根據(jù)國際能源署去年發(fā)布的最新報告顯示：全球用戶對數(shù)據(jù)和數(shù)字服務(wù)的需求，將繼續(xù)保持指數(shù)級快速增長，預(yù)計到2022年，全球互聯(lián)網(wǎng)流量將再翻一番[i]。
無論是工作，還是日常生活，微軟云都為用戶提供了可信的數(shù)字體驗，這既包括日常生活中的關(guān)鍵應(yīng)用和安全服務(wù)，也包括了政府及教育機構(gòu)就氣候變化等亟待解決的全球問題所進行的科研工作。云計算離不開數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)以及連接全球能源網(wǎng)絡(luò)的光纖。用戶得益于云計算帶來的超高能效[1]，在滿足全球計算需求的同時，還降低了整體碳排放量。即便如此，隨著人們對云計算需求量的不斷攀升，數(shù)據(jù)中心用量也在不斷增加，由此帶來的是電力、土地和水源消耗量的激增。
由此，微軟及整個云計算行業(yè)正在面臨一個嚴峻的挑戰(zhàn)，那就是如何在保護我們賴以生存的地球的同時，又能夠不斷提升計算能力以滿足數(shù)字經(jīng)濟、研發(fā)和包容性經(jīng)濟發(fā)展等需求。
微軟承諾將于2030年實現(xiàn)碳負排放，到2050年，從大氣環(huán)境中消除自1975年公司成立以來的碳排放量總和，其中包括直接排放和因用電產(chǎn)生的間接碳排放。為實現(xiàn)這一目標，數(shù)據(jù)中心必須成為我們脫碳解決方案中的重要一環(huán)。而且，我們當前所面臨的氣候挑戰(zhàn)是無法僅憑一個公司或一個行業(yè)的力量來解決的。
今天，我們將分享更多微軟在進一步實現(xiàn)碳負排放方面的舉措，它們不僅有助于我們實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展目標，而且為客戶和合作伙伴提供可衡量碳排放進展的計算工具、以及向他們提供可信賴的、低碳的數(shù)據(jù)中心和供應(yīng)鏈服務(wù)。通過客戶所信賴的微軟自有數(shù)據(jù)中心運營和供應(yīng)鏈管理，對環(huán)境產(chǎn)生更廣泛的積極影響。此外，我們也將不斷追求技術(shù)的突破，不斷啟發(fā)我們展開多維度的思考，將可持續(xù)發(fā)展的理念融入到未來數(shù)據(jù)中心設(shè)計和運營中。
推進可持續(xù)數(shù)據(jù)中心向“負碳未來(Carbon Negative Future)”發(fā)展
我們需要不斷發(fā)展，才能夠滿足用戶對公有云和私有云不斷攀升的需求。因此，不遺余力地找到更具創(chuàng)意的創(chuàng)新解決方案，來應(yīng)對目前數(shù)據(jù)中心所面臨的運營和工程挑戰(zhàn)，進而幫助我們實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的雄心壯志，對我們至關(guān)重要。我們在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的投資和研發(fā)成果，讓我們能夠從容應(yīng)對各種挑戰(zhàn)，例如：在建設(shè)和運營過程中降低碳排放、顯著減少甚至消除冷卻用水量、通過重復(fù)利用服務(wù)器部件減少電子垃圾，以及維持我們數(shù)據(jù)中心所在地的生態(tài)環(huán)境。我們的使命不僅是找到提升數(shù)據(jù)中心運營的方法，還要將這些經(jīng)驗分享給云計算和建筑環(huán)境工程等行業(yè)。
今天，我們將宣布幾項在關(guān)鍵領(lǐng)域開發(fā)計劃上取得的進展，這將為我們現(xiàn)有的運營提供進一步的經(jīng)驗和見解，并幫助塑造未來的數(shù)據(jù)中心：
● 到2024年，微軟數(shù)據(jù)中心運營的用水量將減少95%：微軟承諾到2030年實現(xiàn)“水資源正效益(water positive)”。要實現(xiàn)這一目標，我們力爭在運營的方方面面都減少用水量，甚至不用水。今天，我們公布了一項全新的數(shù)據(jù)中心溫度管理辦法。預(yù)計到2024年，這一管理辦法將可減少微軟全球數(shù)據(jù)中心 95% 的蒸發(fā)冷卻用水量，相當于每年節(jié)省57億升的水資源。憑借我們對高溫環(huán)境下服務(wù)器性能表現(xiàn)的廣泛全球研究，我們能夠根據(jù)各種不同的氣候特點，對那些必須使用蒸發(fā)水冷系統(tǒng)來確保性能和可靠性的服務(wù)器設(shè)置更高的設(shè)定點。我們預(yù)計該項目將于2024 年實現(xiàn)全面實施，屆時，該計劃將有可能消除荷蘭阿姆斯特丹、愛爾蘭都柏林、美國弗吉尼亞和芝加哥等區(qū)域的數(shù)據(jù)中心冷卻用水，同時降低在美國亞利桑那州等沙漠區(qū)域的數(shù)據(jù)中心60%的用水量。
● 繼續(xù)研究液體浸沒式冷卻，同時探索無水冷卻的可能性：今年我們在液體冷卻研發(fā)方面取得了一個重要里程碑[2]，使微軟成為第一個在生產(chǎn)環(huán)境中運行雙相浸沒液冷系統(tǒng)的云計算提供商，同時也印證了液體浸沒式冷卻方式在微軟數(shù)據(jù)中心中更廣泛使用的可行性。我們在液體冷卻領(lǐng)域的最新研究[3]解決了超頻的問題，即：讓芯片突破其預(yù)設(shè)定的電壓、熱量和功率設(shè)計限制，從而進一步提高其性能。通過測試發(fā)現(xiàn)，某些芯片組使用液體冷卻的方式可實現(xiàn)性能提升20%。這表明，液體冷卻不僅可以減少乃至消除數(shù)據(jù)中心冷卻用水，來助力我們實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標;還可通過在更高溫度的環(huán)境下令芯片提升效率的方式，來完成更為先進的人工智能和機器學(xué)習(xí)負載。液體冷卻技術(shù)幫助我們提升了電力使用和冷卻的效率，從而拓展了微軟數(shù)據(jù)中心機架設(shè)計的新思路。簡言之，液體冷卻技術(shù)為在更小的空間中部署更密集的服務(wù)器鋪平了道路，它意味著數(shù)據(jù)中心每平方英尺的容量將增加，這就讓未來在更重要的位置搭建更小的數(shù)據(jù)中心成為了可能，也可以說是無水冷卻設(shè)計的另一優(yōu)勢。
● 支持本地生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計：我們在全球各地運營數(shù)據(jù)中心，而每個數(shù)據(jù)中心都有不同的本地物種、溫度和氣候環(huán)境。要想設(shè)計出符合當?shù)厣鷳B(tài)特點的數(shù)據(jù)中心，首先我們要了解一個生態(tài)系統(tǒng)是如何獨立運行的。微軟一直在對 12 個數(shù)據(jù)中心區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)運行方式進行基準測試，這項工作預(yù)計將于今年年底完成。通過該研究，我們希望對該生態(tài)系統(tǒng)的水資源數(shù)量和質(zhì)量、空氣、碳、氣候、土壤質(zhì)量、環(huán)境健康程度以及生物多樣性，進行量化分析。我們的目標是重建周邊地區(qū)的環(huán)境，從而為該地區(qū)的社會和環(huán)境賦予再生價值。我們將這些調(diào)查發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于位于北荷蘭省的首個試點項目。作為荷蘭阿姆斯特丹數(shù)據(jù)中心區(qū)域的一部分，我們將北荷蘭省數(shù)據(jù)中心建造在一片低地林區(qū)中，周圍是森林濕地。該區(qū)域的特點是水資源和植被覆蓋率高，非常適合以自然過濾水資源的方式處理雨水和地表徑流。通過不同的測試方式，我們發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)可以恢復(fù)至75%。雖然未來仍任重道遠，但目前的成果令我們深受鼓舞和啟發(fā)。
● 減少數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建設(shè)中的碳足跡：根據(jù)全球建筑建設(shè)聯(lián)盟(GlobalAlliance for Buildings and Construction)的最新數(shù)據(jù)顯示，隱含碳至少占全球溫室氣體排放的11%[4]。這些隱含碳來自材料和施工過程，會在建筑或其它基礎(chǔ)設(shè)施整個生命周期中逐步排放。很多隱含碳來自混凝土和鋼鐵，通過選擇低碳材料，我們可以通過降低每座新建筑的隱藏碳量，來大幅降低碳排放量。為了滿足客戶的需求，我們平均每年新建50至100個數(shù)據(jù)中心。為了在這些數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和建設(shè)中減少隱含碳，我們使用了一個名為“建筑隱含碳計算器(EC3)”的工具，它是由一個名為Building Transparency的非營利組織開發(fā)的。作為所有新數(shù)據(jù)中心建設(shè)的關(guān)鍵初始步驟，我們現(xiàn)在要求所有的建筑團隊使用EC3工具來選擇建筑材料，從而減少隱含碳。通過使用EC3，我們預(yù)計將減少混凝土和鋼鐵中30 - 60%的隱含碳量。
● 我們致力于推動在微軟及整個行業(yè)內(nèi)采用更為環(huán)保的建筑材料。同時，我們也在積極研發(fā)可持續(xù)發(fā)展的建筑材料，用于建筑的地基、架構(gòu)和外立面。就如同我們與美國華盛頓大學(xué)的一個名為碳領(lǐng)導(dǎo)論壇(CLF)的非營利性行業(yè)學(xué)術(shù)組織所展開的合作。我們共同發(fā)布的一項針對六種低碳材料的研究報告顯示[5]：土板、非硅酸鹽水泥混凝土板、藻類磚/板、菌絲體(蘑菇)結(jié)構(gòu)管、特制纖維和農(nóng)業(yè)廢料板，它們包含較低的隱藏碳，有助于減少碳排放并改變建筑環(huán)境。我們的測試將貫穿整個冬天，以驗證其用于數(shù)據(jù)中心和其他建筑的耐用性，之后我們將把相關(guān)發(fā)現(xiàn)分享給其他從業(yè)者。最后，我們微軟研究院的同事近期發(fā)布了Zerix項目[6]，它旨在通過使用可生物降解塑料、可持續(xù)印刷電路板和生物混凝土材料來實現(xiàn)微軟數(shù)據(jù)中心及其他建筑的零隱藏碳和凈零廢料。
征程進展
我們能夠取得今天的進展，一方面得益于我們在高級數(shù)據(jù)中心開發(fā)方面的早期投資，另一方面得益于我們與合作伙伴共同開發(fā)的基于云的解決方案和工具，這些不僅可以用于我們的直接運營，也可以推廣到更廣泛的市場。我們最近取得了一些重要成就，包括：
● 可再生能源和電網(wǎng)脫碳：今年7 月，我們延展了[7]“到2025年實現(xiàn)100%采用可再生能源”的承諾，并提出了“100/100/0承諾”[8]，即到 2030年，微軟將在100%的時間里，實現(xiàn)100%的電力消耗與0碳能源采購相匹配。過去一年，微軟已經(jīng)在全球10個國家簽署了新的電力采購協(xié)議，購買了約5.8吉瓦 (GW) 的可再生能源，包括了超過35筆交易，其中超過 15 筆交易發(fā)生在歐洲，覆蓋丹麥、瑞典、西班牙、英國和愛爾蘭等國。此次采購使我們在全球范圍內(nèi)運營和簽約的可再生能源項目達到7.8吉瓦。行業(yè)研究機構(gòu)彭博新能源財經(jīng) (Bloomberg NEF) 稱，這一進展使微軟目前成為2021年最大的可再生能源企業(yè)采購商。但我們不會就此滿足。
● 微軟循環(huán)中心：我們首創(chuàng)了微軟循環(huán)中心(Microsoft Circular Centers)[9]，并利用它來延長服務(wù)器的生命周期、實現(xiàn)重復(fù)利資源用以減少浪費。我們最近啟動計劃，把阿姆斯特丹循環(huán)中心的成功做法帶到即將在下一個財年在博伊頓、都柏林、芝加哥和新加坡啟用的循環(huán)中心。2020年，據(jù)碳信息披露項目(CDP)報告，我們的一級供應(yīng)商將其集體碳足跡減少了2100萬公噸二氧化碳當量(CO2 e)。未來一年，我們計劃將這一模型推廣到微軟所有的云計算資產(chǎn)中，并有望實現(xiàn)90%的重復(fù)利用。
● LEED 認證：微軟承諾讓我們所有的數(shù)據(jù)中心獲得LEED (Leadership in Energy &Environmental) 金級認證，以證明我們的建筑綠色節(jié)能。我們于6月啟動的亞利桑那州數(shù)據(jù)中心現(xiàn)已獲得 LEED 金級認證。
● 24/7全天候能源匹配在行動：我們正在瑞典建設(shè)一個最具可持續(xù)性的云區(qū)域[10]，并計劃于今年晚些時候啟動。它將使用我們與合作伙伴Vattenfall[11]一起打造的首個每小時進行能源監(jiān)控的解決方案，使我們能夠在每小時的消耗中100%使用可再生能源。該解決方案現(xiàn)已可供Vattenfall的客戶使用。
● 與我們的云供應(yīng)鏈合作，減少范圍三排放：根據(jù)2020年碳信息披露項目(CDP)的周期報告，為了減少范圍三排放，包括所有間接運營的排放，我們的一級供應(yīng)商將其集體碳足跡減少了2100萬噸的二氧化碳當量(CO2 e)。在2021財年，我們增加了參與該計劃的供應(yīng)商數(shù)量，加深了參與程度，以確保實現(xiàn)我們的減排目標。除此之外，我們還通過減少隱含碳的產(chǎn)生，來解決數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建設(shè)中的范圍三排放問題。
推出 Microsoft Cloud for Sustainability 公開預(yù)覽版
在對云基礎(chǔ)設(shè)施進行投資之外，今天我們很高興地宣布推出 Microsoft Cloud forSustainability 公開預(yù)覽版[12]。它能夠幫助企業(yè)能夠更有效地記錄、報告和減少其碳排放量，從而實現(xiàn)凈零排放。想要改進或改變一個無法衡量的東西是很難的。我們需要一個可以在全球范圍內(nèi)，以準確、一致且可靠的方式衡量碳排放量的統(tǒng)一標準，并在此基礎(chǔ)上，開發(fā)減少碳排放和對環(huán)境影響的創(chuàng)新技術(shù)解決方案。
我們正與合作伙伴和客戶攜手，努力實現(xiàn)凈零排放和碳負排放的目標。在此過程中，我們需要共享經(jīng)驗和進展，創(chuàng)造新的工具和解決方案來界定我們當前所處的位置，衡量我們的進展，并加以推廣。如果您想進一步了解當前微軟對數(shù)據(jù)中心的運營和承諾，您可以訪問 microsoft.com/sustainability，或點擊這里[13]，線上參觀我們的數(shù)據(jù)中心。
文章來源：微軟科技
本文作者：Noelle Walsh
微軟全球資深副總裁、云計算運營及創(chuàng)新事業(yè)部負責人
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