能源有限世界里的云计算和经济(2)

能源价格上涨对数据中心会产生哪些影响？在这项研究中，我将采用一个成本为每年30美元的典型消费者云服务作为评估能源对云数据中心影响的小型个案研究。从技术角度来看，我们知道，每年提供的服务成本的30%左右是数据中心的设备，70%的成本是运行数据中心的费用。

根据服务的性质和强度计算，约50%的营运费用是电力或能源，这已经是一个很大的比例了。不过，还有其他两个主要成本，由于他们的能源依赖性我们也必须分析：互联网的网络基础设施本身，用于创建硬件(服务器、存储和网络硬件成本)所使用的能源。

预计网络所需要的能源是一个复杂问题，在Berkley出版社的 Raghavan和Ma的研究中将其定于0.06J /字节。如果每个用户每年网络传输量为1GB，价格在$0.15/kWh，这仅相当于2.5美元。注意：目前，全球电力价格的范围从$0.10到$0.40，并且许多国家都在补贴电价。这意味着带宽的能源使用量是另一个10%，所以运营成本的60%(50%+ 10%)是能源消耗。

另外，我们必须考虑用来制造服务器、存储和购买的其他安装在数据中心的设备所需要的能源。一项研究估计制造服务器所消耗的能源是5GJ，即价值200美元的能源，5%左右，但如果将运输和其他更高的熵(复杂性)，如存储和交换机设备包括在内，平均成本可以很容易地达到总成本的10%。

虽然我们可以深入到很多细节，但基本内容都涵盖在这里：服务的运行成本和服务的设备成本。我们已经发现约60%的运行成本是能源，其中10%的固定成本是能源依赖型的，这使得整体能源组件的服务成本是45%。

所有人都在猜测能源将上涨到什么程度，若用推断法预算，加州电价在过去30年以每年平均6%的速度上涨，表明在未来20年400%的上涨并不是什么大问题。石油，这一主要的运输燃料，可能会更早地遇到价格暴涨冲击。在这种情况下，云服务的成本将上升140%，这将降低利润率，甚至使云服务提供商面临关门倒闭的风险，因为服务成本已经从以前的每年30美元上升到现在的70多美元。

节能之道

即使有一些基本的计算，但是在数据中心和客户端这两方面，云计算对能源的依赖还是显而易见的。随着能源价格的上涨，瘦客户机和平板电脑看起来将越来越受欢迎。

接下来可能出现的情况是：如果能源价格大幅上升，因为从某些角度来看，这几乎是可以肯定的，将如何影响其他行业，我们的生活将发生什么样的变化？这是一个非常复杂的问题，因为这包括太多的不确定因素，包括政府将如何回应，我们目前认为，理所当然的市场规则是否还会继续发挥作用。然而，我们可以预想，这对其他行业的影响将是多么深刻，甚至在某些情况下，对云和互联网的影响将更剧烈，运输和旅游等行业也将受到重创。说到这里，我们可能并不会关闭现有的基础设施，因为许多重要的服务将在云中运行。拥有几十年通过技术来帮助我们改善生活的知识和经验，能源短缺将推动能源和重要服务领域里的更大创新。其实在许多情况下，我们无法选择，我们没办法回到云时代以前。最后，Raghavan 和 Ma在他们的论文中提出了一个有趣的问题，他们估计互联网耗费的能源占全球能源的1%，我们是时候开始真正地将更多的经济活动例如通信转移到互联网上，以节约能源。作为一个例子，他们说，Skype在云上的通话使用的能量仅占物理出差拜访五位客户所消耗能源的1%。

考虑到云计算属于能源密集型产业，无论是在提供服务方面，还是在制造终端设备方面，如智能手机、平板电脑和个人电脑，能源价格飙升都将对整个行业产生深远的影响。这一数万亿美元的产业将如何生存？最大的影响将体现在客户端方面。人们不可能像现在一样每一年或两年就更换自己的终端设备。设备可能会改进，使用寿命将持续更长的时间，更容易修复。云服务将变得更加昂贵，迫使服务器提高能源效率。我们可以看到整个平台，如Facebook和谷歌，正在迅速切换到新的能源架构，比如ARM的高效架构，以节省能源。

另一个有趣的观点是关于软件的价值。软件创新，虽然目前与硬件进步紧密结合，本身不耗费更多的能量。但如果硬件制造和运行成本的突然暴涨，那软件行业可能采取一个新的生存方式。软件创新者可以创造巨大的价值，在一个有限的、更新换代慢的硬件设备上不断拓宽创造的边界和提高解决方案的效率。由于硬件成本变得过高，更新换代的周期由现在的两年变成4~6年，在软件领域的竞争也将变得非常活跃。

后记

我们享受了60多年的廉价石油和燃气发电。任何的祈祷都不会再将这一美好时代持续另一个60年。虽然很难说何时能源价格将上升，但这是不可避免的并且会急剧上升。我们现在可以399美元购买更新、更快、更明亮的平板电脑，在那个时候看来将是一件奢侈品。但是，我们也可能会惊讶于在资源有限世界里人类无穷的创造力。软件开发人员可能是最高薪的专家，由于他们在我们现有的基础设施上不断创新。也许，只是也许，苹果公司可能会被迫教你如何修复自己的iPad，而不是让你每一年或两年买一款新的产品。