在數據經濟的驅動之下，資料中心早已成為經濟基礎建設中重要的一環。隨著5G網路及物聯網的發展，數據的使用量持續地攀升，資料中心所扮演的角色也愈趨重要。
然而，至今全球只有12%的資料中心稱得上環保。這現象也不禁讓人疑惑，因為以永續的思維設計資料中心，不僅可以減少電子廢棄物和耗能，對環境更是有益，還可以為資料中心營運者節省數百萬美元。
資料中心耗能持續攀升
全球氣候變遷劇烈，資料中心耗能持續攀升難以卸責，綠色資料中心的數量和其節能成效值得關注：市調機構IDC調查指出2012年只有50萬座處理全球數據流量的資料中心，但今日則有超過800萬座。
全球數百萬個資料中心每年汰換好幾公噸的硬體，並消耗多至整個國家的用電量，約佔全球耗能的1%至1.5%，這也製造了與疫情爆發前全球航空業相當的碳排放量。科技進步雖難以預測，但有幾種評估模型認為，如果沒有進一步的行動，2030年資料中心的能源用量將佔全球電力供應的10%以上。這些耗能成長還可能進一步影響氣體排放量和產生的電子廢棄物量，研究人員目前更預測這些數字將每四年持續翻倍成長。
這些都為環境的未來帶來了挑戰。幸運的是，越來越多有遠見的企業和產業領導者正在以創新的方式試著解決這個問題。但仍有許多提升資料中心效率的可能性被忽略了。根據一項2019年綠色資料中心調查結果顯示，只有50%的資料中心將轉型成環保資料中心訂為目標，而只有12%的資料中心在最初設計時便以實現最佳能源效率為目標。
儘管堅持使用舊設備可能使資料中心每年平均多花費高達50萬美元，許多受訪者表示目前仍將現有設備用於更多用途，延長汰舊換新的週期。但舊設備的效率也因當初設計技術而受限，因此採用新技術的企業將更具競爭力、更環保。
有效運用能源的三種方法
理解問題後，下一步是尋找解決方案。資料中心並非必然會對環境造成負面影響，且有以下幾種方法可以嘗試。根據美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）估計，如果美國80%的伺服器都在超大規模資料中心以最佳效率運行，將可節省25%的耗能。
對於無法移轉到超大規模資料中心的營運商，市場上也專門為資料中心推出了一些資源優化的新型系統。過去幾年，為使資源使用和效率最大化，同時減少能源消耗，已逐漸開發許多全新伺服器技術和資訊中心架構，其中涉及散熱、設計以及硬體使用壽命等多個面向。 以下將說明幾種更有效率運用能源的方法，包含提升散熱技術、提高機櫃的功率密度以及縮短系統更新週期：
提升散熱技術
整體而言，「提升能源使用效率」是關鍵。綠色資料中心不僅可降低營運成本，還可以同時降低對環境的影響。資料中心大部分的能耗是用於降低伺服器運轉產生的上升溫度。資料中心的平均溫度依設備而定，一般介於23°C～24°C。但根據Supermicro的綠色資料中心調查顯示，超過30%的數據中心出風口的溫度高於25°C，甚至有些高達29°C。隨著數據量的增加，資料中心的平均溫度也有上升的趨勢。
研發更好的散熱技術因此至關重要。一個常見的解決方案是將資料中心設置在氣候寒冷的地點，並使用自然通風降溫，利用外部空氣幫助伺服器散熱，減少機房所需的空調設備。機房內的溫度每容許提高0.56°C，即可節省用於降溫的空調設備用電量的4%至5%，從而為綠色資料中心節省大量能源。從每機櫃的年平均營運成本來看，可節省6,314至14,996美元（依照資料中心產生廢熱的程度大小而定）。
另一種方法是讓較少量的伺服器維持運轉。舉例來說，Facebook在2014年發明了一個名為Autoscale的系統，減少離峰時段伺服器運行的數量，進而節省了大約10%至15%的用電量；Google則透過AI計算天氣和伺服器運轉條件來優化其內部散熱系統，將散熱所需的用電量減少近40%。
不過，IT產業也有另一種越來越受到歡迎的趨勢，就是讓伺服器系統能在更高溫的環境下運行而不影響其穩定度。液冷／浸泡式散熱設計，或是改採寬溫式CPU、關鍵零組件及散熱功能更佳的機殼材質，可以大幅減少如風扇等散熱裝置，自然也減少了用電量。
提升機櫃的功率密度
除散熱技術外，還須同時考量散熱裝置的設備數量。若能在愈小的空間容納愈多台伺服器，資料中心就愈能達到優異的能源使用效率。資料中心的使用空間變少，從而降低了該區域降溫的成本。採用多節點和刀鋒伺服器系統這種採用共享風扇及電源供應器的設計，來取代使用個別電源供應器的機架式伺服器，也能提升10%至20%的電源使用效率。
縮短系統更新週期減少電子廢棄物
提升硬體設備的能源使用效率則是另一個重點。根據華爾街日報報導，資料中心每年產生高達兩百萬噸的電子廢棄物。除此之外，在科技發展快速的今日，傳統資料中心系統無論是電力或效能都已不敷使用。因此，資料中心必須隨時更新科技，但同時也須減少廢棄物的產出。
大多數的資料中心至少要四年才會更新一次硬體，這對於科技業來說其實相當漫長。但若採用模組式的伺服器，就能夠同時縮短更新週期及減少環境負荷。模組式伺服器提供一個模組化且永續的架構，能針對部分系統進行優化。記憶體及CPU各自獨立成為可升級的子系統，提升整體系統更新頻率。舉例來說，如果只需要換一盞燈泡就能夠解決問題，就無須換掉整個燈座。換言之，企業不必換掉整台伺服器，就能同時提升效能並降低耗能、減少廢棄物及更新系統的整體成本。如果換算成數字來看，一組模組式伺服器就能夠省下約45%到60%的硬體更新成本及高達60%的空調成本。
Supermicro行銷與網路安全副總裁Michael McNerney認為，在科技發展快速的今日，傳統資料中心系統無論是電力或效能都已不敷使用。因此，資料中心必須隨時更新科技，但同時也須減少廢棄物的產出，舉例來說，如果只需要換一盞燈泡就能夠解決問題，就無須換掉整個燈座，採用一組模組式伺服器就能夠省下約45%到60%的硬體更新成本及高達60%的空調成本。
及早具備綠色意識
最後，最重要的就是綠色意識的教育。不論是對企業本身或環境而言，提升資料中心的環保程度不僅對於環境重要，更能帶來許多好處。未來資料量不可能減少，許多企業都依賴自家內部的資料中心，因此更需確保資料中心所使用的科技系統能夠應付不斷成長的資料量。如果能夠即時採取行動，就能夠及早減緩資料中心對環境造成的傷害。讓我們攜手一起同時提升效能並綠化環境。
＜本文作者：Michael McNerney現為Supermicro行銷與網路安全副總裁。＞