从首个键值数据库节能团标发布 看软硬复合节能优化的新路径
如今，全球都在迈入数字化转型的新时代，云计算、AI等信息技术驱动着数据中心的大规模部署，全球机柜数量激增，数据中心的计算和处理能力不断加强，对应的能耗就越来越大。
我国近几年推动的新基建、东数西算等新政策，为数据中心行业的大发展带来了很好的契机，同时也在引导数据中心行业向绿色环保的方向发展。
2018年起，E企研究院（益企研究院）开启“数字中国万里行”，足迹已遍布8个枢纽节点，实地考察了7个数据中心集群，走访考察的区域逐步扩大，这些思路和步骤与2022年国家提出的“东数西算”战略一脉相承。
在益企研究院创始人、首席研究员张广彬（狒哥）看来，无论是数据中心的建设者还是使用者，对于可持续发展有了更深刻的理解，在“经营的可持续”和“环境的可持续”双重考量下，从减排优化的角度继续强化IT架构创新迭代来提升能源整体利用效率，通过技术驱动实现“数据节能”，构建智能、绿色、高效能的基础设施提升竞争力。
在数据中心节能方面，目前业界对清洁能源利用、机房建筑节能设计、余热回收、服务器硬件节能等方面进行了较多的探讨。但对于软件复合节能优化的研究尚在起步阶段。最近，由腾讯云联合多家产业机构与中国电子节能技术协会共同研制的国内首个数据库节能减排报告—-《键值型数据库技术及节能要求》标准获批准，益企研究院邀请行业专家共同探讨“从节能减排看软件发展未来”的话题，为行业内软件的节能减排提供了解题新思路。
为什么数据中心软件节能减排很重要？
与“西气东输”“西电东送”“南水北调”等工程相似，“东数西算”是一个国家级算力资源跨域调配战略工程，核心是解决我国东西部算力资源供需不均衡的现状，让算力能够得到最高效的应用。
提到数据中心的节能减排，首先就会想到PUE这个指标，早期的数据中心PUE平均值在2以上，也就是说有一半电量是消耗在计算设备以外。2022年6月工信部等六部门发布《工业能效提升行动计划》中明确规定，到2025年，新建大型、超大型数据中心PUE优于1.3。
为了能够提升电源使用效率，降低PUE，目前数据的搭建是一个非常复杂的过程。例如现在的很多互联网公司在数据中心选址的时候，会充分考虑到当地的气候因素。腾讯云位于广东清远和江苏仪征的两大数据中心就充分借助了当地日照时间长的特点，部署了分布式光伏，利用光能发电，从而实现数据中心的节能降耗。
除了外部数据中心选址的考究，数据中心内部的节能减排同样重要，服务器、机架，散热等等配件都是数据中心节能减排需要考虑的因素。
但值得注意的是，长期以来，人们对数据中心软件的节能减排关注并不多。目前在数据中心IT设备利用率不断提高的情况下，软件方面的节能减排已经成为很多厂商的重点方向，比如数据库作为云计算的基础服务之一，其性能的提升将会直接影响硬件设备的使用效率。
键值型数据库是解决大数据场景下电商、游戏、直播、短视频、区块链等一系列场景下非结构化数据频繁读写、高并发低延时支持等需求的重要技术。
2020年的时候，由腾讯牵头发起的《键值型数据库系统技术及节能要求》团体标准立项申请，在中国电子技术节能协会数据中心节能技术委员会正式获批。今年7月该标准正式获准并在行业内推广。
从实践来看，这个标准的应用，让腾讯数据中心的节能能够达到30%以上，同时这一标准在行业内具有前瞻性和影响力，开创了数据库软件节能减排的先河，更好的助力我国双碳战略的实现。
代码优化 腾讯云数据库的“十二字方针”
腾讯每天产生大量的数据，数据更是呈指数级增长，在庞大数据处理的需求之下，碳排放量与日俱增。这种情况下，腾讯云借助技术之力对数据库进行优化，在云端实现降本增效，从而实现节能减排的目标。
据腾讯互娱研发效能部副总经理李从兵介绍，通过对数据中心数据库软件的优化，中心的节能能够达到30%以上，一年可以节约用电大约有3.94亿度，减排二氧化碳的这样一个当量能够达到8.26万吨。碳的排放当量大约等于说种植451万棵大树，约合3900个足球场大小的森林，可以说节能效果是非常显著的。
双碳战略落地为王，腾讯秉承节约优先，技术进步、综合治理十二字方针。通过对代码的优化，减少对硬件资源的使用，从而实现节能降耗。同时强化技术创新，向技术要能效，为实现双碳战略提供强大的动力。最后，为了保证最终应用效果的达成，综合企业降本增效的大目标，腾讯通过综合考核的方式来保证方案的落地，形成综合治理的格局。
腾讯积极响应国家号召，大力推动核心技术的自主可控，把数据库技术作为企业数字化的基石，通过自研数据库为数字经济的发展提供了有力的支撑。目前，腾讯数据库攻克了将近60项核心的关键技术部分的数据库，产品实现了关键模块的百分之百的自研，让核心数据库技术不再受制于人，为推进数据库技术自动自主可控，有着里程碑式的意义。
随着中国数据库行业不断的发展壮大，腾讯数据库已然成为数据库中国力量的关键一员。腾讯将继续肩负数据库行业发展的使命，用实力迎接新的机遇与挑战。
双碳实践 用软件系统构建节能减排技术体系
腾讯拥有海量的业务，海量业务背后是一个庞大的数据库的集群在支撑，在带来诸多挑战的同时，也让腾讯有了更多的机会去挑战每个技术难题。据腾讯云腾讯数据库专家工程师、TcaplusDB的产品负责人张铭介绍，站在节能的视角，腾讯云从架构设计、功能设计、部署、SDK运营等全生命周期，更好地利用软件系统来构建节能减排技术体系。
例如，2019年凭借多年的积累和在游戏分布式系统情景中适配能力，TcaplusDB做为腾讯完全自研的NoSQL数据库，正式成为腾讯云Tcaplus，通过腾讯云对外提供服务。结合了腾讯云的优势后，腾讯云Tcaplus又在多租户、安全性、开放API和多语言SDK等方面有了极大的提升。
在资源的优化方面，TcaplusDB已经深度优化了存储引擎，推出全托管的分布式存储服务，让硬件资源的使用更加合理，包括对整个资源的使用总量进行优化来实现。同时站在用户的视角，为用户提供合理的功能性的选择，让更加贴近用户的应用场景，最终通过场景的一个合理应用来实现低碳环保。
同时，TcaplusDB针对计划内扩容和计划外扩容，提出了不同的解决方案，根据实际情况随机应变，灵活处理，并通过对可用区故障的自动切换与修复，在技术上支持跨可用区和单设备的故障自动切换和修复，既保障了扩容的速度和效率，又做到对玩家的完全无感。
TcaplusDB分布式的能力非常强，能够同时索引不同于大家常见的顺序索引等，它的核心是一款哈希的索引。基于这种哈希索引下，索引本身底层技术架构决定了它在面对海量的读写的时候，效率会非常非常高。
在应对流量高峰的时候，TcaplusDB通过存算分离的方式来保证资源的合理使用，早在2017年春节期间，TcaplusDB就经历了连续七天的深夜扩容，在系统能力不足的情况下，通过开启读分流规避方案，成功度过高峰期。
随着中国数据行业的不数据库行业不断的发展壮大，腾讯数据库已然成为数据库中国力量的关键一员。值得一提的是这些由腾讯游戏自研的数据库系统，键值型数据库系统的技术及节能要求标准的发布表明，游戏技术的应用能够在助力社会价值增效方面发挥着独特的价值。腾讯游戏也将沿着科技向上的这样一个道路继续向前探索，加大在数据库基础研发的投入，持续提升产品核心竞争力，为业界提供了数据库软件优技术优化的技术方案，促进大家增强软硬一体的节能意识和相关的技术发展，最终达到降低数据中心整体能耗节能减排。