Facebook的首席工程師杰夫·羅斯柴爾德（Jeff Rothschild）遇到了一件棘手的事——他們的服務(wù)器快要融化了。

Facebook租用了一個(gè)40*60英尺的房間存放服務(wù)器，用以存儲和處理用戶(hù)的賬戶(hù)信息。而現在的問(wèn)題是，這些家伙在吃進(jìn)大量電力的同時(shí)不斷吐出熱氣，房間內的溫度已經(jīng)超出了服務(wù)器組件的承受范圍。高溫的問(wèn)題再不解決，服務(wù)器就將因為溫度過(guò)高而癱瘓。思量之后，羅斯柴爾德讓員工抓緊去周?chē)某匈I(mǎi)風(fēng)扇?！拔覀儼阎?chē)械乃械娘L(fēng)扇都買(mǎi)了下來(lái)”，他選擇用這種質(zhì)樸的方式給服務(wù)器降溫。

這是發(fā)生在2006年的故事，當時(shí)的Facebook還只有1000萬(wàn)用戶(hù)。而現在，Facebook的服務(wù)器需要處理將近10億用戶(hù)的各種各樣的信息要求，曾經(jīng)40*60英尺的房間也變成了占地面積達數十萬(wàn)平方英尺的數據中心。風(fēng)扇肯定是無(wú)用武之地了，為了保證這一排排的服務(wù)器能夠正常運行，Facebook給所有的數據中心配置了工業(yè)制冷系統。

這樣一個(gè)數據中心里，充滿(mǎn)了服務(wù)器、屏幕和鍵盤(pán)。

在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，Facebook那占地數十萬(wàn)英尺的數據中心只不過(guò)是全球遍布的數據中心中的滄海一粟。沒(méi)人說(shuō)得清楚網(wǎng)絡(luò )上有多少信息，服務(wù)器每天要處理多少數據。有人從iTunes內下載視頻和音頻資料，有人登錄網(wǎng)上銀行查看自己的收支情況，有人使用郵箱發(fā)送帶有超大附件的電子郵件，有人在亞馬遜等購物網(wǎng)站上買(mǎi)東西，有人在Twitter上發(fā)微博，有人通過(guò)網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)閱讀報紙雜志。每次點(diǎn)擊都是信息，每條信息都是數據。

《紐約時(shí)報》經(jīng)過(guò)一年的調研后發(fā)現，向來(lái)被公眾認為是綠色環(huán)保的信息產(chǎn)業(yè)其實(shí)是一個(gè)污染和耗能大戶(hù)。調查顯示，作為信息產(chǎn)業(yè)根基與支柱的數據中心，從設計伊始就不知節能為何物。而數據中心的使用者往往不論自己需求幾何，都將其以滿(mǎn)負荷運轉。調查結果中的數字令人驚訝，數據中心浪費的電力可以占到總能耗的90%以上。正因如此，互聯(lián)網(wǎng)的數據中心已經(jīng)成為美國各州政府污染大戶(hù)名單上的?？?。

《紐約時(shí)報》雇請的業(yè)內專(zhuān)家估計，全球范圍內所有數據中心的總功率高達3000萬(wàn)千瓦，幾乎相等于30座核電站的產(chǎn)電量。國際調查機構麥肯錫公司對藥廠(chǎng)、軍事合約商、銀行、媒體和政府機構等70個(gè)大型數據中心、約2萬(wàn)個(gè)服務(wù)器進(jìn)行了調查，發(fā)現實(shí)際用于計算機運算的用電量只占6%至12%，剩余的大量電力主要用以確保服務(wù)器處于閑置狀態(tài)，以應對突如其來(lái)的網(wǎng)絡(luò )流量高峰。

這是一個(gè)位于弗吉尼亞州阿什本市的數據中心，有一個(gè)變電站專(zhuān)門(mén)為它服務(wù)。

“這些數據會(huì )讓多數人大吃一驚，即使是業(yè)內人員?！北说谩じ曷逅梗≒eter Gross）曾參與設計了數百個(gè)數據中心，“一個(gè)數據中心的能耗可能會(huì )比一個(gè)中型城市還多?！币粋€(gè)不愿對外公布自己?jiǎn)挝恍畔⒌腎T業(yè)資深總裁表示：“數據中心的夸張能耗是這個(gè)行業(yè)的灰色地帶，誰(shuí)也不愿出來(lái)捅破這層窗戶(hù)紙。如果這是在制造業(yè)，搞這么大的能源浪費就直接等著(zhù)關(guān)門(mén)大吉吧?！?/p>

實(shí)際上，這種低效率的能耗是由互聯(lián)網(wǎng)上用戶(hù)與服務(wù)商的關(guān)系決定的。用戶(hù)在點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候都希望能夠迅速出現自己希望看到的內容，誰(shuí)都不愿等待。而服務(wù)商就必須時(shí)刻準備著(zhù)滿(mǎn)足用戶(hù)的這種需要，不然就沒(méi)人點(diǎn)擊自己的網(wǎng)站了。

為了保證自己的服務(wù)器每時(shí)每刻都能夠運行無(wú)礙，在將電力火力全開(kāi)之余，為了保險起見(jiàn)，多數大型的數據中心都配有大型發(fā)電機，或是數以千計的備用的鉛酸電池。這些電池跟電動(dòng)汽車(chē)的電源差不多，當電網(wǎng)斷電的時(shí)候它們將充當備用電源的角色。雖然斷電的概率很小，但哪怕是百分之一秒的供電故障都將引起服務(wù)器崩潰。美國電力研究所（Electric Power Research Institute）的高級研究員丹尼·P·希曼斯基(Dennis P. Symanski,)認為這是一種浪費，“他們布置了過(guò)多的安保措施?！币苍S數據中心的做法有自己的考慮，但這些行為與環(huán)保是格格不入的。弗吉尼亞州和伊利諾斯州的很多數據中心甚至已經(jīng)違反了相關(guān)的空氣質(zhì)量管理法規。亞馬遜在三年內就違反了超過(guò)24項環(huán)保法規，其中包括未經(jīng)環(huán)保部門(mén)批準擅自運行發(fā)電機。

現在有幾家公司已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)升級管理數據中心的軟件和制冷系統來(lái)減少能源浪費，這其中包括谷歌和Facebook。他們還重新設計了數據中心的硬件設施以減少污染。盡管如此，最新的數據顯示，谷歌數據中心的電功率為3億瓦，而Facebook稍微少點(diǎn)，是6000萬(wàn)瓦。雖然有許多辦法能夠幫助數據中心降低能耗，但出于對風(fēng)險的恐懼，多數公司都不愿作出任何改變。由于很多公司服務(wù)器處理的信息都涉及到用戶(hù)的個(gè)人隱私，所以大多數公司需要采取保密措施，這也給產(chǎn)業(yè)評估和升級來(lái)帶了困難。

此外，為了保密起見(jiàn)，很多的公司都不愿意公布自己的數據中心具體位置，這些數據中心大多建在一些不為人所知的建筑物內，而且警戒級別很高。業(yè)內資深高管麥克·馬諾斯（Micheal Manos）透露，出于商業(yè)競爭考慮，幾乎沒(méi)有公司愿意公開(kāi)自己的數據中心與核心技術(shù)，“這些重要信息只有小部分‘圈內人’才會(huì )知道”。而這些數據中心的能源消耗也在公司的保密范圍之內。讓產(chǎn)業(yè)評估更困難的是，現在沒(méi)有一家政府級機構有權利單獨監測互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。去年政府完成的能源消耗調查顯示，美國政府也不知道自己的數據中心每年的要消耗多少能源。不過(guò)該調查卻披露了一個(gè)現實(shí)，聯(lián)邦政府的數據中心從1998年的432個(gè)已經(jīng)增長(cháng)到了2010年的2094個(gè)。

為了更好的調查互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能耗現狀，《時(shí)代雜志》從地方政府、州府和聯(lián)邦政府那里獲得了數千頁(yè)的資料，其中的許多根據信息自由法律都是公開(kāi)的?！稌r(shí)代雜志》還從環(huán)保部門(mén)那里復印了互聯(lián)網(wǎng)公司每年的排放量標準文件，這些都能幫助找出數據中心的地理位置和公司的操作細節。除此之外，《時(shí)代雜志》訪(fǎng)問(wèn)了全美的數據中心，采訪(fǎng)了數百名數據中心的現任、前任雇員以及承包商，詢(xún)問(wèn)他們對此的看法。

一些行業(yè)分析師給出預測，隨著(zhù)數據規模和能源消耗的不斷增長(cháng)，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)必須對數據中心的能源利用方式作出調整，抱守舊念的公司遲早會(huì )在行業(yè)洗牌中淘汰，就好比二十世紀九十年代互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂時(shí)敗下陣去的那些公司。

馬克·布拉菲特（Mark Bramfitt）之前在互聯(lián)網(wǎng)公司擔任高管，現在是能源及信息科技產(chǎn)業(yè)的顧問(wèn)，他也認為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最大的問(wèn)題是“沒(méi)有可持續的發(fā)展模式”，所以“未來(lái)必將碰壁”。

某數據中心6臺大功率柴油發(fā)電機中的1臺，這6臺發(fā)電機可以為7000戶(hù)家庭供電。

數據的海洋

穿著(zhù)巴塞羅那T恤和短褲的安德烈·特蘭(Andre Tran)在雅虎位于圣克拉拉（Santa Clara）的數據中心來(lái)回踱著(zhù)步子，他是該數據中心的運行經(jīng)理。圣克拉拉數據中心的服務(wù)器負責雅虎體育、郵件和照片分享的數據信息處理，而這個(gè)服務(wù)器數據中心只不過(guò)是我們信息大潮中來(lái)來(lái)去去的一朵小浪花。

就是這些服務(wù)器，吃掉了巨量的能源。

在這里，成排的服務(wù)器靜靜地站在那里，閃著(zhù)藍色、綠色與琥珀色的熒光。高速旋轉的硬盤(pán)內存儲著(zhù)海量的用戶(hù)信息。如果不是電纜上面的閃光的雅虎商標，我們無(wú)法知道這是雅虎的數據中心。安德烈指著(zhù)有其中的一個(gè)服務(wù)器說(shuō)：“這里面儲存著(zhù)的應該是用戶(hù)郵件，人們總是喜歡保留自己的郵件和郵件上面的附件，所以這就要求很大的存儲空間?！?/p>

舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，在NBA聯(lián)盟的每一位球員的數據都會(huì )被存入服務(wù)器，包括該球員的平均得分、出手次數、籃板、聯(lián)盟排名等等，而且這些數據需要保存很長(cháng)時(shí)間。類(lèi)似于這樣的數據實(shí)在是太多了，數據不斷積累之后規模就會(huì )變得十分的龐大。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，服務(wù)器的芯片處理速度每年都在變快，而且存儲空間和存儲密度也是越來(lái)越大，成本不斷的下降。但是數據的膨脹速度不比其中任何一項增長(cháng)的速度慢，處理器的用電量也是不斷地增加。

數據存儲專(zhuān)家的杰里米·波頓(Jeremy Burton)說(shuō)，當十年之前他在一家計算機技術(shù)公司工作時(shí)，他過(guò)手的數據密集型客戶(hù)數據規模最大就在是50000千兆字節上下。（數據以字節為單位進(jìn)行存儲的，一個(gè)英文字母為一字節，一千兆字節就是十億字節的信息。）如今波頓在數據管理與存儲服務(wù)商EMC公司工作，他坦言，單單制作一部3D電影就需要數據中心處理和儲存大約100萬(wàn)千兆字節的數據。他補充說(shuō)，單就紐約證券交易所這一個(gè)客戶(hù)，每天就會(huì )產(chǎn)生多達2000千兆字節的信息，而這大量的日常信息都要被保存若干年。根據EMC和國際數據集團(IDC，International Data Corporation)的聯(lián)合評估，去年全球的總共產(chǎn)生的數據信息多達1.8萬(wàn)億千兆字節。而EMC估計，在海量的數據信息中有四分之三都是由普通用戶(hù)產(chǎn)生的。

“這是一場(chǎng)競賽，我們存儲數據的速度在和人們創(chuàng )造數據的速度競賽?！辈D認為服務(wù)器的儲存性能是被社會(huì )剛性需求不斷拔高的。

由于普通民眾不知道網(wǎng)絡(luò )上看似虛擬的信息事實(shí)上會(huì )消耗大量有形的能源和空間，所以多數人也沒(méi)有節省資源的意識。人們往往喜歡發(fā)送超大的視頻文件，或是附有超大附件的電子郵件?？墒俏覀儜斨?，即便是最尋常的應用程序（比如在紐約曼哈頓查找一個(gè)意大利餐館或者在達拉斯找一輛出租車(chē)）都要求服務(wù)器保持24小時(shí)開(kāi)機待命，這樣服務(wù)器才能即時(shí)處理這些信息。

數據傳輸的復雜性往往不為常人重視。即使你只是給隔壁鄰居發(fā)送一封帶有圖片的電子郵件，這封郵件在到達鄰居郵箱之前必須在互聯(lián)網(wǎng)世界穿梭上千英里，經(jīng)歷萬(wàn)水千山，而且需要經(jīng)過(guò)多個(gè)數據中心的處理。

Uptime Institute的副總裁布魯斯·泰勒(Bruce Taylor)認為，現代人已經(jīng)把使用互聯(lián)網(wǎng)當做理所當然的權利?！叭绻愀嬖V一個(gè)人他今后將無(wú)法登陸Youtube，或是不再能夠從Netflix上下載文件了，他們會(huì )告訴你這是上帝賜予自己的權利不容剝奪?！倍鴩H數據集團公布的信息顯示，為了滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的各種需求，全球范圍內已經(jīng)建立了超過(guò)300萬(wàn)個(gè)規模不一的數據中心。

龐大的數據中心團體消耗的電力是令人吃驚的。斯坦福大學(xué)的研究人員喬納森·G·庫米(Jonathan G. Koomey)研究數據中心能源消耗問(wèn)題已經(jīng)超過(guò)10年的時(shí)間。他透露，2010年全美數據中心的用電量高達760億千瓦時(shí)，約占2010年美國全國用電量的2%。而總部位于英國倫敦的DatacenterDynamics也給出了相似的研究結果。

一直以來(lái)，很多人都認為網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化辦公和電子書(shū)的出現都為全球節省了大量的能源和資源。大家認為“綠色節能”的計算機產(chǎn)業(yè)終有一日會(huì )宣告紙質(zhì)印刷業(yè)的落幕。但是根據美國統計局（Census Bureau）公布的數據，2010年美國的造紙業(yè)全年消耗電力僅為670億千瓦時(shí)。

直觀(guān)上看數據中心比高耗能、高污染的造紙業(yè)還耗電，不過(guò)我們也不能直接將兩個(gè)行業(yè)進(jìn)行對比。數據中心的運行連帶著(zhù)數以千萬(wàn)計的臺式機、筆記本和手機等其他互聯(lián)網(wǎng)設備，而造紙業(yè)要牽扯進(jìn)廢水凈化與貨運交通等環(huán)節，這些外部環(huán)節滋生的能耗無(wú)以評斷。

計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒(méi)有調頭向下的可能性。位于達拉斯的Compass Datacenters數據中心首席執行官克里斯·克羅斯比(Chris Crosby)認為，互聯(lián)網(wǎng)設施的建設在短期之內不會(huì )停歇?！半m然有很多的新技術(shù)和升級，但是所有這些數據中心再升級也不能擺脫對電力資源的依賴(lài)?！?/p>

昂貴的憂(yōu)患意識

在馬納薩斯（ Manassas）毫不起眼的一隅，靜靜地躺著(zhù)亞馬遜的一個(gè)數據中心。根據弗吉尼亞州環(huán)境質(zhì)量監測部門(mén)（Virginia’s Department of Environmental Quality）的記錄，亞馬遜在該州最少設有八個(gè)數據中心，馬納薩斯數據中心只不過(guò)是其中一個(gè)。

亞馬遜是弗吉尼亞州環(huán)境質(zhì)量監測部門(mén)的“熟客”了，他們2010年因未獲批準擅自運行發(fā)電機被處以約55萬(wàn)美元的罰金。經(jīng)過(guò)不斷地協(xié)商，亞馬遜終于將這筆罰金的總額下降到26萬(wàn)美元。即便要繳納高額罰金，但亞馬遜也別無(wú)他選，因為備用發(fā)電機每隔一段時(shí)間必須得檢測一次。亞馬遜的發(fā)言人德魯·海德納（Drew Herdener）坦言，公司“沒(méi)有得到相關(guān)許可?！薄安贿^(guò)后來(lái)這些發(fā)電機都取得了環(huán)境部門(mén)的許可和支持”，海德納補充道。

Facebook數據中心的一排后備發(fā)電機。

無(wú)論亞馬遜的發(fā)電機有沒(méi)有獲得環(huán)保許可，大型發(fā)電機和我們想象中的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)都八竿子打不著(zhù)干系。而弗吉尼亞環(huán)境署（Virginia’s environmental agency）的前任經(jīng)理特里·達頓（Terry Darton）對外宣稱(chēng)，得到該州許可的數據中心備用發(fā)電機總輸出相當于一座核電站?！皞溆秒娫吹囊幠Ｖ笞阏媸橇钊顺泽@”，達頓說(shuō)。

即便證據顯示數據中心是當之無(wú)愧的能耗大戶(hù)，但目前沒(méi)有任何國家將數據中心數量作為評判環(huán)境狀況的指標。過(guò)去的五年間，芝加哥地區的互聯(lián)網(wǎng)巨頭塞維斯（Savvis）與易昆尼克斯（Equinix）就不止一次收到伊利諾斯州環(huán)保局（Illinois Environmental Protection Agency）寄來(lái)的違規通知。亞馬遜也并不是弗吉尼亞州環(huán)境質(zhì)量監測部門(mén)唯一的互聯(lián)網(wǎng)“客戶(hù)”，奎斯特（Qwest）、塞維斯、威瑞信（VeriSign）和日本電報電話(huà)美國分公司（NTT America）都是該部門(mén)的座上客。

雖然互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)揮霍著(zhù)大量能源保障服務(wù)器正常運轉，但服務(wù)器當機的情況依舊時(shí)有發(fā)生。導致服務(wù)器崩潰的情況各式各樣，亞馬遜對2010年5月的一起服務(wù)器事故的解釋是：“一起交通事故撞毀了我們數據中心旁的高壓電線(xiàn)桿?！睙o(wú)論這場(chǎng)車(chē)禍是否屬實(shí)，但這起事故中亞馬遜的備用電源并沒(méi)有發(fā)揮出理想中的作用。經(jīng)歷了此事的亞馬遜看來(lái)是不會(huì )在節能上做出任何妥協(xié)了，發(fā)言人海德納總結道：“我們不能讓這種情況再次發(fā)生?！?/p>

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編譯自:	Power, Pollution and the Internet
刊發(fā)信息:	《紐約時(shí)報》，2012年9月22日