VMware 推进可持续发展创新

随着加密货币、机器学习和大数据等计算密集型技术的快速采用，数据中心的用电量（目前为 2000 亿千瓦时，占全球用电量的 1%）在未来十年内可能会增加十倍。这种巨大的能源消耗伴随着巨大的碳足迹，这将阻碍全球在 2030 年之前将碳排放量减半的努力。在过去 10 年中，工作负载和互联网流量分别增长了八倍和十二倍，但数据中心硬件和运营效率的进步，如固态硬盘、RISC 处理器、虚拟化计算和冷却技术，使数据中心的电力消耗保持平稳。

最大的问题是：技术创新是否可以帮助满足不断增长的需求，而不相应增加我们的碳足迹？在 VMware，我们是这么认为的；我们认为这还将带来显着的商业协同效益。

在本篇的第一部分中在我的 og 系列“加速世界数字基础设施脱碳”中，我定义并解释了为什么下一个创新前沿是可持续计算。在第二篇“可持续云之路”中，我深入研究了以下五个通过工作负载能源和碳效率实现可持续计算的关键策略：

可视化能源使用和碳足迹最大限度地提高生产主机利用率运行节能 IT 硬件设计计算效率高且碳感知的应用程序使用可再生能源为工作负载提供动力

在最后一篇文章中，我将分享这些领域最近发布的和正在酝酿的可持续发展创新*。

可持续计算的悠久历史

VMware 始终致力于可持续发展。我们的基础计算虚拟化产品 ESXi 本质上是可持续的 - 它极大地减少了运行工作负载所需的 IT 和数据中心基础设施。自 1998 年推出 ESXi 以来，VMware 已将虚拟化扩展到基于软件的存储 (vSAN) 和网络 (NSX)，从而可以利用现有主机容量来减少对外部存储和网络基础设施的需求。

VMware Cloud Foundation 将 ESXi、vSAN 和 NSX 结合在一起，将它们封装在管理层和安全层中，以提供本地软件定义数据中心 (SDDC) 私有云。 VMware Cloud Foundation 使客户能够复制公有云的更高效、共享的环境和更高的利用率。 2020 年 IDC 报告（IDC 白皮书，由 VMware 赞助：“通过碳高效的数字化转型实现更加敏捷和可持续的业务”，2020 年 8 月。）估计，自 2003 年以来，在全球范围内，VMware 的虚拟化计算、存储和网络技术使我们的客户共同避免了 1.42 亿台服务器的部署、24 亿兆瓦的能源消耗以及 12 亿吨的排放。 t温室气体的排放。这大约相当于 2019 年全球碳排放量的 3%。

到 2020 年底，我们加倍致力于可持续发展创新，作为 2030 年议程的一部分，这是一项长达十年的环境、社会和治理 (ESG) 承诺，旨在打造一个更加可持续、公平和安全的世界。

可视化能源使用和碳足迹

vRealize Operations 可持续发展仪表板

vRealize Operations 通过提供持续性能、容量和成本优化的统一运营平台，帮助客户自动管理其虚拟化、混合和多云环境。最近发布的 vRealize 8.6 添加了碳管理，可量化工作负载虚拟化带来的碳足迹减少量。它还可以量化主机碳足迹，并提供有关进一步减少碳（和成本）机会的见解，包括：

识别已关闭和空闲的虚拟机、孤立文件s 和旧快照识别老化硬件虚拟机规模调整

了解有关 vRealize 8.6 的更多信息。

绿色指标：无法衡量的东西就无法管理

Green Metrics（ESXi 的一项功能）的长期目标是量化和可视化主机、容器和应用程序层以及跨多云环境的能源和碳。现代服务器可以传达其实时功耗（例如瓦特），但不能传达容器和应用程序层如何使用该功耗。 Green Metrics 以 vSphere 当前的能源指标功能为基础，提供改进的监控和优化，使客户能够管理其云运营和应用程序的碳足迹。敬请期待 6 月发布的 vSphere 8.0 的第一个版本！

最大限度地提高生产主机利用率

云中的灾难恢复

想象一下，如果备份、删除，企业可以消除多少能源使用量、碳排放量和基础设施成本aster 恢复 (DR) 和数据中心是不必要的！不幸的是，它们是必要的。但 VMware 云灾难恢复 (VCDR) 解决方案可显着减少备份功能所需的基础架构，帮助客户将灾难恢复操作的碳足迹减少高达 80%，同时节省相应的成本。客户可以在灾难恢复操作期间轻松快速地启动容量并进行灾难恢复测试和故障转移，但无需“始终在线”的基础设施。此外，VCDR 在 VMware Cloud-on-AWS 上运行，并得到 AWS 气候承诺的支持，到 2025 年，其数据中心将使用 100% 可再生能源，从而进一步减少碳排放。

详细了解 VCDR 及其碳减排效益。

SmartNIC 上的软件定义数据中心

蒙特利项目利用当今“智能”网络接口卡 (SmartNIC) 的硬件功能来卸载 VMware 的计算、存储和网络虚拟化、安全和管理功能es. SmartNIC 是具有通用 CPU（ARM 处理器）、带外管理和虚拟化设备功能的 NIC。这种卸载的好处是可以释放主机的核心 CPU 以支持其他业务应用程序、提高性能并促进跨主机集群共享 GPU、FPGA 和存储等硬件组件。这可以最大限度地减少支持业务工作负载所需的主机基础设施，从而减少能源和碳排放。开发团队正在努力量化这种能源和碳减排效益，以及潜在的资本支出和运营支出节省，因此请继续关注这些指标。

蒙特利项目现已开放抢先体验，快来看看吧！

虚拟机所需状态配置 (VMDSC)

主机利用率低的原因之一是存在过大的虚拟机，这些虚拟机配置的 CPU 和/或内存超出了必要的数量。这些资源被搁置，无法供其他工作负载使用。过度配置虚拟机的 CPU 和内存被认为有助于避免性能问题，这就是它如此常见的原因。总的来说，这些资源代表了大量搁浅的资源，成本高昂，而且会产生不必要的碳足迹。虽然 vRealize Operations 和 CloudHealth 可以轻松找到超大虚拟机，但修复起来却很棘手。这是因为要调整虚拟机的大小，需要将其关闭并重新启动以激活新配置。这可能是一个耗时的麻烦，需要与业务和应用程序所有者进行协调。

VM Desired State Configuration (VMDSC) 是一款可下载的 vCenter 设备，可以解决此问题，从而可以轻松且低风险地调整虚拟机大小并恢复搁浅资产以供生产使用。这有助于提高现有主机的生产利用率并减缓新基础设施的部署。 VMDSC 等待下一次来宾操作系统重新启动并实施新的、调整大小的 VM 配置状态。 VMDSC 还有助于小型虚拟机的配置扩展。如果你是使用 vRealize Operations 时，它可以帮助您识别需要调整大小的虚拟机，然后调用 VMSDC API 来安排选定的虚拟机进行调整大小。了解有关 VMDSC 的更多信息。

使用 vRealize Operations 和 VMDSC 调整规模

僵尸虚拟机检测

在这里，我们将“僵尸”定义为最初为特定目的而部署但不再执行有用工作的虚拟机和服务器。我们发现僵尸在客户的云环境中很常见（15% 到 > 50% 的服务器或虚拟机）。这可能会带来巨大的成本和安全风险，并以基础设施容量浪费、能源消耗和碳排放的形式对环境产生巨大影响。例如，2019年，在完成数据中心迁移的过程中，VMware发现其47%的虚拟机没有被使用并且已被弃用！僵尸之所以如此多产，是因为它们很容易创建（您的手机上有多少个僵尸应用程序？），但很难找到。 VMware 的 vRealizeOperations 和 CloudHealth 可以帮助找到已关闭或几乎没有 CPU 使用率的设备。然而，许多僵尸程序都有一些辅助主要应用程序的残留活动，例如病毒扫描、补丁更新和备份。当前的僵尸探测器会错过这些“爬行僵尸”，因为根据它们的活动，它们看起来可能正在做富有成效的工作。

为了克服这一挑战，我们正在测试一种方法，该方法可以监控虚拟机的整个生命周期，并观察其活动的急剧和持续下降。任何季节性和准周期性活动都会从活动信号中删除。如果剩余活动持续较低，则该虚拟机将成为僵尸候选者并受到进一步监视。跨多个活动指标的相关僵尸行为强化了僵尸状态的证据。由于合法虚拟机可以长时间（数周或数月）处于休眠状态，因此我们的僵尸检测具有耐心，因此可以最大限度地减少误报。如果虚拟机再次变为活动状态，则会将其从僵尸候选列表中删除。最终，我们的目标是识别客户云环境中的僵尸虚拟机，突出显示相关的财务和碳成本，并提供补救选项（如 VMDSC）以收回成本和搁浅的资源。我们正在根据客户数据对此进行测试，以完善检测算法。

在上面的示例中，指标系列反映了使用率从 80% 左右急剧下降到新的稳定状态（20% 左右）。红色虚线垂直条显示变化点异常区域，紫色点表示跨异常区域的衰减平均预测变量的轨迹。灰色轨迹是衰减均值预测器周围的不对称误差线。在某个时刻，该序列足够平坦，以确认持续的、较低的活动状态。在这种情况下，“新常态”看起来像是由小幅度、周期性活动组成的残留背景。这个残余信号分析一类已知的非生产性背景，例如定期病毒扫描或补丁更新。

Flowgate：融合数据中心的设施和 IT 管理

从历史上看，数据中心和 IT 基础设施一直作为单独的系统进行管理，尽管它们之间存在很强的相互依赖性。数据中心管理系统和数据充满了数据中心基础设施 (DCIM)、资产、IP、配置 (CMDB)、设施拓扑和电源/环境。这些系统对 IT 应用程序层的可见性很少。同样，IT 管理系统不了解数据中心操作或服务器外部的状态。例如，随着服务器活动的增加或减少，数据中心冷却系统会对 IT 热负载的变化做出反应。解决热点问题的方法是吹更多的冷空气。结果是两个基础设施的运营均未得到优化。

Project Flowgate 是一款与供应商无关的开源 vRealize Operations 插件，可帮助企业融合设施和IT系统形成统一视图，实现更高效的运营管理。 Flowgate 提取、处理并关联来自各种系统（例如 DCIM、CMDB 和 IT 系统）的元数据和运行时指标。通过将这两个不同的数据集合并到一个视图中，数据中心和 IT 经理可以更好地优化运营并做出更明智的管理选择。 IT 管理员可以通过 IT 基础架构管理系统（例如 vCenter 和 vRealize Operations）访问这些统一信息。他们还可以查看和分析其他资源，例如每台特定服务器的电源、冷却能力和温度/湿度，并执行许多以前不可能的设施感知操作。 Quarkdata 为中国电信提供的早期结果显示，初始冷却系统节能达 35%。

自版本 8.2 起，Flowgate 可作为 vRealize Operations 管理包使用。

设计计算效率高且具有碳意识的应用程序应用

可持续软件开发

可持续计算的一个令人兴奋的新兴领域是可持续软件开发 (SSD)。它专注于两个关键领域：1）通过高效的软件设计、架构和编码，最大限度地减少运行应用程序实例所需的数据中心基础设施；2）设计具有碳感知能力的软件，以便在能源最清洁的时间和地点运行。为此，VMware 最近加入了绿色软件基金会 (GSF)，以了解 SSD 原理、工具、库、指标、SDK 和标准并为其开发做出贡献。虽然我们还处于这一冒险的早期阶段，但我们很高兴看到如何将 SSD 应用于应用程序现代化，以帮助客户降低运行企业应用程序的成本和碳足迹。

您可以在此处详细了解 VMware 最近的 GSF 会员资格。

开发者可持续发展仪表板

用于分析软件 b 的开发人员可持续发展仪表板uilds 是一个专为开发人员和管理人员设计的原型，旨在提高对构建（沙箱和官方构建）所使用的计算资源的认识。这个实时仪表板显示了以前不可见的有关构建的关键信息（例如能源和碳影响），使开发团队能够在整个构建的开发生命周期中做出具有可持续性意识的决策。

此仪表板的目的是提供构建过程中使用的资源的直观可视化（公开数据和指标），以促进开发实践的变化。产品团队可以负责，了解用于软件开发的资源，并做出明智的可持续发展意识选择。

用于构建的开发人员可持续性仪表板的原型。

利用可再生能源为工作负载提供动力

承诺零碳

去年 5 月，VMware 推出了我们的零碳承诺 (ZCC) 公有云合作伙伴计划。它源于我们的认识，即作为唯一的跨云和云中立平台，VMware 具有独特的优势，可以与我们的客户合作，帮助他们实现脱碳目标，以便我们共同努力实现可持续的未来。我们有巨大的机会通过我们的公共云合作伙伴生态系统加速数字基础设施的脱碳。

ZCC 的愿景是，到 2030 年，所有 VMware 公共云都将通过节能且 100% 可再生能源供电的数据中心实现零碳排放。我们的门户可帮助客户轻松找到我们的 VMware 零碳承诺提供商，他们设定了目标，即在 2030 年或之前使用 100% 可再生能源为其数据中心供电或实现碳中和。这些合作伙伴还使用 VMware 的全栈虚拟化计算、存储和网络解决方案以及 VMware Cloud Director 来运行高效的运营，VMware Cloud Director 可促进多租户以实现高主机利用率实用化和高性能。

https://cloud.vmware.com/providers/zero-carbon

展望可持续的未来

这些项目是 VMware 可持续发展创新的一个范例。为了赶上并超过过去十年的效率提升并推动零碳——即使互联网流量和工作负载呈指数级增长——我们需要在全球云运营的每一层（IT 基础设施、数据中心基础设施、软件和能源采购）中始终将可持续性放在首位。这是与我们的员工、客户和合作伙伴共同创新和协作的旅程。我们可以一起重新定义未来！

*免责声明：新技术概述并不代表 VMware 承诺在任何普遍可用的产品中提供这些功能。这篇文章可能会描述当前正在开发的产品特性或功能——技术可行性和市场需求将影响最终交付。铁本文所指的性质可能会发生变化，并且不得包含在任何类型的合同、采购订单或销售协议中。本文可能包含指向非 VMware 网站的超链接，这些网站由第三方创建和维护，第三方对此类网站上的内容负全部责任。

尼古拉·佩尔-莫尔特博士

Nicola 是 VMware 首席技术官办公室的可持续创新总监。她与产品和研发团队合作，提高产品和运营效率，帮助客户。

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纽约证券交易所代码：VMW 虚拟机