让算力跟着绿电走,绿枢智算开发碳感知调度系统
随着人工智能、大模型训练及推理需求持续增长,数据中心面临着能源消耗、用电成本与碳排放的多重压力。如何在保障算力服务质量的同时,提高绿电利用率、降低能源成本,成为算力基础设施绿色转型的重要课题。 近日,来自哈尔滨商业大学的大学生团队正在推进「绿枢智算」项目,尝试通过在线优化算法、数字孪生及软硬件协同设计,构建跨区域风光联
人工智能和大模型训练、推理的需求不断增长,数据中心在能耗、电费和碳排放上承受着多重压力。算力基础设施要绿色转型,关键课题就在于既保住算力服务质量,又把绿电用得更充分、把能源成本压下来。
哈尔滨商业大学的一支大学生团队近日在推进「绿枢智算」项目,思路是用在线优化算法、数字孪生和软硬件协同设计,搭一套跨区域风光联动的算力柔性调度与碳协同管控系统,把电力成本、碳排放强度、绿电出力和算力负载放进同一个调度体系里,为数据中心绿色转型提供新的解法。
从算力调度到能源协同,解决绿电与算力错配问题
团队认为,眼下数据中心的能源管理和算力调度还有点各管各的。传统调度策略盯的主要是资源利用率、任务完成时间和服务质量,对区域电网实时碳排放强度以及风光绿电出力的变化考虑不够。结果是,一些区域绿电供应充足时,算力任务未必能及时对上当地的能源供给;电价和碳排放强度高的时段,一些本来有时间弹性的计算任务却仍在照常跑。能耗监测这一头也有短板:传统做法多以机房或列头柜为计量单位,不同机柜、设备乃至算力任务各自耗了多少能,很难精细追踪。CPU、GPU、FPGA等异构计算资源越来越普及,不同设备在功耗、散热和任务适配上的差异,又让调度更难做。
绿枢智算的办法是以在线凸优化(OCO)为核心搭起碳感知调度引擎,并引入自适应在线镜像下降(AOMD)策略,依据电价、碳排放强度、绿电出力和算力负载等信息,动态调整任务分配的权重。电费、碳排放、网络成本和负载均衡被放进同一个优化框架,同时加上任务时延、异构算力匹配、数据合规等约束,防止为了追低碳而拖累业务运行。
软硬一体设计,搭建绿色算力管理平台
软件算法之外,项目还设计了绿电联动分层异构算力调度机柜。机柜采用42U标准工业机柜结构,把能源控制、异构算力、储能散热分层管理,支持CPU、GPU、FPGA等不同类型算力资源协同调度。方案里规划了16项标准化接口,用来采集能源、设备功耗、温度及算力负载等数据,相关发明专利已进入受理阶段。
软件这边,团队开发了绿色算力调度管理平台原型,功能覆盖数据中心监控、碳排放管理、智能调度、算法分析、硬件管理和运行报告。演示场景配置了六个数据中心节点,能展示各节点的算力负载、PUE、碳排放强度及绿电占比,机柜内部不同分区的运行状态则通过数字孪生界面呈现。
项目BP显示,在六台机柜数字孪生实例的仿真测试中,机柜级PUE均值约为1.065,绿电供电占比均值约为74.5%。不过这些指标都出自仿真环境,还没经过物理机柜长期实测,也没有在真实生产集群上验证过,实际应用中仍需进一步检验。
核心算法研发、仿真环境搭建和平台原型开发目前均已完成,软件著作权登记与核心机柜发明专利也都已进入受理阶段。
聚焦数据中心客户,探索节能服务商业模式
商业模式上,绿枢智算走的是「平台订阅+节能服务+增值运营」的组合路子,客户主要是独立IDC、行业自建数据中心、云计算企业及算力园区等。基础平台服务通过软件许可与年度订阅提供,收入则围绕能效优化、算力调度、碳排放核算及低碳运营咨询来拓展。
现阶段团队更看重两类客户:一类是有一定规模、同时有能源成本优化需求的独立IDC和行业自建机房;另一类是拥有大模型训练等高弹性计算任务的算力企业。调整任务执行时间和部署节点,这类客户有望把能源成本降下来,绿电利用率也能提上去。
按团队规划,未来6—12个月的重点是首批种子客户POC测试。具体打法是拿轻量化Kubernetes调度插件切入2—3家中小型自建机房或数据服务企业,做为期四周的A/B对照测试,验证12%—18%的电费节约目标,同时摸索阶梯订阅、节能收益分成等收费方式。
团队由哈尔滨商业大学学生宋颜芯带队,薛磊、范达铭、夏安、杨紫涵、衣双、张瑞等成员共同参与,范智强、郑志哲担任指导教师。团队曾获安永ESG大学生创新挑战赛二等奖。
对这支大学生创业团队来说,算法在理论上跑得通,只是产品走向产业应用的起点。从仿真环境进入真实数据中心,物理机柜加工与联调、真实设备协议适配、生产集群测试、长期运行验证,这些都还得做完。下一阶段的关键,是把技术优势变成真实机房中可量化、可复核的节能价值,并建立起客户愿意持续付费的模式,这也是绿枢智算商业化探索要面对的考验。