電子發燒友網報道（文/周凱揚）“綠色化”已經成為一種上升的趨勢，無論是清潔能源、設備回收、綠色建筑等，都是為了保護環境做出的選擇，甚至有慢慢成為首選的趨勢。計算產業也不例外，為了減少技術對環境的影響，提高計算的能效，綠色計算可以說是必行之路。

在IBM的詮釋中，綠色計算是在設計、制造和使用計算機、芯片等其他外圍設備的同時，限制對環境的有害影響，包括減少來自制造商、數據中心和終端用戶的消耗能源和碳排放。鑒于落實到用戶身上需要更加復雜的舉措，所以大部分推行綠色計算的行動都是先從制造端與數據中心上開展的。

加快芯片設計與制造的同時降低碳排放

從設計角度來看，對性能和降低能耗的需求仍是齊頭并進的，比如下一代的GAA 2nm芯片，在提高性能的同時也降低了能耗，實現更高的能效比隨著工藝的推進似乎并不是件難事，但在工藝進展緩慢之后，如何繼續保證這樣的趨勢就是問題的關鍵了。

已經被采用的措施也很多，力求從各個角度來攻克能耗問題，比如芯片睡眠模式、改善半導體材料的選擇、切換芯片計算架構、提高EDA效率等等。盡管這些舉措對減少碳排放起到的作用有大有小，但足以看出設計上如何實現綠色計算的靈感遠遠沒有枯竭。

制造端的問題就比較難解決了，這牽扯到供需關系和各個地區的能源結構。從2020年起，全球陷入了一場曠日持久的半導體供應困境，晶圓廠的擴張成為常態。我們發現，產能擴張的速度根本跟不上需求增長的速度，這是因為考慮到“綠色化”的目標，晶圓廠的擴張也不再是隨隨便便了，從選址、能源供給、施工建造等等方面都要經過嚴格的環保評審。

以臺積電為例，臺積電在2017年到2020年這個智能手機SoC發展的黃金時間段里可謂賺得盆滿缽滿，但與此同時每年的碳排放也在逐級增長。2020年，臺積電的二氧化碳排放當量已經達到了1700萬噸，而這還是在臺積電2018年發布了《氣候變化聲明》并宣稱采取一定措施的結果。

臺積電在2021年再次發布一份報告，并承諾短期目標是將2025年實現零排放增長，中期目標即在2030年將碳排放降至2020年的水平，長期目標則是在2050年實現凈零碳排放。但考慮到臺灣省的發電主力依然是火電組成，臺積電的間接碳排放可能無法達成這些目標。所以臺積電在幫助芯片減少碳排放的同時，自身卻在掙扎于減少碳排放和完成業務目標的沖突中。

國內的綠色計算產業

對于中國來說，綠色計算是勢在必行，從以上統計數據可以看出，2020年之前，國內的二氧化碳排放是在持續上升的，雖然從2010年起上升幅度減緩，但相較其他國家與地區更有效的減碳措施相比，國內在這方面做得還是不夠的。這也是為何近年來國家開始緊盯雙碳目標，開展“東數西算”工程的目的。

2016年，在工信部的指導下，華為、聯想、戴爾、中科院計算所和Arm等企業及單位，共同成立了綠色計算產業聯盟，涵蓋了芯片廠商、服務器廠商、軟件廠商和相關的研究機構和高校，該聯盟已經推出了《綠色計算服務器可信賴測試方法》等一系列測試標準。

值得一提的是，該聯盟的宗旨是以ARM計算芯片技術等開放技術為基礎的，所以主要面向的還是已經推出的一系列ARM服務器芯片，比如阿里巴巴的倚天710、華為的鯤鵬920、Ampere Computing的Altra Max。可以看出，以ARM為基礎架構的服務器芯片未來很可能會成為實現綠色計算目標的主力。

寫在最后

不過即便在政策、聯盟等因素的推動下，大規模實現綠色計算還是面臨著不少的挑戰。以國內西部地區的數據中心為例，這些數據中心有一部分是靠政策落地的，而不是根據實際需求來搭建的。而在真正的跨區域需求調動上還是缺乏靈活性，數據中心的空置率依然較高，可以說綠色能源到位了，但綠色運營還未到位。

至于基于ARM的服務器計算芯片雖然已經實現了超越傳統x86機器的能耗比，但在應用生態上仍不算完整，目前還是只有容器與虛擬化、數據庫和云游戲之類的云原生應用上線，計算負載的大頭還是在x86機器上，只有完成了更多的應用遷移，才能將ARM的能耗比優勢充分體現在數據中心上。