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  • 海量計算任務背后,科技公司的“減碳路”要尋求新解法 螞蟻集團何征宇:雙十一背后的技術減碳,有一招“綠色計算”的殺手锏 ...

    2022-5-8 12:41 來源: 36氪 |作者: 鄧詠儀

    在元宇宙、5G等趨勢下,科技公司的算力需求還會指數級上升,這意味著巨量的能源消耗。在本期「談碳」里,何征宇針對螞蟻集團的“技術減排”構想、落地、以及商業化前景,分享了這幾年的故事和經驗。

    和大多互聯網科技公司相似,“雙碳”大潮來臨時,螞蟻集團面臨這樣一道考題:自身業務沒什么高額碳排放,想減碳的話,從哪減?怎么減?

    何征宇就接到了這道命題。

    何征宇有著標準學霸模板的履歷:15 歲考取北京理工大學,博士畢業于佐治亞理工學院,后供職于谷歌內核組,創立并帶領開源項目 gVisor ,成為基礎技術領域里的新星。

    2018 年,何征宇回國加入螞蟻集團,第一項工作就是螞蟻集團技術架構升級項目。他帶頭建立起的“可信原生技術部”,專攻基礎設施技術,其中第一個目標就是通過技術架構的升級,更合理的分配計算資源,提升螞蟻基礎設施的整體運行效率。

    到了 2020 年,國家宣布“碳達峰、碳中和”目標,包括何征宇團隊在內的螞蟻集團“綠色計算”相關團隊,將  2019 年至今的工作更完整梳理了一遍,從而確定了碳中和行動路線。如今,何征宇任職螞蟻集團可信原生事業部總裁、螞蟻集團基礎設施委員會主席。

    用 IT 的手段節能降碳,業內已有先例?!熬G色計算”就是業界基于這一問題提出的新概念。雖尚無明確定義,但業界普遍認為,綠色計算的核心就是提高資源利用效率。

    在具體實踐上,綠色計算主要分為兩個方面:在物理層面,降低數據中心 PUE(核心能耗指標,即數據中心總能耗/ IT 設備能耗);在算力層面,合理分配計算資源。

    何征宇麾下的可信原生技術部中多項自研技術,就和數據庫、技術風險部門的研究成果一起,被歸集到“綠色計算”體系中。2021 年雙十一期間,“綠色計算技術體系”首次大規模應用在阿里巴巴電商業務中——螞蟻的計算資源會變成“潮汐車道”,計算資源按時間段分配給不同的任務。比如,中午飯點是閑時,計算資源可以分配給實時性要求不高的操作;但在晚上零點,計算資源就可以全力支援付款下單高峰期,資源騰挪的時間可從原來的幾個小時降到一分鐘左右。

    一份計算資源在不同時間段提供給不同的操作任務,極大提高計算資源利用效率。去年一場雙十一下來,綠色計算讓螞蟻節省了 64 萬度電,相當于 820 個人的全年生活用電;減排二氧化碳 394 噸,相當于 3 萬輛燃油車停開一天。

    2021年螞蟻集團雙11減排報告

    而同比三年前,螞蟻集團的服務器利用率提高超過 2 倍,相當于同等規模業務下,每一份算力的耗電量減少了一半。

    能在短時間內達到這樣的減排效果,螞蟻 2019 年架構升級的每一步,都不可缺少。

    “過去三年,螞蟻的技術架構升級主要做了兩件事,首先是將業務搬到云原生架構上;第二是建立了統一的調度中心,用來調度所有計算資源?!焙握饔顚?36 碳回憶。

    此前,螞蟻已完成業務上云,首先滿足的是讓業務軟件搬到云上,在云上“可用”。等到業務進入高速發展階段,內部的計算資源分散在不同地方,比如業務、AI 等算力需求較大的部門都擁有自己的技術棧,重復造輪子的問題日益明顯。

    所以,選擇升級到云原生架構,相當于將底層的操作環境推倒重來,基于云進行重構系統,保證安全可信。開發人員不用再像以前一樣,將軟件開發好了再部署到云上,而是從研發開始就直接在云上協作。

    在此基礎上,可信原生技術部研發的核心技術,讓計算效率顯著提高。螞蟻自研的安全容器技術,就類似于讓來自安卓和 IOS 終端的計算任務,同時存在于同一個環境里,隔離好,讓兩個任務獨立運行。即使 CPU 負載超過 95% ,計算效率也很少受到影響。

    技術減排背后,螞蟻集團的組織機制和調整也提供了保障。

    從組織機制上,每一年,螞蟻集團內部首先通過財務原則來管控,每年都根據上一年的資源實際使用情況來制定當年的預算。之后,業務和技術再根據需求,確定今年的技術投入和減排目標。

    通過升級云原生架構,螞蟻也將算力的分配統一歸到了 CTO 線,并且成立了類似可信原生技術部這樣的部門,攻堅相關的基礎設施技術。

    “以前,一些算力需求比較大的部門會擁有自己的技術棧和服務器,這就肯定容易有資源閑置。云原生化后,螞蟻將算力統一歸到 CTO 線進行調配,技術上減少了很多損耗,才有可能做到綠色計算?!焙握饔罡嬖V36 碳。

    放眼碳中和進程,如今距離國家宣布“雙碳”目標不過短短一年多,科技巨頭們的“減碳路”,剛剛開始。

    “雙碳”目標被提出后,騰訊在今年 2 月發布碳中和目標和行動路線,明確第一階段的任務:在節能同時,加大綠電應用,以自研、投資的方式探索新技術路線和商業模式。華為則基于原有的 ICT 業務,在去年 6 月成立了“華為數字能源”,目前已經對外輸出自家的綠色數據中心、基站等方案。

    2021 年 3 月,螞蟻公布了碳中和目標,承諾于 2030 年實現凈零排放(范圍一、二、三),并在 4 月公布了自家碳中和路線。

    從路徑上看,除了主流的降低數據中心 PUE 、采購綠電、投資綠色技術、碳匯抵消等手段,螞蟻的碳中和排放路徑更注重技術減排帶來的效益——螞蟻在今年的碳中和報告中,就特意提及了,綠色計算在 2021 年為螞蟻減少了近 3 萬噸碳。

    目前,螞蟻的綠色計算技術也在通過開源、免費開放專利、論文分享多種形式共享。其中具有彈性可伸縮能力的分布式數據庫,先行一步走到商業化階段—— OceanBase 數據庫開始商業化,幫助有相應需求的客戶達到增效節電的的效果?,F在,OceanBase 已經服務超過 400 個客戶。

    可做的事情還有很多。何征宇表示,螞蟻的目標,是要在 3 - 5 年內追上世界一流的減排實踐。

    國外科技巨頭做碳中和都更早。谷歌早在 2007 年就宣布自身實現碳中和,此后陸續推出包括自研數據中心、Nest 恒溫器節能電源等產品;在技術架構上,谷歌從存儲到計算形成一體化底座,也讓能耗大大減少。

    到了 2021 年,谷歌甚至在凈零排放的目標基礎上更進一步做出承諾:到 2030 年,讓數據中心“全天候使用無碳能源運營”, 這意味著運行的全生命周期里都需要采用綠色能源。

    對于 3 - 5 年的目標,何征宇表示,螞蟻主要押注在基礎軟件技術突破上。他認為,技術在綠色計算發揮的潛力遠未被充分挖掘。

    一個證明是,當前數據中心 PUE 降低快到達極限值,減排空間已經不太大;但通過計算資源合理調度,螞蟻的資源利用率跟三年前比提升了兩倍多,今年預期漲幅也相當可觀。何征宇認為,技術減排的紅利仍有很多,而基礎技術研發普遍存在后發優勢,接下來團隊解決問題的速度會越來越快。

    接下來,可信原生技術部的觸角也在不斷延展到新的領域——在今年,何征宇團隊將會重點攻堅如存儲資源池化的問題?!艾F在我們是將上層的算力做調度,但存儲是更為底層、更難遷移的。一旦將計算和存儲打通,業務操作效率將會有質的提升,這也會進一步減少能源消耗。我們今年的目標,是將資源利用率再提升15% 左右?!彼麑?36 碳表示。

    以下為 36 碳與螞蟻集團可信原生事業部總裁、螞蟻集團基礎設施委員會主席何征宇的對話內容,經編輯后發布:

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