生的分时调度技术,这就相当于算力上的“潮汐调度”,把同一份资源按照时间段灵活分配给不同活动使用,从而解决资源不足的问题。而这种“资源大挪移”的时间也从以前的几个小时下降到一分钟左右。

AI弹性容量技术:像双11等消费场景,支付宝的在线业务对稳定性要求非常高,以往为了应对流量高峰,主要依靠人工判断,不停增加服务器进行保障。2019年起,蚂蚁集团研发了AI智能扩缩容技术,利用大数据和人工智能技术,建设了图计算的流量周期算法,通过基于深度学习、在线学习、时空图神经网络方案提前预测应用流量,并通过用因果推断和时变关系找出不同应用流量调用关系和波动判断,基于强化学习的负反馈方案实现了智能扩缩容。从人工判断到人工智能,才能够做到蚂蚁在智能扩缩容上的规模。

中环联合认证中心(CEC)测算报告显示,今年双11期间,蚂蚁集团通过规模化应用绿色计算,有效地减少投入双11的服务器,应用该项技术后,11天省下64万度电,减少二氧化碳排放394吨。

另一方面,蚂蚁集团也已经将这三种技术系统性地应用在工作场景之中。从粗放型发展步入精细化治理的阶段,这样的变化无疑呼应了时代,是企业履行社会责任的体现。今年3月,蚂蚁集团公布了其碳中和目标,即2030年实现净零排放。

在物理世界里,我们已经看到了复杂性带来的挑战,比如我们知道了停车场车辆管理、市区交通管理、跨区域协同仓储物流管理是三类不同的复杂度。在数字世界里,我们也开始了解大数据分布式存储、大数据应用的优化、超大数据的全局事务的协同处理是不同等级的挑战。越复杂的系统,耗能越大,其优化的空间越大。一些常用的措施,例如鼓励IT设施复用,降低IT系统复杂性,优化软件功能设计以提升复用,针对不同的用户场景做目标简化以避免资源浪费,针对不同的业务重点(客户、运维、通用)定义不同的资源使用标准,在线流程再造、局部优化策略等,已经在应用与实践。

开源,是蚂蚁集团把“绿色计算”的关键技术回馈给业界的新方式。比如,蚂蚁实现在线离线混合部署的Kata安全容器的强隔离技术已经开源,使用者包括阿里巴巴、百度、华为、IBM、AMD等公司。

另外,蚂蚁集团的技术团队有计划通过学术论文、研讨会、讲座等多种方式,与同行交流和分享AI智能容量技术、云原生分时调度等“绿色计算”相关技术,共建共享共生“绿色计算”生态,共同努力来降低数据中心的排放,回答好“绿色”这个共同的命题。

绿色低碳的未来是人类共同的追求,中国已经明确提出“3060”双碳目标,应对气候变化态度积极,行动坚决有力。中国的碳中和承诺给中国企业提出了新的要求,全社会应该共同参与进来。我们无时无刻不在使用的互联网,也需要加速履行“碳”责任。


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