《STEAM》「資訊電池」節電效率佳 大廠爭相用

張瑞雄 2022/02/15 11:30 點閱 1221 次

大家常用的社群媒體,如LINE或IG或臉書等等,這些系統大量資料的儲存都必須依靠資料中心(Data Center)裡上百萬個電腦伺服器的24小時不停機的正常運轉,其所耗費的能源非常驚人,所以如何節省電費非常重要。

節省高達30%能源

最近電腦科學家們有了一個想法:如果以電腦使用的能源來計算,存儲在電腦系統的資料可以當作是一種存儲的能源嗎?亦即是否可以把存儲的資料視為另一種形式的電池?

事實證明這個想法並不像一開始聽起來那麼天馬行空,最近的研究提出了「資訊電池」(Information Battery)的概念,系統在電力便宜時(如當陽光普照或刮大風時)提前執行某些計算,然後將結果儲存起來以備後用,該過程可以幫助資料中心節省高達30%的能源使用。

該系統的美妙之處在於它不需要增加額外或特別的硬體,而且額外的成本很低。其概念就是資料中心保留一些計算能力給「資訊電池」來事先計算一些資料,並將之保留在當地以備後續之需。

準確預測排程工作

重點就是如何預測未來的且未知的計算需求,所以並非每項計算工作都適合「資訊電池」。但對於大多資料中心,是可以合理且準確地預測某些未來工作,並事先計算好備用以供以後檢索。

例如像網飛(Netflix)這樣的公司有那麼多影片,可能只會以一種格式儲存,然後在使用者觀看時再進行轉碼,以針對各種設備進行最佳化,網飛可以根據影片的受歡迎程度,來決定哪些轉碼可以利用電力便宜的時間先做。

現在人工智慧系統很普遍,在訓練機器學習時也可以適用,可以將訓練資料排隊,讓「資訊電池」決定何時進行訓練,很多人工智慧的大廠已在使用這樣的系統來節省能源和減少碳排放。

對綠電效能有助益

「資訊電池」模仿了電腦作業系統中的排程功能,根據使用者的優先等級和系統資源的使用情況來決定電腦要做甚麼工作。例如你的程式需要列印但印表機剛好忙碌,這時系統就會去做別的事情;或者你的程式本來排定明天執行,若今天電腦剛好有空,就可以讓你的程式先執行。

比起傳統的實體電池概念,這有點像軟體電池的涵義。在電池儲能技術尚未大幅突破之前,冬天多餘的風電或日正當中的太陽能都可以拿來做為「資訊電池」使用,尤其在不久的將來,當電網中有更多的風能和太陽能時,就更需要類似的系統。

「資訊電池」雖不是通用的解決方案,但可能對許多常見的電腦工作負載有效。像美國資料中心消耗的電力可能占全國總用電量的2%(這個數字幾乎肯定會一直增長),「資訊電池」可以為資料中心這種耗電怪獸節省可觀的成本,也達到節能減碳的目的。