能源有限世界里的云计算和经济

缤纷多彩的应用和终端不知不觉成为能源消耗的“重灾区”，云计算能否成为ICT摆脱能源困境的出路？

二战后，经济全球化促进了世界大部分地区的经济增长和繁荣，在此期间，众多地区摆脱了贫困状态。但是很少有人谈论，甚至连经济学家都不曾谈起的是，从美丽的方程式中转移走便宜、丰富的原油和其他关键性能源掩盖了事实的真相。事实上，我们现在所面临的经济增长可能将不复存在。全世界对昂贵能源的需求是经济即将面临的巨大灾难。当然，灾难的发生也会催生新兴的自由市场，随之而来的是新业务发展的机遇。那么，这将为云计算和数字经济带来什么样的机遇和挑战呢？

能源的困境

“石油峰值”之后的石油枯竭

能源匮乏，尤其是石油耗竭，正变成一个真正的巨大挑战。如果你还不到50岁，那么你将可能面临这一挑战。你可能听说过“石油峰值论”即到一定时间点全球石油产量将达到有史以来的最高点，此后产量将不断下降，而开采成本将不断上升。“石油峰值论”说明一旦到达特定时期，全世界将面临一场严重的经济危机。虽然石油直接产生的价值仅占现在经济的10%，但是石油凭借相对低廉的价格间接产生的价值构成了剩余的90%。悲观主义者称，没有了廉价的石油，经济体系的高墙必将倒塌。

回想一下，我们现在的生活和经济在多大程度上依赖石油。汽车极大地方便了我们的路上交通，飞机让大家可以环游世界，货车和轮船可以低廉的成本将货物运送到世界各地;拖拉机、联合收割机和其他农业机械为我们种植和收割食物;大多数塑料产品都是从石油中提炼而来的，包括所有的尼龙和涤纶衣服。当然，并不是只有交通、食物等这些直接影响到人们生活的基础部分，成千上万种的中高等企业也依赖着石油。例如，由于石油价格的不断上涨，跨国运输费用也在不断增长，那么一个大型连锁饭店或超市还能支撑多久？

许多人面对这一问题的回答是，我们可以转向“可再生”或其他形式的矿物燃料来替代石油。但这一做法存在三个问题。第一，可再生能源大多数是用来发电的，但是石油是一种高密度的液体能源，它的副产品可以用来生产塑料和其他材料。你听说过用太阳能来驱动一艘大型轮船或者玩具是风能制作的吗？第二，矿物燃料。一些矿物燃料例如从沥青砂、燃气当中提取石油，可以用作运输和生产制造。但是这些矿物燃料仅仅为我们赢得了更多时间而已，最终这些矿物燃料也会像石油一样枯竭，变得越来越贵。第三，即使我们找到科学的方法来满足经济对能源的需求，那么转向替代能源的复杂性和高成本将是最大的问题。我们目前的石油依赖型经济和基础设施有着很多的已经存在的标准。你能想象将所有的地面运输变成电动设施的成本有多大吗？在此之上，我们将需要在已经为石油而饥渴的世界中作出转变，而转变所带来的动荡会抑制市场在新技术方面的投资。这不是一个简单的问题。一个名叫“Better Place”的伟大的公司，希望帮助我们作出这样的改变，尽管投资巨大但最终却发现实施起来很难。从长远来看，转向替代能源的市场前景并不是很好，尤其是在石油价格不稳定的背景下。

许多学者和专家认为，世界已经达到了石油峰值，这可以追溯到2005年或2006年，有很多论据来支撑这一观点。尽管价格暴涨，但每天的平均产量却一直无法超过85万桶。

很难估计石油价格上涨对整个经济体的影响，因为有很多因素需要考虑包括剩余石油储备枯竭的时间与价格增长的比例。此外，不稳定的环境也使采用投资技术来解决资源困乏问题更加困难。我并不是“石油峰值论”的悲观者。他们认为当石油枯竭时世界会面对一场彻底的经济崩溃，陷入战争和混乱之中。目前，我们面临的是一个稳定水平而不是达到峰值后的迅速下降的状态。如果这种稳定的状态继续持续下去，我们在这个时期内能找出减缓石油下降的办法，那么将为我们向“可再生”能源转变提供足够的时间和稳定性。

不管你对石油减少对经济的影响持何种观点，但是毫无疑问，现在经济体的各个方面都依赖着石油，也许在石油价格上涨的过程中就已经枯竭。

电力能不能拯救世界？

电力成为全球资源的主力。目前，大约70%~80%的能源来自煤和燃气。像石油一样，随着矿物燃料被耗竭，其价格也会上升。在一段时间内这将成为一个世界性问题？乐观来看，我们还有50~100年的时间。当然还有核能、水能和风能，但这并不被看好。尽管我们可以用可再生能源来发电，但是向可再生能源转换的过程中有太多的挑战。例如，一个关键性的挑战就是部署大量的风能和太阳能，这些设施仅仅在有风或有太阳照射的时候才会产生能源，但是在没有太阳的白天里怎么办？如此看来，无论如何，电的价格都会像石油一样上涨。

一旦我们解决了80亿人口的地球村面临的食物制造和交通运输方面潜在的严重挑战，我们必须考虑到什么样的产品和服务是我们经济所允许的，什么样的产品是人们所需要的，什么样的工作会被大家所接受，我们能继续制造产品吗，能源会不会成为一种通货，这个问题对数字经济和云计算又有何影响。

终端的能源成本

对于一般的云服务使用者来说，真正的能源短缺所带来的影响可能并不包括在他们为使用服务支付的价格之内。在任何情况下，许多个人消费云服务，如Facebook是免费的，因为它是靠广告谋取利润的。真正的影响将体现需要使用能源生产制造的终端设备，如笔记本电脑、智能手机、平板电脑和桌面终端。我们生活在廉价的石油和能源补贴所带来的经济繁荣时期。但问题是，这使得产品价格看起来貌似低廉，在“发达”的世界中，我们能享受300、400或500美元的iPad和其他终端产品，但并不知道用来生产这些终端设备并将其运送至我们的家门口真正需要多少能源。然而，为了更清楚地看到能源对云计算的全部影响，我们必须了解制造这些终端设备所使用的所有能源。

让我们来看看有多少能源被用于创造我们今天使用的三种不同的云终端设备：智能手机、笔记本电脑和瘦客户机。要注意的是，由于设备所体现的能源是难以计算的，任何估计都只是一个指标而已。一项研究表明，制造一部iPhone的能源使用费用大约为50美元，占整部手机成本的12%。因此，能源价格上涨400%将导致一部400美元的手机上涨到550美元。当前，手机的更换周期或智能手机的寿命大约是两年，因此，现在智能手机每年的成本是200美元，如果能源价格急剧上升，那么未来每年的成本将达到275美元。一个典型的平板电脑应该也会有类似的上涨比例——12%左右的设备成本，因为制造材料的重量和价格的比例、制造过程与手机大致相同。

笔记本电脑比移动设备要好一些，也许是因为笔记本电脑不像移动设备那么复杂，而且现在笔记本电脑很多部件的生产都已经实现标准化。一项研究表明，生成一台标准的笔记本电脑需要相当于50美元或800美元设备的6%的能量消耗。此外，究竟组装一台笔记本电脑需要在多大程度上依赖于交通运输？所有运送材料的成本是嵌入在笔记本电脑的成本中，但要记住，我们现在享受相对便宜的石油。由于所有的运输都依赖于石油，事实清楚地表明，能源成本上升将如何影响设备的生产，而现在我们都认为低成本是理所当然的。

客户端的能源消耗

如果不看看能源是如何被终端设备所使用(作业能源)的话，那对终端能源的分析将不会完整。当然，智能手机并非能源密集型终端设备，苹果的iPhone每次充电需要0.0017Wh，这大约相当于0.001美元，所以如果每天充电一次，那么一年的费用是0.38美元左右!注意，这数字与制造一部iPhone手机相比几乎是可以忽略不计的。平板电脑使用的会更多一些，iPad每次充电需要20~40Wh，一年大概相当于1美元到两美元。但与制作一台平板电脑的成本(约75美元)相比，这个数字可能会让你惊讶。研究发现，一个标配的现代笔记本电脑，使用4个小时耗费了150Wh，一年相当于5美元的能源消耗，使用寿命超过四年的，将达到30美元，但这仍然只是制作一台笔记本电脑成本的一半。如果能源价格上升，预计更多的人将使用耗能更少的能源设备，如平板电脑。

关于企业云计算方面，让我们来看看两个典型的企业桌面客户端，一个标准的PC和瘦客户机(桌面终端)加显示器的组合能源成本。一台电脑开机5个小时，消耗约600Wh ，大约是一台笔记本电脑的4倍左右，每年的能源费用是35美元。另外，一台标准的瘦客户机，一天仅消耗200Wh，并且使用寿命为5~7年，这在能源有限的世界里将会非常有吸引力。

云计算能不能节约能源

云计算作为传统办公IT的替代者，被视为一种节能和“绿色”的解决方案。因此，你会奇怪，为什么会有一种担心是针对能源价格上涨对云计算未来的影响。云计算市场上的企业家称，把服务从台式PC和内部服务器迁移到高效的数据中心，不仅更加安全、稳定、更具成本效益，而且还节省了能源，因为云数据中心在处理很多任务方面都比个人电脑更节能更高效。

那些认为云计算是节约能源的支持者，至少在大多数情况下，是正确的。Pike研究公司的一项研究表明，到2020年，云计算数据中心的能源消耗将减少30%。在短期内，面向消费者市场的解决方案如CRM或电子邮件，在云中运行比在本地运行无疑将使用更少的能源。由于云数据中心使用的是高密度的服务器阵列，而低价电脑的能源利用率仅有可怜的10%。

但重要的是，这种说法只适用于面向消费者市场的解决方案时适用，一旦我们将现有的服务全部迁移到云中之后，我们还渴望拥有更好、更快、功能更丰富、更复杂的IT解决方案。随着技术的不断改革创新，即使服务已经迁移到云中，一些解决方案的能耗短期内已经减少，但是整个IT的能源消耗也将继续增加。关于这个陷阱的另一个例子，是令人兴奋的基于ARM的服务器的发展。他们声称与传统的X86服务器相比，基于ARM的服务器将节省80%~90%的能耗。即便如此，我们也必须考虑到在发达国家和发展中国家的经济体中，将来要从云和互联网中使用越来越多的服务，我们将继续建立更多的数据中心。面对消费者市场的解决方案的效率收益并没有阻止数据中心容量的日益增长，因此，能源利用率是一个全球性问题。所以，对上述问题的答案是：“与现有的解决方案相比，云计算解决方案是节能的，但随着整个行业仍然在强劲增长，云计算解决方案并不能节约能源。”(责任编辑：admin)