关于腾讯云:Crane-发布国内首个云原生应用碳排放计算优化器

为了独特应答气候变化挑战，减缓寰球变暖趋势，2015 年 12 月，近 200 个缔约方独特通过了《巴黎协定》（The Paris Agreement），对 2020 年后寰球如何应答气候变化做出了口头安顿。为实现这一指标，寰球多个国家发表要实现碳中和。将中国、美国和欧盟比拟，我国实现碳中和是一场工夫紧、工作重、责任大的国家级策略战斗。

寰球气象口头峰会公布的《指数气象口头路线图》显示，数字科技在能源、制造业、农业、修建、交通等畛域的解决方案，能够帮忙寰球缩小 15% 的碳排放，是实现碳减排的关键技术因素。云计算平台是数据中心基础设施的“操作系统”，连贯数据中心基础设施和下层利用的纽带和桥梁。如何在业务性能不受影响的状况下，进步整体的能耗比，应用更低的能耗，使计算、存储、网络等资源满足一样的业务需要。进步整体的能耗比，升高 PUE，成为数据中心节能的要害。通过在云计算平台层面施行先进的技术和治理措施，可能极大的进步云计算数据中心的能源利用率，促成降本增效，实现碳排放的显著缩小。

Crane 公布国内首个云原生利用碳排放计算优化器（Carbon Emission Optimizer)

为响应国家号召，助力云原生利用节能减排，Crane 推出了首个开源云原生利用碳排放计算优化器。该计算优化器基于运行在 Kubernetes 平台上的利用的理论资源耗费，计算对应服务器功耗，进而计算出利用运行所产生的碳排放量。

该计算优化器外围能力包含：

能耗与碳排展现：

• 依据工作负载的理论 CPU 利用率，以及运行业务的服务器规格，计算撑持工作负载运行所需功耗。
• 依据国家定义公布的碳排放因子，即每度电对应的碳排放量，计算工作负载运行对应的碳排放量。
• 除展现以后功耗和碳排放量以外，Crane 同时提供优化倡议，以及优化后的功耗和碳排放推算后果。

碳排放计算优化器

Crane 依据工作负载理论资源利用率，提供了一系列工作负载老本优化能力：

• Request 举荐，给出 Pod 资源配置倡议。
• 正本数举荐，给出 workload 正本数举荐。
• 弹性举荐，给出 HPA 参数配置倡议。

碳排放计算优化器对这些举荐能力做了加强，在给出优化倡议的同时展现了采纳这些倡议当前可能的减排成果，让用户更直观的看到优化动作对节能减排产生的踊跃作用。

Crane 心愿通过推出碳排放优化器来唤醒用户环保意识，辅助有明确减排指标的企业针对云原生利用量化不同工作负载的碳排放现状和可优化空间，以及辅助企业了解碳排放现状，制订显示可行的减排策略，并通过一站式优化伎俩达成减排指标。

Crane 提供了面向云原生技术栈的云老本优化解决方案，并且云原生的外围个性是面向利用的。那么如何针对利用进行碳排放测算并给出优化倡议呢？下文给出具体计算方法。

节点利用率与碳排放是相干的

基于工作负载利用率计算功耗

不同 CPU 型号，不同服务器在闲暇和满载时的功率均有不同。服务器厂商通常会定期将服务器功耗信息提交至规范性能评估组织（如：https://www.spec.org/）, 并交由该组织公开数据。
服务器的功耗通常蕴含最低功耗和最高功耗，最低功耗代表 CPU 利用率为 0% 时，该服务器开机当前维持根本运行时的功耗；最高功耗代表 CPU 利用率 100% 时，也就是 CPU 满负荷运行时的功耗。不同服务器的功耗差别次要是因为 CPU 架构、型号和数量不同导致的，下表展现了几款典型服务器的功耗信息。

既然服务器功耗与 CPU 利用率间接相干，那么针对任何业务，就能够通过如下公式将工作负载的 CPU 利用率转换成为功耗：
Average Watts = Min Watts + Avg vCPU Utilization * (Max Watts – Min Watts)
其中参数解释如下：

• Max Watts：服务器利用率为 100% 时，单个 vCPU 的功耗。
  最大功耗整机最高功耗（物理核数核超线程数）最大功耗 = 整机最高功耗 /（物理核数∗核超线程数）
• Min Watts：服务器利用率为 0 时，单个 vCPU 的功耗。
  最小功耗整机最低功耗（物理核数单核超线程数）最小功耗 = 整机最低功耗 /（物理核数∗单核超线程数）
• Avg vCPU Utilization：均匀 vCPU 利用率，如 CPU 用量为 200% 代表应用了 2 个 vCPU

因而要掂量一个业务的功耗，咱们只需查问该业务运行的服务器型号，并依据业务的 CPU 利用率，便能够将业务的 CPU 开销转换成对应利用率的功耗。··
但局限于现实情况，咱们可能无奈实时得悉具体工作负载所对应的服务器型号。譬如：云厂商没有提供用于查问服务器功耗的 API 接口；工作负载运行在虚拟机上，而 vCPU 因云服务器的规格而被限度。
为了可在无奈获知具体服务器型号数据时，尽可能地躲避数据不精准而带来的误差，咱们能够基于不同云厂商公开的所有服务器型号，每核时的均匀功耗。基于均匀功耗，即可在不获取服务器型号数据的前提下，估算工作负载的功耗，如下表：

基于功耗计算碳排放

在有了功耗信息当前，如何再将功耗转换为碳排放量？中国生态环境部 2022 年公布的《电力行业温室气体核算指南修订版》中明确提出，电网排放因子采纳 0.5810tCO2/MWh，并且将依据生态环境部公布的最新数值适时更新。区域因子在新版指南中去掉了，因而无论所处地区，将来国内碳排放测算都应用对立排放因子。
工作负载的碳排放最终计算公式为：
AverageCarbonEmissions=AverageWatts∗EmissionFactor=AverageWatts∗0.5810

用 Crane 碳排放优化器爱护地球

就数据中心的容量而言，IT 设施的利用率通常非常低。服务器的利用率只有 5-15%，处理器利用率为 10- 20%，存储设备利用率为 20-40%，网络设备利用率为 60-80%。但即便任何此类设施闲暇，设施依然耗费大部分电能。一台规范服务器即便是在齐全没有工作的状况下也会耗费 30-40% 的最大功率（闲置瓦数：200W+）。
要升高碳排放量的外围计划，除了为数据中心更换清洁能源，另一个便是将单机的资源利用率进步、进步单机能耗比。而 Crane 碳排放优化器恰好能够将单机的资源利用率进步、进步单机能耗比。

所以此处对 Crane 碳排放计算优化器进行总结：
1.Crane 能力的另一个维度的展现，将从节点维度动手，专一于能耗、碳排放的展现以及领导用户如何去做资源优化。
2. 可基于 Crane 的能力对领有碳排放指标的数据中心进行优化，正当进步单机的工作负载占比，升高整体能耗，从而达到低耗低排低碳的成果；可联合自建 IaaS 平台的能力，动静休眠物理服务器，从而优化物理服务器的在线数量，升高数据中心的电费开销、缩小碳排放。
3. 通过 Crane 的 Recommendation 能力，对工作负载进行正本数、资源剖析，举荐失当的正本数、资源配置，从而无效地改善资源节约问题，提供整体能耗比。

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