将绿色计算进行到底，蚂蚁集团四大硬核黑科技全公开

Posted 2022-12-07 CSDN云计算

作者 |  伍杏玲

出品 | CSDN

在红包和优惠券齐飞的热闹气氛下，第14个“双11”正式结束。可能大家意料不到的是，你在买单时，绿色计算为降低碳排放“买单”，打造绿色低碳的双 11。

看到这，你可能有疑问，自己在手机/网站浏览商品、下单结账，这么简单的操作，如何和绿色计算、节能减碳挂钩？

01 算力激增，绿色计算势在必行

当我们在手机浏览、选择点击时，背后海量数据正被飞快计算，消耗能源，从而产生碳排放。据工信部最新数据显示，截至 2022 年 6 月底，我国在用服务器规模近 2000 万台，位居全球第二，近五年平均增速超过 30%。算力已经成为继热力、电力之后新的关键生产力。

绿色计算是帮助海量数据在计算过程中提高效率、减少浪费、减少碳排。业界普遍认为绿色计算涵盖以下三个方面：一是采用高效节能的计算设备和配套设施，二是保证可靠性的前提下提高计算资源分配效率；三是保障低成本低能耗的新型系统与应用。

在双 11 这场“商业奥运会”中，数据流量达到巨大的峰值，如何调配资源满足计算需求，并达到高效、减排的目标，成为科技企业需考虑的难题。在“双碳”目标下，绿色低碳已成为各家企业的必答题。

蚂蚁集团持续关注绿色计算的发展，并上升为战略级计划。在 2022 年双11期间，经中环联合认证中心（CEC）测算，蚂蚁集团通过“绿色计算”技术节省 153.8 万度电，可供一盏普通节能灯使用 1 亿 5 千万个小时；减排 947 吨二氧化碳当量，约等于 79000 棵树的年碳吸存量。这是蚂蚁集团第二年大规模应用“绿色计算”技术提高双11期间算力资源利用效率，节能减排效果较去年同期增长 140%。

这背后是哪些黑科技加持助力的？蚂蚁集团绿色计算负责人、基础设施委员会主席何征宇为我们详细解剖。

02 四大绿色技术，建立开放共享绿色体系

“用更绿色的技术，为世界带来微小而美好的改变。”是的，蚂蚁集团正在践行。

何征宇表示，为了实现数字经济的高质量发展目标，科技业界需要利用数字化技术去提高发展的效率，同时不让算力造成新的问题。 “绿色计算”就是蚂蚁集团对此作出的技术探索。从 2019年启动以来，去年蚂蚁已在日常业务中全面应用“绿色计算”，服务器利用率提高近 3 倍。当前，蚂蚁正在搭建计算、存储和算法一体化的全生命周期“绿色计算”技术体系，通过聚焦基础软件技术突破，持续提高算力的利用效率。

目前业界正在探索绿色计算具体实践有硬件、软件两个方向。在硬件物理层面，降低数据中心 PUE，在算力层面，通过软件技术，合理分配计算资源。

如在阿里云五大超级数据中心里，通过自研单相浸没液冷技术，PUE 低至1.09，大幅降低数据中心散热能耗。双11期间，张北基地和南通基地清洁能源使用合计超 6000 万千瓦时，相比去年双11同时段增加一倍以上，其中绿电使用日均同比增加 30%。

而蚂蚁集团对绿色计算的探索主要在软件技术侧发力，通过在离线混合部署、AI弹性容量、云原生分时调度、绿色 AI 四大技术打造绿色计算体系：

云原生分时调度技术：跟潮汐车道调度类似，错峰编排在线和离线业务，把一份资源灵活分配给不同的任务。如早上7点大家在蚂蚁森林抢能量，临时需要非常多资源机器调度，但过了7点就不需要了，然后等到中午休息时又需要很多算力。云原生分时调度进行潮汐调度，今年落地规模较去年同期扩大10倍，有效提升了减排效果。

AI弹性容量：互联网的需求不固定，常有突发性高峰。通过 AI，结合图计算、深度学习算法，用 AI 技术做到秒级感知和扩缩容，像天气预报一样来预测容量大小，减少企业的机器数量。

在离线混合部署：在能源、金融等关键行业，对安全性、隔离性、稳定性要求高，企业将在线和离线应用拆开。蚂蚁集团应用自研 Kata 安全容器技术，做到在线业务和离线业务互不干扰。

今年蚂蚁集团进一步攻克业界难点，向数据库混部，这需要保证在业务高峰来临时，快速释放离线计算资源，同时保障业务访问稳定。蚂蚁集团对数据库推进容器化，让存储和应用的计算资源统一调度，同时结合数据库容量、调度、容器化隔离技术，做到在混部场景下安全稳定运行，混部CPU利用率70%的情况下，数据库容量降低在10%以内，有效降低了服务器浪费。

绿色 AI：绿色AI 是蚂蚁集团今年新增的技术方案。主要针对科技企业使用人工智能时普遍存在的算力浪费问题，建立了AI和大数据引擎通用的计算调度和管理系统 Cougar，并搭建绿色算法框架，对人工智能的全生命周期进行绿色优化。当前Cougar 在覆盖总计超过 80 万 CPU core规模的计算任务，带来 20%+ 算力提升。

在算法层面，建立蚂蚁 Green ML 1.0 的技术框架，涵盖绿色衡量、绿色数据、绿色训练、绿色推理与绿色应用等方向，聚焦人工智能、机器学习算法应用链路的绿色优化，重点通过在算法生命周期各阶段的优化措施来提升整体算力效能，达到节能减排的效果的同时，提升业务效果。当前在支付宝首页服务推荐场景落地后实现整体算力效能提升 150%，实际节约机器资源数约 2.4w core，每天节约电能消耗 5062 度，减少3.1吨碳排放。

同时定义一套业界全相信绿色衡量指标（PFEC），通过对 AI 算法全生命周期进行效果（P）、算力（F）、能耗（E）、碳排（C）的四维度衡量，全面定量每一个模型和每一次迭代的绿色程度。

此外，开发者熟悉的分布式数据库OceanBase 也是蚂蚁“绿色计算”技术的组成部分。通过研发支撑混合负载(HTAP)的高性能分布式计算引擎，改进LSM树降低数据存储成本，OceanBase有效降低了服务器浪费。

由以上硬核黑科技我们发现，蚂蚁集团的绿色计算发展之路，是聚焦基础软件技术突破，以建立开放共享的绿色体系。

03 携手共建绿色计算生态

当前，绿色计算生态处于初期探索阶段，单靠一两家企业是不足以生态建设，不少科技企业和机构正积极参与完善绿色技术生态。

今年，阿里、腾讯、蚂蚁、百度、京东等10家企业宣布共同组成碳中和专业委员会及开放技术联盟，首轮免费共享189项减碳相关专利技术。蚂蚁集团联合CCF（中国计算机学会）在9月发布了国内业界首支“绿色计算”主题科研基金，并在近期联合绿色计算产业联盟举办首届“绿色计算”大赛。今年4月，蚂蚁集团加入“低碳绿色承诺”，承诺将 7 件“绿色计算”相关专利无偿开放，参与编制并与绿色计算产业联盟联合发布《绿色计算产业发展白皮书》。