全球计算价值链中,芯片层级的能源效率至关重要。尽管移动和固定接入网络(占全球能源消耗1.1%)以及云数据中心(占1.3%)在全球能源消耗中占比不高,但它们是计算基础设施的基础,对能源效率的改进具有直接影响。
核心数据:
- 移动和固定接入网络:占全球能源消耗1.1%,占全球CO2排放0.3%
- 云数据中心:占全球能源消耗1.3%,占全球CO2排放0.3%
- 全球电力使用量:约27,000太瓦时/年
- 全球电力使用量预计年增长:约6%
关键观点:
- 芯片层级的改进:芯片组是计算的基础,通过动态处理能力、灵活核心、加速器等技术优化能源效率。这些改进直接影响接入网络和云运营商的能源足迹。
- 净零目标:到2050年实现净零排放需要每个十年减少50%的CO2排放,而2030年将是减排的关键时期。
- 全栈减排:电信行业的减排需要涵盖计算、网络运营和服务使用等所有层级。目前,大部分注意力集中在网络效率上,而计算部分的重要性不容忽视。
研究结论:
- 升级周期:运营商的运营支出中,能源占比20-40%,其中无线接入网络(RAN)占75%。优先升级RAN对业务有直接影响,虚拟化5G工作负载可通过优化vRAN架构和降低CU、DU组件能耗实现效率提升。
- 整体方法:减少能耗需要综合考虑2G/3G网络退网、5G RAN和核心设备硬件升级、AI驱动的睡眠状态、高效冷却以及站点选择等因素。
- 未来趋势:为达到净零目标,需要在网络设计和规划阶段就“嵌入”能源节约措施,这对5G-Advanced(5.5G)和6G网络尤为重要。
- 数据中心能耗:虽然数据中心占全球能源消耗1.3%,但可再生能源的使用使其CO2足迹较低。然而,随着5G、光纤、流媒体和扩展现实(XR)服务的增长,预计到2030年能耗将上升至1.5%。芯片升级和容器化设计是关键。
- 可再生能源:数据中心运营商正快速转向可再生能源,如Microsoft和AWS均承诺2025年实现100%可再生能源使用。通过电力购买协议(PPA)获取可再生能源对弥补地域差异尤为重要。