工作日的早上，睜開眼的第一件事是什么?毫無疑問，拿過手機(jī)看一眼時(shí)間，再刷一下微信。用兩秒鐘，進(jìn)入一天的互聯(lián)網(wǎng)生活。

匆匆早飯后，點(diǎn)開打車軟件，叫了輛車上班，一路用地圖看實(shí)時(shí)路況，總算沒遲到。到了公司，開電腦處理郵件，更新工作日志，開始上網(wǎng)查資料——公司的網(wǎng)總是那么慢，跟合作伙伴傳文件，捉急起來還要拿手機(jī)開熱點(diǎn)幫忙。

忙活一上午，不知不覺快12點(diǎn)了。外面大風(fēng)起，手機(jī)上的天氣APP提示要下雨。和同事們一起定了外賣。

下午，一件麻煩的工作搞得你快瘋了，寫了25封郵件打了18個(gè)電話發(fā)了200條微信，終于在臨下班時(shí)解決了問題。外面雨過天晴，決定去爽一下。約起朋友，用點(diǎn)評網(wǎng)團(tuán)購了餐券，順便在手機(jī)上買了兩張電影票。

電影不錯(cuò)，有一段配樂特別好聽。回家路上，你打開音樂軟件，找到了這段音樂，隨后它又根據(jù)偏好推送了其他音樂。邊聽邊刷微信，發(fā)現(xiàn)差點(diǎn)忘了正在追的韓劇今晚更新!昨天專門為此買了視頻網(wǎng)站的會員，到家后趕緊追兩集，心滿意足，準(zhǔn)備洗洗睡。牙膏快用完了，躺在床上用手機(jī)下單買，順便買了洗發(fā)水零食。

完美的一天。

▲ © fixatgt.com

我們活在網(wǎng)絡(luò)世界里。

每一家互聯(lián)網(wǎng)公司和電信運(yùn)營商都宣稱要“連接人與XX”“連接一切”。電腦、手機(jī)、智能電視，覆蓋衣食住行的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，讓人每時(shí)每刻的一舉一動(dòng)，都通過劃一劃屏幕，點(diǎn)一點(diǎn)鼠標(biāo)，置于信息世界的天網(wǎng)中。

行動(dòng)軌跡、購物習(xí)慣、社交行為、興趣愛好、財(cái)務(wù)狀況、言論內(nèi)容……關(guān)于你的一切，都化為數(shù)據(jù)，存放在那些互聯(lián)網(wǎng)公司和運(yùn)營商的服務(wù)器上，拼成了一個(gè)信息化的人。

你鄙視《XX的后裔》，追《XX屋》或者《XX的游戲》?隨便你。在信息的世界里，這些是平等的，鄙視鏈并無意義，一切不過是由0和1組成的數(shù)據(jù)而已。

科幻電影描述的景象就在眼前，我們已被包圍，并樂在其中。

▌數(shù)據(jù)爆炸

數(shù)據(jù)的最小單位是字節(jié)(Byte)，一個(gè)字母那么大。單位演進(jìn)是這樣的：

1B(Byte字節(jié));

1KB = 2^10 B = 1024 B;

1MB = 1024 KB = 2^20 B;

1GB = 1024 MB = 2^30 B;

1TB = 1024 GB = 2^40 B;

1PB = 1024 TB = 2^50 B;

1EB = 1024 PB = 2^60 B;

1ZB = 1024 EB = 2^70 B;

1YB = 1024 ZB = 2^80 B;

1BB = 1024 YB = 2^90 B;

1NB = 1024 BB = 2^100 B;

1DB = 1024 NB = 2^110 B;

1CB = 1024 DB = 2^120 B;

1XB = 1024 CB = 2^130 B;

……

十年前，個(gè)人電腦的硬盤大約是120GB，現(xiàn)在可能是1TB。而目前人類的數(shù)據(jù)量已經(jīng)進(jìn)入ZB時(shí)代。

國際數(shù)據(jù)公司(IDC)的報(bào)告稱，2013全球數(shù)據(jù)量為4.4ZB，增長速度在每年40%左右。若以此計(jì)算，到2020年將超過45ZB。

未必會這樣均勻加速。全球網(wǎng)絡(luò)指數(shù)機(jī)構(gòu)(GWI)的調(diào)查顯示，擁有智能手機(jī)的人數(shù)占全球總?cè)藬?shù)的近80%。智能家居市場已興起，每樣家電恨不能都要集成在一個(gè)手機(jī)應(yīng)用上操控，這意味著它們的日常使用數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)。他們還想把汽車聯(lián)起來。互聯(lián)網(wǎng)公司爭造無人車，各車企也在謀劃物聯(lián)汽車戰(zhàn)略。有機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2020年，超過20%的汽車將聯(lián)網(wǎng)，2025年車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。估計(jì)未來每輛汽車都是一個(gè)移動(dòng)的智能設(shè)備，萬物互聯(lián)指日可待。

▲ 美劇《硅谷》里，智能冰箱們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“萬物互聯(lián)”，極客甚至借用冰箱里的電腦處理器作為算力基礎(chǔ)。 © Silicon Valley

上面的數(shù)據(jù)單位表也會越來越長。

地球已經(jīng)存在了48億年，但不及這個(gè)時(shí)間的1/100。

目前最大的單位XB有多大?有人算過，假設(shè)你有個(gè)1XB的移動(dòng)硬盤，裝滿MP3，每首10MB大小，大約可以裝100,000,000,000,000,000首歌。如果每首歌播放要3分鐘，你可以連續(xù)聽570,776,255,707年。

互聯(lián)網(wǎng)就像人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，連接每個(gè)細(xì)胞，無處不在。生成的巨量數(shù)據(jù)，存儲在數(shù)據(jù)中心的超級服務(wù)器上。數(shù)據(jù)中心就像人的大腦，存儲，計(jì)算，發(fā)出信息，一刻不停運(yùn)轉(zhuǎn)。

▌高耗能的“大腦”

我們所在的這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)世界正是構(gòu)建在這些數(shù)據(jù)中心之上。根據(jù)Gatner的數(shù)據(jù)，2010年全球已有339萬個(gè)數(shù)據(jù)中心。IDC還曾預(yù)測，2017年這一數(shù)字將達(dá)到860萬。

Synergy Research將“超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心”定義為“擁有幾十萬臺服務(wù)器——有時(shí)甚至是數(shù)百萬臺”，按此標(biāo)準(zhǔn)，到2017年，全球已有390個(gè)這樣的龐然大物，僅一年時(shí)間就新建了近一百座。百度在山西陽泉的數(shù)據(jù)中心的建筑面積超過12萬平方米，早在2014年就投入使用。阿里在江蘇南通投資180億元建數(shù)據(jù)中心之后，又在印度孟買、印尼雅加達(dá)開拓新的巨型節(jié)點(diǎn)。

為了互聯(lián)網(wǎng)世界的流暢高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這些數(shù)據(jù)中心日夜不息，多重備份，應(yīng)急保障，把自己搞得發(fā)燙。為了降溫，需要大量的制冷設(shè)備。裝滿服務(wù)器、控電設(shè)備和制冷設(shè)備的數(shù)據(jù)中心，是超級電老虎。

▲ 一處數(shù)據(jù)中心。 © ubc.ca

一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心的用電量，相當(dāng)于一個(gè)中小型發(fā)電廠，可供一個(gè)小鎮(zhèn)的家庭照明。谷歌在全球有36個(gè)數(shù)據(jù)中心，微軟官方稱有100個(gè)以上，服務(wù)器總量超過100萬臺。掌管著寬帶的電信運(yùn)營商是互聯(lián)網(wǎng)的樞紐，更是數(shù)據(jù)中心大戶，中國聯(lián)通目前的數(shù)據(jù)中心也可承載百萬臺服務(wù)器，遍布31個(gè)省。

這樣規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)中心，其運(yùn)算能力是為峰值而準(zhǔn)備。傳統(tǒng)服務(wù)器的利用率很低，據(jù)估計(jì)80%以上的計(jì)算能力閑置。

而例如阿里和各大銀行的服務(wù)器，只有“雙十一”才會全速運(yùn)轉(zhuǎn)，平時(shí)則大量用于備份數(shù)據(jù)等保障工作。還有一些老舊服務(wù)器本身效率低下。我們使用的云服務(wù)，可能就來自這些閑置機(jī)器。

▲ 谷歌工作人員正在為服務(wù)器更換主板。

其實(shí)這些大型數(shù)據(jù)中心耗費(fèi)巨量電能、產(chǎn)生大量的溫室氣體排放，消耗大量的水資源以及設(shè)備廢棄后造成的污染，都給資源和環(huán)境帶來了巨大挑戰(zhàn)。

制造了互聯(lián)網(wǎng)世界的巨頭很少披露數(shù)據(jù)中心的具體規(guī)模和能耗，他們以高科技、輕資產(chǎn)、無污染的形象面對公眾。

這一問題已引發(fā)各國關(guān)注。美國政府實(shí)施了“數(shù)據(jù)中心能源之星”“聯(lián)邦數(shù)據(jù)中心整合計(jì)劃”，歐盟實(shí)施了“數(shù)據(jù)中心能效行為準(zhǔn)則”，國際綠色網(wǎng)格組織開展了數(shù)據(jù)中心節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)制定和最佳實(shí)踐推廣，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心節(jié)能環(huán)保水平的提升。各數(shù)據(jù)大戶的企業(yè)巨頭們也已開始行動(dòng)。

▌冷卻

在數(shù)據(jù)中心的能耗中，約有一半是用于制冷。24小時(shí)*365天和服務(wù)器一起工作的空調(diào)系統(tǒng)，使能耗居高不下。除了對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，數(shù)據(jù)大戶們也想了各種辦法冷卻“大腦”。

▲ 谷歌位于芬蘭的數(shù)據(jù)中心。

有些公司選擇在北歐建立數(shù)據(jù)中心，因?yàn)楦鼪隹臁Ｈ鸬洹⒎姨m、丹麥都是好地方。Facebook在瑞典的中心位于北極圈附近，可以引入干凈的外部空氣冷卻，當(dāng)?shù)氐乃娨埠鼙阋恕１鶏u也希望將自己打造成數(shù)據(jù)中心的首選地——這個(gè)國家的電力幾乎100%來自可再生能源，包括地?zé)崮芎退Πl(fā)電。

還有些公司近水樓臺。阿里云位于浙江千島湖的數(shù)據(jù)中心于2015年啟用，采用湖水制冷。深層湖水通過密閉的管道流經(jīng)數(shù)據(jù)中心，幫助服務(wù)器降溫，再流經(jīng)2.5公里的青溪新城中軸溪，作為城市景觀呈現(xiàn)，自然冷卻后再回到千島湖。這讓數(shù)據(jù)中心90%的時(shí)間都不依賴外部能源制冷，能耗節(jié)省超過8成。微軟正在嘗試將服務(wù)器放進(jìn)防水的鋼鐵膠囊容器中，再置于海洋中。但此類工程建設(shè)和運(yùn)營對水環(huán)境的影響，則不得而知。

▲ 阿里巴巴冷卻機(jī)房。

越來越多的數(shù)據(jù)中心傾向于使用可再生能源，從而減少環(huán)境影響。在互聯(lián)網(wǎng)最興盛的兩個(gè)國家——中國和美國，風(fēng)能和太陽能是主力。Google幾年前宣稱，已經(jīng)通過使用可再生能源和購買碳匯，實(shí)現(xiàn)了零排放。

▌提升

受限于地理位置、電力供給、城市配套設(shè)施、運(yùn)營成本和安全等因素，絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心難以選擇需要高投入的節(jié)能方案。

但上述這些只是極少數(shù)。我們每天點(diǎn)擊鼠標(biāo)、交流信息、備份文件，都在向這些龐大的機(jī)器提出需求，共同消耗著能源。數(shù)據(jù)中心的能源使用效率仍需整體大幅提升，尤其在中國。

數(shù)據(jù)中心的能效利用主要通過PUE值來表示，它是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源(包括電力轉(zhuǎn)化消耗、制冷、備用電池的持續(xù)充電等非有效能耗在內(nèi))與IT負(fù)載使用的能源(有效能耗)之比。PUE值越接近于1，表示一個(gè)數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。

目前，美國數(shù)據(jù)中心平均電能使用效率為1.9，谷歌、微軟等大型用戶的最先進(jìn)數(shù)據(jù)中心的電能使用效率據(jù)稱可低于1.3。反觀中國，這一指標(biāo)平均值在2.0-2.5，政務(wù)類數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)普遍高于2.5，還有大量電能使用效率高于3的數(shù)據(jù)中心。

研究表明，單是應(yīng)用現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)，便可分別使我國的數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)平均實(shí)現(xiàn)節(jié)能25%、36%和18%，從而使數(shù)據(jù)中心整體水平實(shí)現(xiàn)節(jié)能35%。2011年，全國數(shù)據(jù)中心總耗電量達(dá)700億千瓦時(shí)，若真能實(shí)現(xiàn)35%的節(jié)能，也將節(jié)省全社會用電量的0.53%。

國家也已出臺相關(guān)政策意見部署數(shù)據(jù)中心工作，并建立相關(guān)綠色標(biāo)準(zhǔn)。2015年，工業(yè)和信息化部、國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局三部委聯(lián)合印發(fā)《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案的通知》，推動(dòng)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展。

▌信息也要斷舍離

于我們每個(gè)人而言，所能貢獻(xiàn)的，是對信息的“斷舍離”。

數(shù)據(jù)中心的綠化之路雖有政府的推進(jìn)、企業(yè)的投入，仍任重道遠(yuǎn)。晝夜不停流轉(zhuǎn)的信息背后需要大量能源的支撐。

隨手拍的一萬張照片，是否都要保留?修改了幾十個(gè)版本的方案，每一版都舍不得刪?看過的影視劇，真的還會再看?過期的垃圾郵件多少年沒清理過?電腦硬盤和U盤都有儲存上限，用太久存太多會導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)速度變慢、電腦發(fā)燙，遑論上億人不斷往數(shù)據(jù)中心上載的數(shù)據(jù)。

互聯(lián)網(wǎng)的輕、快背后，也有沉重的負(fù)擔(dān)。斷舍離，可以為它減一點(diǎn)負(fù)。

虛擬空間并非無限大，數(shù)據(jù)信息雖無形，卻需要消耗實(shí)實(shí)在在的存儲空間和能源，以及生產(chǎn)設(shè)備本身的資源能源消耗。

Gmail郵箱會定期自動(dòng)刪除舊垃圾郵件。騰訊郵箱曾經(jīng)發(fā)起“最亮的明天——暖燈行動(dòng)”，鼓勵(lì)用戶清理不再需要的舊郵件。當(dāng)參與的用戶刪除郵件總量達(dá)到150T時(shí)，騰訊公益捐贈(zèng)40萬元人民幣，用于貧困地區(qū)的學(xué)校改善照明環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)空間對用戶來說遙遠(yuǎn)而模糊，互聯(lián)網(wǎng)公司加以引導(dǎo)，不失為上選。當(dāng)然，即便沒有捐贈(zèng)的激勵(lì)，每個(gè)人隨手刪減內(nèi)存，每個(gè)機(jī)構(gòu)定期清理服務(wù)器，也是節(jié)約能耗的綠色之舉。

▌“眾籌”數(shù)據(jù)中心

還有一種更加神奇的方式，可以將閑置效能用起來，即“眾籌”數(shù)據(jù)中心。

2016年2月，科學(xué)家宣布探測到引力波，舉國刷屏。中國科學(xué)家胡一鳴撰寫科普文章，并倡導(dǎo)：用你的電腦，一樣可以為引力波的搜索做貢獻(xiàn)!由于探測和搜索需要大量的計(jì)算資源，所以常年征集志愿者貢獻(xiàn)CPU時(shí)間，下載一個(gè)程序，就可以用電腦閑時(shí)的空余CPU，幫助處理來自科學(xué)組織的數(shù)據(jù)。NASA、伯克利大學(xué)、斯坦福大學(xué)，都倡導(dǎo)過此類行動(dòng)。

這種“眾籌”由于運(yùn)算技術(shù)和效率上的欠缺，沒有成熟廣泛的應(yīng)用，一些科研項(xiàng)目由于經(jīng)費(fèi)缺乏，但運(yùn)算指令明確、容易分解，所以有所嘗試。有趣的是，項(xiàng)目集中在最宏大的天體物理和最微觀的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如尋找外星人和蛋白質(zhì)研究，它們本身看起來就像萬物互聯(lián)一樣有未來感。

這些未來，已在眼前，我們最好有所了解。

因?yàn)榱私猓覀儾黄谂挝磥砘蛟谀硞€(gè)機(jī)箱轟鳴的夜里，蒼穹之下，一片寂寥，群星閉上了眼睛。

*部分?jǐn)?shù)據(jù)來源：《中國數(shù)據(jù)中心能效研究報(bào)告》