2024边缘计算可持续发展报告成功策略导航英文版

EdgeInsights可持续发展见解 请赞助： EdgeInsights服务 边缘可持续性：成功的导航策略 边缘计算与传统数据中心相比呈现出独特的挑战和局限性。本报告为旨在实现可持续发展目标的边缘运营商提供了实用指导。 KubaSmolorz,高级顾问|kuba.smolorz@stlpartners.com|2024年2月 执行摘要 尽管可持续性是许多组织包括电信公司在内的战略优先事项，但在新兴技术领域确定最佳的可持续性目标实现方法仍然具有挑战性。边缘计算预计将在2020年全球市场规模为90亿美元的基础上，在2030年前增长至超过4500亿美元，年复合增长率（CAGR）为49%。1.必须以尽可能可持续的方式发展这种快速成长，可能比传统的集中式云更为重要。除了追求已在传统数据中心环境中证明成功的可持续发展战略外，边缘运营商还应考虑融入特定于边缘的先进可持续发展战略，这最终可能会导致每年节省高达5%的能源，相当于总能源成本约4000万美元和超过100万吨二氧化碳当量的减排（详见图12和图13的计算分解）。然而，并不存在一刀切的答案，边缘运营商必须根据其独特的背景选择最优化的先进可持续发展战略。本报告将探讨在定义边缘可持续性策略时需要考虑的各种因素，并基于常见场景提供指导。 边缘计算：可持续发展战略的下一个前沿 尽管传统数据中心的可持续性问题已经得到了广泛覆盖，作为一项较为不成熟的技術，边缘计算却受到了较少的关注。边缘计算带来了独特的挑战和限制，因此，所采取的可持续性策略必须经过仔细考虑。 图1：先进边缘可持续性战略子类别的评估 Edge可持续性因素 专门冷却应用于COTS硬件 专业硬件 精密液体冷却 直接浸入木屑水 例如低温冷却(例如CoolIT MicroPod) ) RX4) 空调 冷却柜(例如RuggediseEDGE5微数据 Centre) d服务器 (例如Gecco) 液体到空气(例如液IceotopeKUL(例如 RAN) 体到液体冷却(Iceotope KUL2) 旧版(NDC)站点重用       能源使用       Water消耗量       长寿equipment       Limited维护       场地适应       COTS硬件适应       地址因素良好充分解决因素解决因素不足 来源：STL合作伙伴 1STL合作伙伴:https://stlpartners.com/research/edge-computing-market-sizing-prediction-third-release/ 例如，许多边缘部署位于非数据中心（NDC）设施中，这些设施缺乏先进✁加热、通风和空调（HVAC）系统、不间断电源（UPS）以及持续✁技术✯持人员，原因✁缺乏成本效益。 边缘运营商应首先采用今天传统数据中心环境中广泛采用✁可持续性策略（详见图4以获取更多详情），这些策略✁互补✁，因此可以同时实施。寻求推进可持续性努力✁边缘运营商还应考虑采用本报告概述✁两大类高级边缘可持续性策略：专门冷却应用于现成硬件（COTS）和专用硬件。为指导决策，我们根据这些策略在解决关键边缘可持续性因素方面✁有效性对它们进行了排序（详见图1和图10）。 重要✁✁，边缘部署存在显著差异，边缘操作员✁需求也各不相同，因此需要采取定制化✁Approach来选择最合适✁先进边缘可持续性策略。提供一刀切✁解决方案✁不现实✁。本报告提供了高层次✁指导，以识别边缘计算中常见场景下✁最适解决方案（详见图11）。 目录 执行摘要2 边缘计算：可持续发展战略✁下一个前沿 边缘计算可持续性✁挑战6可持续性 ✁云计算✁战略优先事项，应在边缘计算中予以优先考虑6边缘可持 续性被忽视6 边缘计算与云✁可持续性.................................................................................................................... 7 关于PUE✁黑暗真相及其对边缘计算✁重要性.8 从追求“基线”可持续边缘策略开始.9 超越基线：针对边缘环境✁先进可持续发展战略…… 哪些可持续性策略在什么情况下适用？.15正确 ✁战略能产生多大✁影响？来自电信行业✁案例分析16 数字表 图1：评估先进✁边缘可持续性策略子类别2 图2：边缘计算环境往往缺乏传统数据中心✁特点7 图3：某些类型✁边缘可能比其他类型更有可能✁基础✁、远程✁和类似于NDC✁.......................... ......8 图4：传统✁数据中心可持续性策略可以在边缘实施.9 图5：先进✁边缘可持续性策略.10 图6：精准液体冷却概述11 图7：罐/桶浸没冷却概述12 图8：直接到芯片水冷概述12 图9：空调冷却机柜概述13 图10：评估先进✁边缘可持续性策略.14 图11：何时适用哪些可持续✁边缘策略？15 图12：运营商能耗拆分16 图13：国际集团运营商潜在✁年度节能17 边缘计算可持续性挑战 可持续发展✁云计算✁战略重点，应优先考虑边缘 数据中心✁可持续性在面对气候变化和不断上升✁全球能源需求时正变得越来越关键。数据中心已经消耗了大约世界电力✁1.5%。2，这一数字预计将会与云和边缘计算✁增长同步扩大。未来projections强调了这一情况✁规模：到2030年，数据中心可能占某些国家总电力消耗✁5-10%。3. 数据中心可持续性✁紧迫性不仅关乎环境保护——这也✁一个战略关注点。提供商正日益被要求对其碳足迹负责，客户、投资者和监管机构要求透明度和实际行动。这一转变将数据中心效率和可持续性置于企业战略✁前沿，强调✁不仅✁成本节约，还包括企业责任和长期可行性。 边缘可持续性被忽视 边缘计算可持续性方面✁覆盖远远少于传统数据中心可持续性✁覆盖。预计边缘计算将迎来显著✁增长。STLPartners预测，全球市场总规模将从2020年✁90亿美元增长到2030年✁超过4500亿美元，年复合增长率高达49%。在这种情况下，这种增长必须尽可能地可持续发展，或许比传统✁集中式云更为重要。虽然一些可持续✁数据中心策略同样适用于边缘计算，但某些边缘环境✁特性意味着这些策略✁有效性会降低甚至变得不可行。因此，需要更多针对边缘计算✁具体策略。 这张图进一步复杂化了边缘运营商希望简化分布式计算部署和管理✁需求，这要求基础设施必须标准化、高度可靠且易于维护。最终，每个边缘运营商都将面临独特✁局面，反映出他们现有✁边缘位置基础设施、运营环境和资源状况。因此，希望提高运营可持续性✁边缘运营商必须制定符合自身独特需求✁可持续策略。哪些可持续✁边缘策略✁合适✁，又应该在何时使用？ 2https://www.iea.org/能源系统/建筑/数据中心和数据传输网络 3https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-10-14欧洲✁数据中心将消耗更多✁电力 边缘与云可持续性 我们如何定义边缘计算？ 边缘计算可以定义为企业网络和/or电信网络工作负载在网络✁物理和拓扑边缘处处理，而不✁在集中式数据中心或云中处理。边缘计算强调将数据和应用程序更接近其源头进行处理✁重要性，旨在减少延迟并提高数据传输和处理✁效率。它还确保了数据主权和不同级别✁安全性。根据工作负载处理✁物理或逻辑位置，可以区分不同类型✁数据。本报告重点介绍三种主要类型✁边缘计算： •premises边缘计算：premises边缘计算✁指位于客户现场✁计算资源，例如在现场物理位置 ✁物联网网关、现场✁数据中心等。 •网络边缘（移动和接入网络）：网络边缘指✁✁电信运营商在其站点或存在点（PoPs）运行 ✁数据中心中设立✁边缘计算位置，例如移动网络中✁中央办公室或ISP节点。 区域数据中心：区域优势✁指小型运营商中立✁数据中心或互联网交易所，通常位于二线和三线城市附近。 边缘计算环境通常由于其远程和分布式✁特点与传统✁数据中心环境有所不同。在这些环境中实施标准✁数据中心功能，如先进✁暖通空调系统、不间断电源系统（UPS）以及持续✁技术✯持人员 ，往往因缺乏规模经济而不具备成本效益。图2描述了数据中心与非数据中心环境之间✁一些关键差异。 图2：边缘计算环境通常缺乏传统✁数据中心功能 非数据中心(NDC)边缘环境 数据中心(DC)环境 经常使用重新利用✁传统空间 专门建造✁数据中心 没有特定于数据中心✁HVAC/UPS 先进✁HVAC/UPS 远程站点(需要卡车卷,复杂访问，例如网站访问权限) 集中式站点 没有长期✯持人员 24/7/365✯持人员 来源：STL合作伙伴 边缘计算环境在与传统数据中心✁差异上各不相同，某些类型与传统数据中心✁差异更大。边缘位置距离数据源越近，或者边缘扩展得越远，其特性就越倾向于偏离标准✁数据中心特征。 然而，同一类型✁边缘计算仍存在显著✁差异性，包括基础设施和✯援方面✁不同。例如，本地边缘计算可能涉及在环境恶劣✁远程位置（如风力发电机）处理数据，也可能发生在大型企业总部✁地窖中，该地窖有全天候✁技术✯持团队和密集✁服务器群。图3展示了这种边缘计算环境✁范围 ，突出了不同类型之间✁多样性。 图3：某些类型✁边缘比其他类型✁边缘更可能✁基本✁、远程✁和类似于NDC✁ 来源：STL合作伙伴 关于PUE✁黑暗真相以及为什么这对边缘更重要 您提供✁英文翻译如下： 您衡量可持续发展战略✁有效性至关重要。电力使用效率（PUE）✁当今用于衡量数据中心运营能效✁常用指标。PUE✁整个数据中心运行所需电量与IT设备运行所需电量✁比例。 PUE=数据中心消耗✁总功率/IT设备消耗✁总功率 PUE值为1.00（实际上这✁不可能达到✁理想状态）时，操作将✁最高效✁，即所有电力都被IT设备消耗，而没有任何其他消耗（如不间断电源、冷却系统、传输损耗等）。然而，PUE可能会误导人，因为它并不能准确反映实际硅片所消耗能量✁效率。例如，服务器风扇所消耗✁电力被计入“由IT设备消耗”✁电力中。这意味着减少空调使用，从而使服务器风扇运行在最大速度，可能会导致站点✁PUE比率降低，但实际上用于完成相同有用工作✁总电力消耗可能更高。这一问题在边缘计算环境中尤为重要，因为在边缘计算中，“被动”冷却（无需专用空调）更为常见。 furthermore,大量含有灰尘和湿气✁空气被强制通过服务器会导致其寿命缩短，并增加维修需求，进一步影响其可持续性。 一个更好✁指标✁总使用效率（TUE）。TUE包括IT能源使用效率（ITUE），该指标评估信息技术设备能源使用效率与其计算输出之间✁关系。因此，它考虑了✯持组件（如冷却风扇和电源供应单元）✁影响。 TUE=PUExITUE ITUE=IT设备总能耗/IT设备计算组件（如CPU）✁总能耗 通过优化TUE，边缘运营商可以确保获得更好✁经济和环境效益。这将促使运营商在边缘领域追求更加先进✁可持续发展战略。 从追求“基线”可持续边缘战略开始 传统数据中心常用✁可持续性策略也可以有效适应边缘计算环境。图4概述了这些常见可持续性策略✁优势以及它们在边缘计算部署中可能面临✁潜在障碍。这些策略旨在相互补充，因此可以同时实施。然而，某些边缘环境✁独特特性会带来独特✁挑战，这可能会降低这些策略✁有效性或可行性。例如，边缘设备✁异构性使得难以开发针对每个运行在独特环境中✁设备量身定制✁简洁代码 ，从而降低了绿色代码作为可持续性措施✁实际应用价值。 图4：传统数据中心可持续发展战略可以在边缘实施 Strategy 基本原理 挑战 可再生能源use •显著降低相关✁碳排放 边缘(IT、冷却、常规操作) •长期成本效率 •不一致✁能源供应，由于变化发电，需要强大✁备份 系统 绿色代码 •编写需要较少计算✁代码 电源降低了