มุมมอง: 0 ผู้แต่ง: ไซต์บรรณาธิการเผยแพร่เวลา: 2025-06-09 Origin: เว็บไซต์
ในโลกดิจิตอลทุกวันนี้ศูนย์ข้อมูลเป็นเอ็นจิ้นที่มองไม่เห็นซึ่งขับเคลื่อนทุกอย่างตั้งแต่การสตรีมวิดีโอและคลาวด์คอมพิวติ้งไปจนถึงธนาคารออนไลน์และปัญญาประดิษฐ์ แต่ในขณะที่เราประสบกับความสะดวกสบายของเว็บไซต์ที่โหลดอย่างรวดเร็วและการเข้าถึงข้อมูลแบบเรียลไทม์คนส่วนใหญ่ไม่ค่อยพิจารณาโครงสร้างพื้นฐานอันยิ่งใหญ่ที่จำเป็นเพื่อให้สิ่งนี้เป็นไปได้ หนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของโครงสร้างพื้นฐานนั้นคือพลังงาน
ศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้พลังงานมากซึ่งเป็นที่ตั้งของเซิร์ฟเวอร์หลายพันเครื่องอุปกรณ์เครือข่ายและระบบระบายความร้อน แต่ศูนย์ข้อมูลต้องการพลังงานเท่าไหร่? คำตอบขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงขนาดของศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีที่ใช้โครงสร้างพื้นฐานการระบายความร้อนและการจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
ในบทความนี้เราจะสำรวจสิ่งที่กำหนดไฟล์ การใช้ พลังงานของศูนย์ข้อมูล วิธีการวัดทำไมมันถึงสำคัญและศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยพยายามที่จะประหยัดพลังงานมากขึ้นในโลกที่มีความกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับความยั่งยืน
ก่อนที่จะดำน้ำไปสู่ความต้องการพลังงานสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าศูนย์ข้อมูลคืออะไร ศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษที่จัดเก็บและจัดการระบบคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องเช่นเซิร์ฟเวอร์อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสวิตช์และระบบรักษาความปลอดภัย ศูนย์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นกระดูกสันหลังสำหรับการโฮสต์เว็บไซต์จัดการบริการคลาวด์จัดเก็บข้อมูลและเรียกใช้แอปพลิเคชันสำหรับ บริษัท หรือบุคคล
ศูนย์ข้อมูลมีตั้งแต่ห้องขนาดเล็กที่มีอุปกรณ์ไม่กี่ชั้นไปจนถึงสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ซึ่งครอบคลุมหลายแสนตารางฟุตหรือที่รู้จักกันในชื่อศูนย์ข้อมูล Hyperscale ดำเนินการโดยยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีเช่น Amazon, Google, Microsoft และ Facebook
อัน การใช้ พลังงานของ Data Center นั้นเกินกว่าที่ใช้คอมพิวเตอร์ ในความเป็นจริงการเปิดเครื่องเซิร์ฟเวอร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของภาพ พื้นที่สำคัญที่ใช้พลังงาน ได้แก่ :
อุปกรณ์ไอที : เซิร์ฟเวอร์ระบบจัดเก็บข้อมูลและอุปกรณ์เครือข่าย
ระบบระบายความร้อน : เครื่องปรับอากาศ, ชิลเลอร์และพัดลมเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป
การกระจายพลังงาน : หม้อแปลง, แหล่งจ่ายไฟที่ไม่หยุดยั้ง (UPS) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง
แสงสว่างและความปลอดภัย : ไฟกล้องและระบบดับเพลิง
เนื่องจากอุปกรณ์ทั้งหมดนี้จะต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง - 24 ชั่วโมงต่อวัน 365 วันต่อปี - การบริโภคที่มีพลังอย่างต่อเนื่องและสำคัญ
ความต้องการพลังงานของศูนย์ข้อมูลอาจแตกต่างกันอย่างกว้างขวาง แต่ลองดูสถานการณ์ทั่วไปเพื่อให้เข้าใจทั่วไป
ศูนย์ข้อมูลธุรกิจขนาดเล็กหรือองค์กรที่ให้บริการ บริษัท เดียวอาจใช้งานได้ทุกที่ระหว่าง 100 กิโลวัตต์ (kW) ถึง 500 กิโลวัตต์ นี่ก็เพียงพอแล้วที่จะให้พลังงานกับเซิร์ฟเวอร์หลายร้อยถึงสองสามพันเซิร์ฟเวอร์ขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาใช้อย่างมีประสิทธิภาพ
ศูนย์ข้อมูลขนาดกลางสามารถใช้พลังงาน 1 ถึง 5 เมกะวัตต์ (MW) หนึ่งเมกะวัตต์เท่ากับ 1,000 กิโลวัตต์ดังนั้นนี่เป็นการก้าวกระโดดที่สำคัญอยู่แล้ว ศูนย์ข้อมูลเหล่านี้สามารถโฮสต์เครื่องจักรเสมือนจริงหรือเว็บไซต์หลายหมื่นรายการ
สิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ที่เป็นเจ้าของโดยผู้ให้บริการคลาวด์หรือ บริษัท ขนาดใหญ่สามารถใช้พลังงานได้ 10 เมกะวัตต์ถึง 100 เมกะวัตต์ เพื่อให้สิ่งนี้ในมุมมอง 100 MW นั้นมีพลังงานประมาณเท่ากันที่ใช้โดยบ้านเฉลี่ย 100,000 หลังในสหรัฐอเมริกา Facebook, Google และ Microsoft ดำเนินการศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ดังกล่าวซึ่งมักขับเคลื่อนโดยโครงสร้างพื้นฐานที่สร้างขึ้นเองและแหล่งพลังงานหมุนเวียน
เพื่อให้เข้าใจว่าศูนย์ข้อมูลใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมมักอ้างถึงตัวชี้วัดที่เรียกว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) นี่คืออัตราส่วนของพลังงานสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมดต่อพลังงานที่ใช้โดยอุปกรณ์ไอทีเพียงอย่างเดียว
PUE = กำลังไฟสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมด / อุปกรณ์ไอที
PUE ของ 1.0 เหมาะอย่างยิ่งและหมายถึงวัตต์ทุกตัวใช้สำหรับการคำนวณ
PUE 1.5 หมายความว่าสำหรับพลังงานทุกวัตต์ของมันจะใช้อีก 0.5 วัตต์สำหรับการระบายความร้อนแสงหรือฟังก์ชั่นอื่น ๆ
ศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยประหยัดพลังงานมักจะมี PUEs ใกล้เคียงกับ 1.1 หรือ 1.2 ในขณะที่สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอายุมากกว่าหรือมีประสิทธิภาพอาจมี PUES สูงกว่า 2.0
มาทำลายองค์ประกอบหลักที่มีผลต่อปริมาณพลังงานที่ศูนย์ข้อมูลบริโภค
เซิร์ฟเวอร์มากขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็กเพิ่มความต้องการทั้งกำลังการคำนวณและการระบายความร้อน ชั้นวางความหนาแน่นสูงอาจวาด 10-20 kW หรือมากกว่าในขณะที่หนึ่งความหนาแน่นต่ำอาจใช้เพียง 2-4 kW
การระบายความร้อนเป็นหนึ่งในพลังงานที่ไม่ใช่ IT ที่ใหญ่ที่สุดในศูนย์ข้อมูล เครื่องปรับอากาศแบบดั้งเดิมนั้นใช้พลังงานมากในขณะที่เทคนิคที่ทันสมัยเช่นการระบายความร้อนของเหลวหรือการระบายความร้อนด้วยอากาศฟรี (ซึ่งใช้อากาศภายนอก) สามารถลดความต้องการพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ
การจำลองเสมือนช่วยให้หลายแอปพลิเคชันสามารถทำงานบนเครื่องทางกายภาพน้อยลงลดฮาร์ดแวร์โดยรวมและการใช้พลังงาน ศูนย์ข้อมูลที่ใช้ประโยชน์จากการจำลองเสมือนได้ดีขึ้นมักจะใช้พลังงานน้อยลงต่องานคอมพิวเตอร์
เซิร์ฟเวอร์รุ่นเก่าและอุปกรณ์เครือข่ายมักใช้พลังงานมากขึ้นและให้ความร้อนมากกว่าเครื่องจักรที่ทันสมัยและประหยัดพลังงาน การอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐานสามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ
ศูนย์ข้อมูลในสภาพอากาศที่เย็นกว่าอาจต้องใช้พลังงานน้อยลงสำหรับการระบายความร้อน นั่นเป็นเหตุผลที่ศูนย์ข้อมูลหลายแห่งตั้งอยู่ในสถานที่ต่าง ๆ เช่นไอซ์แลนด์หรือสแกนดิเนเวียซึ่งสามารถใช้อากาศภายนอกเพื่อทำให้เซิร์ฟเวอร์เย็นลงได้เกือบตลอดทั้งปี
เพื่อให้เข้าใจขนาดของการใช้พลังงานได้ดีขึ้นนี่คือตัวอย่างสองสามตัวอย่าง:
ศูนย์ข้อมูลของ Google : Google รายงานโดยใช้ไฟฟ้าประมาณ 5.6 Terawatt-Hours (TWH) ในปีเดียวเพื่อเพิ่มพลังงานจากศูนย์ข้อมูลทั่วโลก นั่นเทียบได้กับการใช้ไฟฟ้าประจำปีของประเทศขนาดกลาง
Facebook (Meta) : ศูนย์ข้อมูลของ Facebook ใช้เวลาประมาณ 3-4 เมกะวัตต์ต่ออาคารและวิทยาเขตขนาดใหญ่อาจมีอาคารหลายหลัง
วิทยาเขต Data Center Hyperscale : วิทยาเขต Hyperscale เดียวสามารถมีโหลดทั้งหมด 50 MW หรือมากกว่านั้นเพียงพอที่จะให้พลังงานทั้งเมือง
พลังงานเป็นหนึ่งในค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับศูนย์ข้อมูลซึ่งมักจะเป็นอันดับสองรองจากพนักงาน พลังงาน MW เดียวมีค่าใช้จ่ายประมาณ $ 700,000 ถึง $ 1 ล้านต่อปีขึ้นอยู่กับราคาพลังงานในท้องถิ่นและประสิทธิภาพของโรงงาน
สำหรับศูนย์ข้อมูล 10 MW สิ่งนี้แปลเป็น 7 ล้านดอลลาร์ถึง 10 ล้านดอลลาร์ต่อปีในค่าไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการลดการใช้พลังงานแม้ในเปอร์เซ็นต์เล็กน้อยสามารถนำไปสู่การออมจำนวนมหาศาล
ด้วยความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการปล่อยคาร์บอนศูนย์ข้อมูลจึงอยู่ภายใต้แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นเพื่อให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น หลาย บริษัท กำลังลงทุนใน:
พลังงานทดแทน : Google, Amazon และ Microsoft มุ่งมั่นที่จะเพิ่มพลังให้กับศูนย์ข้อมูลด้วยพลังงานหมุนเวียน 100% ผ่านลมพลังงานแสงอาทิตย์และไฮโดร
การชดเชยคาร์บอน : บาง บริษัท ซื้อเครดิตคาร์บอนเพื่อชดเชยการปล่อยมลพิษ
การออกแบบที่ประหยัดพลังงาน : ศูนย์ข้อมูลใหม่ถูกสร้างขึ้นด้วยการออกแบบที่มีค่าต่ำระบบการไหลเวียนของอากาศที่ดีขึ้นและเทคโนโลยีการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ศูนย์ข้อมูลยังทำการทดลองกับการจัดการพลังงานที่ใช้ AI โดยใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายพลังงานและการระบายความร้อนตามความต้องการปริมาณงาน
ความต้องการทั่วโลกสำหรับการจัดเก็บข้อมูลคลาวด์คอมพิวติ้งและปัญญาประดิษฐ์กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้ศูนย์ข้อมูลจะยังคงขยายและใช้พลังงานมากขึ้น
จากข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ศูนย์ข้อมูลทั่วโลกใช้ไฟฟ้าประมาณ 200 TWH ในปี 2565 และจำนวนนี้คาดว่าจะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเพิ่มขึ้นของ AI และการคำนวณประสิทธิภาพสูง (HPC)
เทคโนโลยีใหม่และการออกแบบที่ชาญฉลาดจะมีความสำคัญในการปรับสมดุลความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นกับเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน
ดังนั้นศูนย์ข้อมูลต้องการพลังงานเท่าไหร่? คำตอบขึ้นอยู่กับขนาดและวัตถุประสงค์ของสิ่งอำนวยความสะดวก แต่มันสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายร้อยกิโลวัตต์ในการตั้งค่าขนาดเล็กไปจนถึง 100 เมกะวัตต์ในวิทยาเขตที่มีระดับสูง พลังงานไม่ได้เกี่ยวกับการทำให้เซิร์ฟเวอร์ทำงานได้ - มันยังจำเป็นสำหรับการระบายความร้อนการกระจายพลังงานและการดำเนินงานด้านสิ่งอำนวยความสะดวก
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับบริการดิจิทัลศูนย์ข้อมูลจะกลายเป็นพลังงานที่เข้มข้นมากขึ้นในอนาคต อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าในประสิทธิภาพการใช้พลังงานการรวมพลังงานทดแทนและการจัดการโครงสร้างพื้นฐานที่ชาญฉลาดกำลังช่วยศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยลดรอยเท้าด้านสิ่งแวดล้อมในขณะที่ตอบสนองความต้องการด้านคอมพิวเตอร์ทั่วโลก
การทำความเข้าใจพลวัตพลังงานของศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีผู้นำธุรกิจและผู้กำหนดนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม ไม่ว่าคุณจะสร้างฟาร์มเซิร์ฟเวอร์หรือใช้บริการคลาวด์ไฟฟ้าที่มองไม่เห็นซึ่งเป็นพลังของโลกดิจิตอลของเราเป็นส่วนสำคัญของภูมิทัศน์พลังงานระดับโลก
