From Meson Network
Khi nền kinh tế kỹ thuật số phát triển, các trung tâm dữ liệu đã trở thành nhu cầu thiết yếu, là cơ sở hạ tầng cốt lõi cho cuộc sống hiện đại. Theo Định luật Moore, các trung tâm dữ liệu lớn sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn khi quá trình truyền dữ liệu tăng lên. Nhưng đồng thời thế giới đang bị đe dọa bởi biến đổi khí hậu, và các trung tâm dữ liệu đang đẩy nhanh sự suy thoái môi trường của chúng ta.
Thông qua việc tìm hiểu kỹ lưỡng các tạp chí đánh giá ngang hàng và nỗ lực kiểm soát sự nóng lên toàn cầu trên toàn thế giới, nhóm MESON đã đề xuất Data Center Carbon Credit(DCCC) như một phương tiện hỗ trợ giao dịch carbon của trung tâm dữ liệu. Mạng MESON có thể tận dụng tốt hơn kho tài nguyên nhàn rỗi và điều phối tài nguyên băng thông xuyên biên giới, khu vực và dự án thông qua các ưu đãi mã thông báo. Nó cũng khuyến khích việc xây dựng các trung tâm dữ liệu lớn. Meson là một nền tảng hiệu quả giúp trao quyền cho các trung tâm dữ liệu toàn cầu để đáp ứng sự phát triển của công nghệ hiện đại, nhu cầu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải.
Trung tâm dữ liệu có thể được coi là “bộ não” của Internet. Vai trò của họ là xử lý, lưu trữ và truyền đạt dữ liệu đằng sau vô số các dịch vụ thông tin mà chúng ta dựa vào hàng ngày, cho dù đó là phát trực tuyến video, email, mạng xã hội hay máy tính khoa học. Các dịch vụ kỹ thuật số là lý do chính cho sự gia tăng sử dụng năng lượng. Nhu cầu về các dịch vụ kỹ thuật số đang tăng đều đặn, kéo theo sự phát triển của cơ sở hạ tầng. Khi cơ sở hạ tầng tăng lên, nhu cầu năng lượng cũng từ đó mà tăng theo.
Các trung tâm dữ liệu đang sử dụng ước tính khoảng 200 terawatt giờ (TWh) mỗi năm. Con số đó nhiều hơn mức tiêu thụ năng lượng quốc gia của các nước như Iran, một nửa lượng điện tiêu thụ giao thông toàn cầu và 1% nhu cầu điện toàn cầu. Nhìn chung, các trung tâm dữ liệu đóng góp khoảng 0,3% lượng khí thải carbon toàn cầu.
Lượng khí thải carbon của ngành Công nghệ thông tin và Truyền thông (ICT) đang ngang bằng với lượng khí thải từ nhiên liệu của ngành hàng không.
Một trong những điều đáng lo ngại nhất là dự đoán rằng việc sử dụng điện bởi ICT sẽ vượt quá 20% lượng điện tiêu thụ toàn cầu vào thời điểm một đứa trẻ sinh ra ngày nay đến tuổi vị thành niên, và các trung tâm dữ liệu sử dụng hơn một phần ba số đó.
Máy chủ sẽ là mục tiêu sử dụng chính và hầu hết trong số đó sẽ được tích hợp vào trung tâm dữ liệu siêu cấp.
Nhiều báo cáo về việc tiêu thụ năng lượng đã được công bố trong vài năm qua. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) báo cáo rằng khối lượng dữ liệu cần xử lí và lưu lượng truy cập internet sẽ tăng gấp đôi vào năm 2021, tuy nhiên nhu cầu năng lượng của các trung tâm dữ liệu sẽ không thay đổi do hiệu quả tăng lên.
Tuy nhiên, một số báo cáo đã bác bỏ tuyên bố này. Uptime Institute Intelligence tin rằng sẽ có những yếu tố mạnh mẽ thúc đẩy mức tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu. Một số báo cáo thậm chí còn mâu thuẫn với dữ liệu của IEA.
Lấy ví dụ: IEA đã báo cáo rằng mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới là 197,8 TWh vào năm 2018, giảm nhẹ vào năm 2021. Nhưng Dự án Điều phối Hiệu quả Nguồn lực của Liên minh Châu Âu (EURECA) cho biết các trung tâm dữ liệu Châu Âu đã tiêu thụ 130 TWh vào năm 2017 vừa qua, trong khi Greenpeace ước tính rằng các trung tâm dữ liệu của Trung Quốc đã tiêu thụ 160 TWh vào năm 2018. Điều này có nghĩa là riêng Trung Quốc và Châu Âu đã tiêu thụ 290 TWh, cao hơn nhiều so với dữ liệu do IEA cung cấp.（https://journal.uptimeinstitute.com/data-center-energy-use-goes-up-and-up/)。
Ở Mỹ, các trung tâm dữ liệu đang có lợi nhuận giảm dần, điều này có thể hạn chế tác động của việc tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, ở cấp trung tâm dữ liệu, các phương pháp hay nhất như ngăn lối đi nóng / lạnh, lắp đặt các tấm trống và nâng cao nhiệt độ ở các điểm đặt đã được triển khai rộng rãi; Điều này có thể thấy qua sự sụt giảm đáng kể về hiệu quả sử dụng điện (PUE) từ năm 2011 đến năm 2014. Tuy nhiên, kể từ năm 2014, PUE không giảm nhiều. Vào năm 2019, sự gia tăng nhẹ về PUE trung bình hàng năm được báo cáo bởi những người trả lời cuộc khảo sát trung tâm dữ liệu toàn cầu. Tương tự, với phần cứng CNTT, định luật Moore đã chậm lại. Các máy chủ mới hơn không duy trì các cải tiến hiệu quả giống như trước đây.
Nếu việc tối ưu hóa phần cứng đang mang lại lợi nhuận giảm dần, thì tối ưu hóa trong hệ thống phân phối tài nguyên là nguồn chính để cải thiện hiệu quả trong tương lai.
Uptime Institute kỳ vọng sự tăng trưởng mạnh mẽ trong lĩnh vực CNTT sẽ được duy trì trong 5 năm tới, dựa trên khuôn mẫu nhu cầu và các công nghệ hiện có đang được áp dụng trên quy mô lớn.
Ngoài nhu cầu từ cloud, trung tâm cho thuê máy chủ và trung tâm dữ liệu doanh nghiệp, 5G là một lĩnh vực đang phát triển khác đòi hỏi cơ sở hạ tầng quy mô lớn.
Mặc dù sẽ mất một vài năm để 5G hoàn thiện và trở nên phổ biến, nhưng nhiều người dự đoán rằng việc triển khai 5G về cơ bản sẽ đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng dữ liệu, với các loại dịch vụ kỹ thuật số mới trong các lĩnh vực như thành phố thông minh, IoT và giao thông vận tải.
Băng thông lớn hơn so với 4G sẽ dẫn đến nhu cầu ngày càng tăng đối với nội dung có độ phân giải cao hơn và các định dạng phương tiện phong phú hơn (ví dụ: thực tế ảo) bắt đầu từ năm 2021.
Các phương tiện truyền thông xã hội cũng góp phần vào sự phát triển bùng nổ của việc sử dụng năng lượng. Nghiên cứu của Uptime Intelligence cho thấy mỗi khi một hình ảnh được đăng trên Instagram bởi ngôi sao bóng đá người Bồ Đào Nha Cristiano Ronaldo (người có nhiều người theo dõi nhất tại thời điểm viết bài), hơn 188 triệu người theo dõi của anh ấy tiêu tốn hơn 24 megawatt giờ ( MWh) năng lượng để xem nó.
Việc phát nội dung trực tuyến đã chiếm tỷ trọng lớn nhất trong lưu lượng truy cập internet toàn cầu, đã trở thành đầu tàu thu hút năng lượng của internet. Phát trực tuyến phim độ phân giải cao (HD) kéo dài 2,5 giờ tiêu thụ 1 kilowatt giờ (kWh) năng lượng, nhưng đối với truyền trực tuyến 4K (Ultra HD) - dự kiến sẽ trở thành xu hướng phổ biến hơn vào năm 2021 - con số này sẽ gần hơn với 3 kWh(tăng gấp 3 lần). Việc tận dụng tối đa nguồn tài nguyên băng thông dữ liệu hiện có trên toàn cầu cũng có thể giảm thiểu lượng khí thải carbon toàn cầu của các trung tâm dữ liệu. Cách khả thi nhất lúc này là xây dựng các hệ thống phân tán hiệu quả hơn để phân bổ tài nguyên băng thông.
Meson Network đang thiết kế một giao thức đáp ứng cả nhu cầu của trung tâm dữ liệu và nhu cầu giảm lượng khí thải carbon toàn cầu.
Các trung tâm dữ liệu tạo ra lượng khí thải carbon trong suốt vòng đời của chúng. Trong quá trình xây dựng, các trung tâm dữ liệu đã tiêu thụ nguyên liệu thô (chẳng hạn như thép, xi măng, v.v.),việc phá hủy tài nguyên thiên nhiên của đất đai và thảm thực vật địa phương, có thể được tóm tắt thành lượng khí thải carbon của việc xây dựng tòa nhà, tuân theo các tiêu chuẩn của các quốc gia khác nhau.
Ngoài ra, các trung tâm dữ liệu cũng tiêu thụ năng lượng ở một số khía cạnh trong quá trình hoạt động, từ thiết bị CNTT, hệ thống làm mát, chiếu sáng và các bộ phận phụ trợ khác.
Máy chủ hoạt động cần phải được giữ trong một giới hạn nhiệt độ do nhiệt độ liên tục sinh ra từ máy tính. Hệ thống làm mát rất cần thiết vì nó giảm nhiệt độ và bảo đảm an toàn cho toàn bộ hoạt động. Đối với chỉ số hiệu quả của trung tâm dữ liệu, có một hệ thống thông số được gọi là PUE:
Hiệu quả sử dụng điện (PUE):Nó là một số liệu thường được sử dụng để mô tả hiệu quả của các trung tâm dữ liệu. Nó liên hệ tổng mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu với mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị CNTT: PUE = (tổng mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu) / (mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị CNTT)
Đối với hệ thống làm mát, có ba giải pháp chính:
Tổng quan về các hệ thống làm mát khác nhau cho trung tâm dữ liệu
Hệ thống làm mát dựa trên không khí: Trong các hệ thống này, không khí mát được cung cấp cho các phòng máy chủ. Các giá đỡ máy chủ thường được bố trí ở các lối đi được gọi là 'lạnh' và 'nóng', để kiểm soát luồng không khí và loại bỏ sự trộn lẫn của không khí lạnh và nóng. Do nhiệt dung và hệ số truyền nhiệt thấp, không khí không phải là phương tiện truyền nhiệt tốt, dẫn đến tiêu thụ nhiều năng lượng, hạn chế về cách đặt máy chủ và nhiệt độ thải nhiệt tương đối thấp.
Hệ thống làm mát dựa trên chất lỏng: Sử dụng chất lỏng như nước để tản nhiệt. Điều này có thể được thực hiện bằng cách luân chuyển nước trong các kênh nhỏ và trao đổi nhiệt trong các bộ trao đổi nhiệt tấm lạnh tiếp xúc trực tiếp với các thành phần của máy chủ. Nước và chất lỏng nói chung có đặc tính truyền nhiệt tốt hơn đáng kể so với không khí. Hệ thống làm mát dựa trên chất lỏng cho phép các trung tâm dữ liệu nhỏ gọn hơn, giảm sử dụng năng lượng để làm mát và nhiệt độ thải nhiệt cao hơn.
Làm mát hai pha: là một dạng công nghệ làm mát trung tâm dữ liệu mới nổi. Tại đây, chất làm mát lỏng bay hơi trong bộ trao đổi nhiệt tấm lạnh và năng lượng tiêu tán được lưu trữ dưới dạng nhiệt tiềm ẩn. Điều này cho phép các thông lượng nhiệt lớn hơn, và nhiệt độ trở lại chất làm mát và làm cho các hệ thống có mật độ tính toán cao hơn có thể.
Tập trung vào thông số tiêu thụ năng lượng cốt lõi của PUE, chúng tôi hy vọng sẽ khuyến khích thế giới xây dựng, sử dụng và nâng cấp các trung tâm dữ liệu thân thiện hơn với môi trường đồng thời hạn chế các nơi có cấu trúc năng lượng kém.
Do đó, Mạng lưới Meson đề xuất Data Center Carbon Credit(DCCC). Đối với các trung tâm dữ liệu không đáp ứng chỉ số PUE tiêu chuẩn, cần mua một lượng DCCC nhất định để bù đắp lượng khí thải carbon của chúng, trong khi đối với các nơi có PUE tốt hơn, DCCC có thể được bán trên thị trường thứ cấp.
Thông số thứ hai là tỷ lệ sử dụng. Tỷ lệ sử dụng của các trung tâm dữ liệu được xây dựng trên khắp thế giới rất khác nhau. Đối với các trung tâm dữ liệu có PUE tốt và tỷ lệ sử dụng thấp, các tài nguyên nhàn rỗi có thể được kết nối với các thị trường chia sẻ tài nguyên (chẳng hạn như MESON) để có được DCCC và các lợi ích bổ sung (Doanh thu, chẳng hạn như Tesla kiếm được khoảng 1,6 tỷ đô la thông qua bán tín dụng carbon) có thể thu được bằng cách bán DCCC. Các trung tâm dữ liệu có PUE kém cần phải mua DCCC từ thị trường hoặc chia sẻ tài nguyên nhàn rỗi để bù đắp chênh lệch trong DCCC.
Ngoài hai thông số nêu trên, một thông số quan trọng khác là cấu trúc năng lượng cung cấp cho trung tâm dữ liệu. Trong sự phát triển trong tương lai của DCCC, cấu trúc năng lượng của nguồn cung cấp điện cũng có thể trở thành một thông số quan trọng.
MESON sẽ trở thành thị trường đầu tiên hỗ trợ việc sử dụng DCCC. MESON cố gắng giải quyết vấn đề tài nguyên băng thông nhàn rỗi bằng cách xây dựng thị trường giao dịch và tổng hợp băng thông từ dưới lên.
Các thành phần(node) đáp ứng tiêu chuẩn PUE có thể đóng góp tài nguyên cho mạng MESON để thu được một lượng DCCC nhất định và các thành phần(node) không đáp ứng tiêu chuẩn PUE có thể đóng góp tài nguyên cho mạng MESON để lấy DCCC.
DCCC sẽ trở thành một tham số thiết yếu của tài nguyên giao dịch trong MESON. Các node đáp ứng tiêu chuẩn DCCC được ưu tiên trong thị trường giao dịch tài nguyên. Các node không đáp ứng tiêu chuẩn DCCC sẽ bị hạn chế thu nhập và xếp hạng. Chúng tôi hy vọng sẽ tạo ra một nền tảng cho thế giới và hy vọng rằng nền tảng này có thể đóng góp vào sự bền vững của nhân loại.
https://www.instagram.com/p/BpPovnsFcO9/
Cuộc tranh luận về việc liệu Bên cung hay Bên cầu nên trả phí cho lượng khí thải carbon đã và đang diễn ra. Các câu hỏi như: các công ty hàng không nên trả tiền cho lượng khí thải carbon hay hành khách? Nhà máy điện có nên trả tiền cho lượng khí thải carbon hay người sử dụng điện; Những người khai thác Bitcoin có nên trả tiền cho việc phát thải carbon hay những người sử dụng mạng? (Bitmex mua các khoản tín dụng carbon). Chúng tôi tin rằng cả hai đầu đều phải có trách nhiệm. Đối với phía cầu, sự khuyến khích tự nguyện là trọng tâm chính, và cần có những ràng buộc bắt buộc nhất định đối với phía cung.
Chúng tôi đề xuất thiết lập một thỏa thuận về giao dịch lượng khí thải carbon trong kích thước trung tâm dữ liệu, giới thiệu các chỉ số như PUE, tỷ lệ sử dụng và cấu trúc cung cấp điện, và sử dụng DCCC để thực hiện các phép đo cụ thể. Bản thân hiệp định vẫn đang trong giai đoạn đầu và chúng tôi hy vọng sẽ thu hút thêm nhiều người có lý tưởng cao cả tham gia vào quá trình thảo luận và quản lý hiệp định.
Tham gia tọa đàm:https://github.com/daqnext/DCCC