“碳达峰”和“碳中和”双碳目标的实现不仅有助于降低对环境的压力，同时也是实现可持续发展的必然要求。数字经济时代，数据中心已成为支撑数字经济高速发展的底座，其规模在迎来高速增长的同时也面临着低碳化的迫切要求。当前，控制数据中心能耗是践行双碳目标的重要方式。要推动社会经济整体节能减排，实现云与数据中心的绿色发展至关重要。
在前不久的2023英特尔可持续发展高峰论坛上，英特尔强调正在加快步伐携手众多生态伙伴，通过系统性变革、技术创新和全行业合作推进实现可持续发展目标，分享了从芯片、系统到软件的全面优化实践经验：最新发布的第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器，是英特尔迄今为止最具能效比的数据中心处理器。其内置的面向不同工作负载的加速器引擎，可带来平均2.9倍1的能效提升，对AI工作负载更能带来高达14倍2的能效提升。对于存量数据中心及基础设施，英特尔能够通过软件与工具优化为其提供有效的可持续发展新途径。其中，英特尔®智慧节能解决方案基于模块化的软件设计理念，可通过软件和AI模型进行预测和干预，进而提升整体运行能效。
中国联通采用英特尔智慧节能方案，推动数据中心节能减排
目前，中国联通的绿色化发展战略在数据中心领域已经广泛落地，有力地推动了低碳化发展目标的实现。为了进一步推动数据中心绿色发展进程，中国联通与英特尔于 2021 年开始合作，双方制定了整体的数据中心节能减排计划， 并从 5G 核心网开始探索，逐步扩展到大数据等领域，不断推进智慧节能方案的落地。双方将现阶段合作的重点放在服务器节能减排领域，并采用英特尔智慧节能方案更加精准、智慧地预测、控制服务器的能耗。该方案能够通过软件和人工智能 (AI) 模型对服务器能耗进行预测和干预，提高数据中心的运行能效，同时满足业务工作负载对于服务级别协议 (SLA) 的要求，且无需对应用进行更改。目前，该方案已经在实验室中，结合中国联通大数据等业务场景进行实验验证，被证明能够比基准方案节电最多28%3。
英特尔智慧节能方案，借助人工智能提升至强平台功耗性能
英特尔智慧节能方案是依托英特尔® 人工智能方案和服务器平台技术的节能减排方案，采用智能遥测 (Intelligent Telemetry)、基于 Chronos 的时序数据分析、英特尔® 至强® 平台级能效控制、基于容器运行时接口的资源管理器 (CRI-RM) 动态资源管理策略等构件，帮助提高数据中心的运行能效。
英特尔智慧节能方案架构图
英特尔智慧节能方案 AI 控制实现架构
英特尔智慧节能方案能够对英特尔® 至强® 可扩展处理器的各种运行指标进行智能遥测，在提供可视化监视支持的同时，将遥测数据输入到闭环控制逻辑之中，在操作系统层面、处理器能效级别、处理器能级状态进行细粒度控制，以针对不同场景提供更佳的能效控制。在单节点闭环控制的基础上，英特尔智慧节能方案能够便捷地扩展到集群闭环控制，有效提升数据中心的整体能效水平。
英特尔智慧节能方案
与传统服务器节能方案相比，英特尔智慧节能方案能够进行更加智慧的峰谷预测，在闲时支持更多冗余主机休眠，显著提升节能效果。英特尔智慧节能方案还可根据业务 SLA 进行智能调频，提供更细粒度控制，以及更多功耗控制抓手，在业务 SLA 要求与节能效果之 间实现更佳的平衡。
英特尔智慧节能方案提供更动态、更智能的能耗控制能力
英特尔智慧节能方案优化数据中心能耗，助力中国联通节能28.6%
中国联通在通信云资源池的 5G 网元、大数据等业务上，对业务数据、处理器占用率进行了分析。结果显示业务量与时间相关，且存在波峰波谷特性，在业务运行期间，可通过实时检测业务负载、业务质量指标的变化，来灵活调整服务器的运行状态，实施动态节能减排。基于英特尔智慧节能方案丰富的组件和集成的优化策略，中国联通从如下流程入手，提升节能减排效果：
在服务器运行过程中，利用英特尔智慧节能方案支持的众多组件对于服务器的各种运转状态进行智能遥测，将相关信息提供给闭环控制逻辑；
基于业务数据进行建模，由英特尔智慧节能方案提供的 API 接口对时间序列数据快速执行填充、缩放等操作，并开展自动特征生成；
实现超参数搜索，并根据预测目标检索出更佳超参数集，优化模型和数据处理工序并形成时间序列预测模型；
使用这一模型对实时业务数据进行推理（或进行效果评估和优化），获得最终的处理器占用率预测数据；
根据预测数据来进行基于 AI 的智能控制，使得 C/UFreq 紧密跟随工作负载变化，在节省更多功耗的同时，时延性能可以满足业务工作负载的 SLA 需求。
在前期，中国联通与英特尔针对 5GC 网元业务应用场景进行测试。如今，双方又针对大数据业务进行方案部署与测试验证。在中国联通大数据业务中，工作负载随时间有着明显的波动，波峰波谷差异较大，通过在波谷时采用节能措施，有望实现较为显著的节能效果。基于上述特征，中国联通设计了基于英特尔智慧节能方案的节能原型。该原型从批处理业务场景入手，首先利用负载峰谷时的场景特征，通过在波峰时使用默认高性能配置，波谷时使用自动低功耗配置，并根据需要设置 CPU cfreq 和 ufreq 等手段，达到节能效果。测试数据如图所示，英特尔智慧节能方案比基准方案节能28.6%4。这在很大程度上是由于英特尔智慧节能方案能够支持 Cfreq 自适应调节，而基准方案则一直保持高频，因此前者耗能远低于后者。
测试数据对比5
推衍到整体云资源池中，这一举措预计每年可直接节电数千万度，再加上数据中心既有PUE 方案带来的节能降耗，预计每年可减少二氧化碳排放数万吨。
英特尔与中国联通持续合作，共同践行数据中心绿色节能的承诺
基于英特尔智慧节能方案的中国联通节能减排策略实现了预期的成效，在不对数据中心进行硬件改造的前提下，双方显著降低了 5GC 网元、大数据业务中的服务器能耗，同时满足业务工作负载的 SLA 级别。得益于服务器的节能减排，并叠加其他节能措施，中国联通能够大范围、更大规模地提升节能减排水平，助力绿色数据中心建设。英特尔还发布了“英特尔绿色数据中心技术框架”，与客户和产业链共同推动数据中心绿色可持续发展。未来，中国联通与英特尔计划开展进一步合作，推动该方案在更多业务场景的扩展应用，持续增强节能水平。
点击下方小程序，详细了解《中国联通基于英特尔智慧节能方案推动数据中心节能减排》白皮书。
资料援引：
1 如下工作负载的几何平均值：RocksDB（IAA vs ZTD）、ClickHouse（IAA vs ZTD）、SPDK大型媒介与数据请求代理（DSA vs开箱即用）、图像分类ResNet-50（AMX vs VNNI）、物体识别SSD-ResNet-34（AMX vs VNNI）、QATzip（QAT vs zlib）。
2 英特尔®高级矩阵扩展（英特尔®AMX）加速器在物体识别SSD-RN-34（AMX vs FP32）的工作负载上带来的能效提升。
3、4、5 数据援引自中国联通内部测试结果。测试配置：2*英特尔® 至强® 金牌 5318N 处理器（24 核，2.1 GHz），512 GB 总内存，2*960 GB 固态盘，2*1.6 TB PCIe NVMe 固态盘，10*12 TB SATA 机械硬盘，双端口 1G 网卡，2*双端口 25 GE 网卡。本次测试的测试工具为 TPC-H Q21，测试数据为 240TB，使用英特尔智慧节能方案和基准配置分别运行一小时，记录各自能耗。由于在该测试中，每 2.5 分钟代表实际 1 小时，因此程序运行 1 小时可以模拟实际一天的场景。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。
英特尔、英特尔标识、以及其他英特尔商标是英特尔公司或其子公司在美国和/或其他国家的商标。
© 英特尔公司版权所有。
* 文中涉及的其它名称及商标属于各自所有者资产