綠能新趨勢專欄─綠色？藍色？雲端運算技術究竟是什麼顏色？

雲端運算市場的綠能大挑戰。

在雲端運算嶄露頭角的今日，碳足跡的話題似乎逐漸引起關注。從潮男潮女到御宅一族，把環保綠能掛在嘴角就像是把iPhone握在手上一樣時髦。不過支撐起iPhone、Facebook、Google map應用環境的雲端技術綠不綠？雲端這個觀念所引起的產業結構改變，使我們必須重新檢視能源消耗與配置的議題。在這個議題之下，有我們關心的產業衝擊和機會，以及對明日之星的期待。

資料處理中心的耗能特性加深疑慮

什麼是雲端運算呢？雲端應用在電腦發展的進程上可說是資訊科技返老還童，和對PC時代的顛覆。簡單的說，它在架構上差不多是”恐龍時代”大型主機運算系統的放大版，把個人電腦時代放在個人端的運算移到後台，個人端的運算則予以虛擬化和標準化。在雲端運算的環境中，資料處理中心(Internet Data Center)擔負運算、儲存和網路中心節點，IDC的趨勢是投資大型化和設備高度集中化。雲端運算的耗能來自2個大項目：資料中心電力消耗(主要是設備運作和冷氣)，以及網路傳輸耗電。依目前資料估算，大型IDC耗能佔全球碳排放大約0.5%，在未來雲端運算深化後，有研究單位預估比重將會佔到2%，這代表了某些大型企業的IDC碳排放甚至會超越大多數的單一西方國家。

理解雲端運算的概念，就不能輕忽能源耗用的議題。而能源耗用的議題，可由三個面向加以解讀：新應用創造價值、提升平台的能源效率、以及發展替代性元件降低耗能，每個面向都存在機會和挑戰。

雲端應用面 創造碳足跡紅利

雲端運算的基本概念是將終端運算搬移至伺服器端，原本在個人電腦上的重複資源浪費，將可以得到效率上的改進。例如Facebook宣稱，使用者將照片上傳並以E-mail發送親朋好友的行為模式，大量節約了紙本印刷所產生的碳足跡，對照於興建機房和營運的耗能，碳足跡的生成降低了38%。

這一個概念也適用於e-commerce所帶來的效果，例如減少實體賣場建設和交通運輸往返所產生的碳足跡，積極的意義是藉由雲端應用來產生碳足跡紅利。對台灣業者而言，隨著雲端技術的普及與領先，在應用面上有不落人後的優勢，這個局面與15年前的企業級軟體蓬勃發展頗類似，不過優勢並非保證。今天的網路遊戲、網路服務等業者都是享有優勢的族群，虛擬化服務可能是雲端運算產業鏈中最有價值的一環，然而競爭的本質則包含了服務、創新、技術、管理、甚至財務範疇。

提升平台的能源效率

雲端運算的實體架構其實是建構在一個服務的產業鏈上，有平台的提供者，通訊的提供者，和運算服務的提供者。良好的利用效率雖不能減少碳依賴，但卻是增加價值的有效手段，而產業鏈的完整度直接影響整體效率最佳化，這應該是政策面最需關注的項目，且不單侷限於資訊科技範疇。例如海外先進機房設計大量採用綠建築概念，其他諸如智慧電網(Intelligent Power Grid)、智慧型設備通訊介面(Machine to Machine Communicatoin)等應用，日本近幾年便十分關注建築物直流供電系統的產業標準，藉以大幅降低交直流轉換耗損，進而取得市場領導。這是個跨領域的主導機會，對照日本的企圖心，我們應該要有更大膽積極的投入。

低耗能元件的發展

強大運算能力的副產品是龐大的設備體積和驚人的熱量。為了解決IDC熱耗損的問題，需要建構冷氣系統，導致進一步增加耗能。因此低耗能元件和設備微型化是未來電腦及週邊設備的發展趨勢，例如刀鋒伺服器和高密度磁碟陣列等設計帶來的散熱問題，又會帶來商機；系統化散熱的解決方案則能帶動更高密度的設備。從高效能低發熱IC製程到製程熱能快速引導排除，我們可發現，台灣廠商可著墨之處甚多，也有不錯的成績。

對台灣而言，雲端運算和綠能都是未來10年的極重要產業，但究竟是綠能產業在雲端運算環境中找到機會，還是雲端科技在綠能產業中找到出口呢？正如許多簡單的問題都不會有簡單的答案，但可以確定的是，雲端科技當然可以是綠色的，對許多人來說，更是綠得發”金”呢。

[綠能新趨勢專欄每週四刊載]