IBM 商业价值研究院 | 专家洞察 超越数据中心 推动 IT 可持续发展 利用混合云打造低碳经济 关于 作者 Sreejit Roy IBM Consulting 云应用服务 全球应用现代化和开发负责人 linkedin.com/in/sreejit-roy sreejit.roy@in.ibm.com Diptiman Dasgupta IBM 副董事 兼首席 IT 架构师 linkedin.com/in/diptimandasgupta ddasgupta@in.ibm.com Charbak Roy IBM 云解决方案架构师 linkedin.com/in/charbak-roy-83b0901a9 charbak.roy@in.ibm.com Nalini Manuru Dixit IBM 云咨询转型顾问 linkedin.com/in/nalini-manuru nalini_manuru@in.ibm.com 2 Sreejit 在制造、业务咨询和 IT 服务领域拥有超过 25 年的 职业经验，在管理全球顶级公司的业务需求和转型支持领 域拥有丰富的经验。他目前在 IBM Consulting 负责领导全 球应用构建、迁移和现代化实践。 Diptiman (DD) 在 IT 咨询和研究领域拥有超过 23 年的职业 经验，包括一些重要架构和复杂系统的实施经验。DD 是一位 在区块链、量子计算、负责任计算和绿色 IT 等新兴技术领 域拥有经验丰富的技术专家，他目前在 IBM Consulting 担任 首席架构师。DD 拥有多项专利，并在著名期刊上发表了多项 关于新兴技术的文章。 Charbak 目前在 IBM Consulting 担任高级解决方案架构 师，拥有 16 年的 IT 行业经验。他是一位专业的 Google 云 架构师、AWS 解决方案架构师和 Red Hat 认证的 OpenShift 管理员。他在全球可持续发展实践业务部门担任绿色 IT 空 间首席架构师。 Nalini 负责利用以客户为中心的创新性战略帮助客户重新定 义用户体验并增强业务影响力。她致力于通过数字和新兴 技术、混合云以及一切数据相关工具来解决客户的业务问 题。她领导过各种数字创新和转型项目，包括混合云转型、 企业移动性、互联设备、智能资产管理、数字孪生、净零建 筑、智慧建筑/城市、HSE 和可持续性。 摘要 负责任计算和绿色 IT 是帮助 组 织实现可持 续发 展目标的 重要工具，而混合云则是关键 助推器。 负责任计算和绿色 IT 方兴未艾，引领 物理数据中心转型。 在过去三年中，数据中心的全球电力容量增长了 43%。1 “绿色 IT” （或称作环境可持续性计算）的重要性日益突 显。通过开展详尽的碳核算，组织可以更加合理地确定如 何在 IT 运营各个层面大幅减少碳排放。 可持续性软件编码成为关键因素。 在促进负责任计算和绿色 IT 方面，软件开发人员可以发挥 关键作用。应当鼓励开发人员采用可持续性的理念来践行 绿色编码和设计 — 使用适当的语言处理适当的负载，从而 减少算力需求并最终降低能耗。切换编程语言可以将应用 能耗降低多达 50%。2 混合云是绿色 IT 助推器。 混合云是负责任计算和绿色 IT 的关键推手。通过立足整 个云资产增强可见性、深化整合以及增强功能，混合云可以 助力组织加速推进净零碳排放战略。利用容器平台取代传 统方式部署的虚拟机 (VM) 环境来运行负载，组织可以将每 年的基础设施成本降低 75%，这在一定程度上得益于能源 效率的提升。3 1 混合云助力改善性能；负责任计算 和绿色 IT 助力改善地球环境 优化、效率和转型是当今企业领导者的生存之道。这三大法宝不仅有利于 企业发展，而且还有助于改善环境。 事实上，越来越多的企业高管已经开始 将可持续发展列为核心企业战略。 调研数据清晰反映了这一趋势，86% 的 企业已经制定了可持续发展战略，超过一半的企业将可持续发展列为未来 4 三年的核心战略之一。 随着全球范围内的组织纷纷着手制定和实施可持续发展战略，数字技术将成为助力组织 实现“减排与增效兼顾，环境和经济效益双赢”的关键抓手。对于以数字技术为抓手的组 织来说，绿色 IT 正日益成为极具吸引力的着力点。 事实上，由于融合了可持续性与数字化，绿色 IT（在 IT 运营中使用低碳环保工具和实践） 正快速成为企业社会责任的新典范。 一个例证：42% 的首席信息官 (CIO) 认为，在未来三年中，可持续发展将成为技术在组织 内部发挥最重要影响力的领域。5 随着技术成为可持续发展的催化剂，CIO 将成为企业可持续发展计划取得成功的关键人 物。 《华尔街日报》在今年初的报道中指出， “CIO 已经成为企业可持续发展计划的核心人 物，一方面要领导将高能耗的计算机处理应用迁移至云端，另一方面还要大力推行能源优 化和减排技术。”6 2 云是一项最重要的因素，因为 97% 的企业已经在其运 营中试行、实施或集成了云。7 具体来说，当今组织实施 的绝大多数可持续发展计划均依托于混合云。有数据表 明，70% 的可持续发展领导者都在使用混合云来推动 其可持续发展目标。8 显然，越来越多的企业开始利用云（尤其是混合云）来 推动转型和可持续发展计划。然而，我们不能忽视云本 身对环境产生的影响：云端软件在计算机和移动设备上 运行，但其实际托管于远程数据中心的硬件之上。软件 本身并没有任何能 耗，但 其 所依赖的硬件（包括处理 器、内存、存储和网络）无疑会产生能耗。 混合云将为“绿化”IT 开辟新机遇。混合云让 CIO 能够 专注于提高整个云资产和 IT 运营的可持续性，而不是 只关注各个服务器或数据中心的能源效率与排放。随着 目光转向降低整个组织的碳足迹，CIO 们可以利用混合 云来支持数据、负载和应用，从而助力降低整个组织的 能耗。 但是，部署混合云来推动经济效益和生态效益共赢并不 像“一键启用”那么简单，绝非朝夕之间即可见效，而是 需要深入理解 IT 对环境的影响、绿色 IT 计划面临的基 本挑战以及组织可以利用哪些重要抓手来提高其 IT 的 可持续性 — 这不仅要从碳密集型数据中心内部入手，更 应扩展至整个 IT 运营。 3 混合云将为“绿化” IT 开辟新机遇。 理解 IT 碳足迹 为了打造绿色 IT 运营，企业领导者首先需要了解其碳足迹的来源。企业通常有四大相互 关联的碳排放来源：数据中心、大数据与分析、安全与加密以及互联网使用（参见第 5 页 的图 1）。 根据国际能源署 (IEA) 的数据，全球数据中心的年耗电量达到 200 至 250 万亿瓦时 (TWh)。这大约占全球电力需求的 1% 以及全球碳排放量的 0.3%。9 未来，对数据中心和 网络服务的需求只会有增无减，耗电量和碳排放量仍将继续增长。据估计，2018 年至 2021 年间，全球数据中心运营商的电力容量需求增长了 43%，而在 2021 年至 2027 年 间，这一需求将继续增长超过 30%。10 因此，企业的一项关键举措就是要从数据中心层 面提高效率、降低能耗以及减少碳排放。 企业不仅迫切需要利用数据驱动型分析来协助其做出决策，而且还要保障本地和云端算 力的可访问性，这将大幅增加对数据中心容量以及相关电力的需求。此外，随着数据进入 到越来越多的业务流程和决策中，对安全性的需求也会相应增长。这都需要更多的算力， 而加密机制、应用安全性、区块链和 CPU 密集型算法也会增加软件的能源需求，从而进一 步增加碳足迹。 此外，随着新冠疫情 (COVID-19) 的反复持续，居家生活和办公已成为常态，流媒体娱乐、 视频会议、在线游戏和社交网络呈加速发展之势。其结果是，2020 年全球互联网流量大 幅增长超过 40%。而在新冠疫情之前，全球对数字服务的需求就已经增长明显：自 2010 年以来，全球互联网用户数量翻了一番，全球互联网流量增长了 15 倍。11 随着互联网流 量的不断增长，比如说，受物联网增长的驱动，IT 排放量也将继续增长。 4 图1 碳与计算 科技一方面会产生信息、效率和生产力。 但另一方面也会产生碳排放。 四大碳排放来源 数据中心 全球数据中心年耗电量为 200 至 250 万亿瓦时。* 大数据分析 数据需求增长导致服务器需求增长，从而导致电力需求增长。 安全 为软件添加安全特性会增加其能源需求。 互联网使用 自 2010 年以来，全球互联网用户数量翻了一番，全球互联网流量增 长了 15 倍。* *信息来源：Kamiya, George。 “Data Centres and Data Transmission Networks.”国际能源协会。2021 年 11 月。 https://www.iea.org/reports/data-centres-and-data-transmission-networks 5 IT 组织需要利用适当的 工具来准确测量其碳排 放量。 绿色 IT 挑战 在未来十年中，为了兼顾社会责任与经济增长，政府和行业需要共同大力推动全社会提 高能源效率、鼓励采购可再生能源以及促进绿色 IT 研究、设计与开发。 但发展绿色 IT 绝非易事。为了做到运筹帷幄，IT 领导者需要应对三大挑战： 1. 复杂的碳核算 为了减少数据中心、应用和基础设施的碳足迹，IT 组织需要利用适当的工具来准确测量 其碳排放量。目前此类工具及其功能还较为有限，但相关工具的开发正在持续推进中，未 来必定将在 IT 绿化的进程中发挥重要作用。 随着云计算的兴起，碳核算变得更加复杂。在银行和金融等行业中，出于对信息安全、客 户数据机密性以及跨境数据共享法规的担忧，大多数组织仍然是通过私有数据中心来运 行大量负载。对于这些私有数据中心，碳核算是一项内部职责。 在许多行业中，大多数组织都已经将至少一部分负载迁移至公有云，在这种情况下，碳核 算通常由超大规模云服务商 (hyperscaler) 在外部完成。但是，如今的组织平均使用超过 8 个云服务。而到 2023 年，这个数字将增加到 10 以上。大多数组织的资产都广泛分布在 多个本地部署系统、私有数据中心和公有云中。12 组织不仅要对整个资产进行碳核算，而且还要设法整合分散的数据来创建统一运营视图。 6 2. 不明确的对标指标 除了清晰准确地核算碳足迹之外，组织还需要建立对标 指标，也就是通过内部和外部关键绩效指标 (KPI) 来掌 握其绩效和进展情况。这就需要为测量和数据收集工作 建立明确且合理的绩效指标和标准。 绿色 IT 仍处于早期阶段，因此几乎尚未建立有效的对 标标准或指标。由于缺乏此