执行概要
凭借先进的技术、值得信赖的网络专业知识，以及在推动生态系统标准化方面发挥的积极作用，英特尔已经成为 5G 领域的先锋及信息和通信技术 (ICT) 行业出众的网络芯片提供商， 对于应对气候变化也发挥着重要作用。
英特尔一贯的企业责任承诺植根于英特尔的宗旨。根据我们在企业责任方面的 2030 年 “RISE” 战略和目标1，我们希望通过我们的技术，以及员工的专业知识和热情，打造一个更负责、更包容、更可持续的世界。英特尔持续采取行动，以减少自身供应链和全球制造所产生的气候足迹，并提高产品能效。
从运营的角度来看，网络排放的主要来源是为网络供电所用的电力2，这在网络产品产生的排放中占主导地位。
国际电信联盟 (ITU) 对移动和固定网络的减排目标进行了计算。这些科学碳目标 (SBT) 将指引行业实现政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 为 2030 年定下的将全球变暖限制在 1.5℃ 的目标3。
可再生能源是运营商采取的一项基本减排策略，但这并不是一套完整的解决方案，而且还面临着与易变性、电网现代化以及可用性 （在某些市场） 相关的一系列挑战。产品效率对于实现行业减排目标、减少能耗和控制能源成本至关重要。
此外，对于能源、运输和农业等高排放行业，运用技术提高效率已经成为当务之急。
本文是 “网络转型体验专题系列 (Network Transformation Experience Kit)” 的一部分，您可访问 https://networkbuilders.intel.com/network-technologies/network-transformation-exp-kits， 查看完整内容。
引言
能源和网络排放
除用户设备外，网络产品的主要排放来源就是在其运行生命周期内用于支持网络的电力。这类 “在用产品” 运行所产生的碳是网络产品排放的主要构成。
虽然 ICT 行业的总体排放较低 （仅占全球排放量的 2%-4%4），但该行业也需要制定移动和固定网络的减排目标。这些科学碳目标由国际电信联盟计算得出，将指引行业实现政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 为 2030 年定下的将全球变暖限制在 1.5℃ 的目标。
网络能耗挑战
对于网络而言，挑战主要在于：要在数据量逐年持续增长的环境中实现全球性的减排。2021 年，移动网络中的数据增长就达到了 42%5。
虽然 5G 网络的频谱效率比前几代网络更高，但 mMIMO 天线等额外设备的增加和分配的频谱可能增加网络的整体能耗6。
能耗成本是运营商运营支出 (OPEX) 的一个重要方面，因此，除了排放因素，成本也是驱动网络能效提升的重要推动力。
可再生能源是运营商采取的一项基本减排策略，但这并不是一套完整的解决方案，而且还面临着与易变性和市场可用性相关的一系列挑战。针对传统电站设计的全国性输电网需要进行大量投资改造才能处理风能和太阳能等可再生能源，这将是一个复杂的转型过程，会牵涉诸多利益相关方，且耗时颇久。
解决方案和技术
产品效率
英特尔以渐进的方式投资于每一代产品，以实现其较上一代的优化，从而为业界提供完善的网络解决方案组合。英特尔的技术已广泛部署于核心网、接入网和智能边缘。近年来，虚拟化、容器化和云网络技术带来了深刻的行业变革。网络功能如今都部署在各种基于英特尔® 技术和商用操作系统的卷 x86 服务器上。这一广泛、强大的软硬件生态系统能够支持主流的节能功能，重点旨在提高性能、优化功耗和降低时间敏感型应用的时延。
电源和资源管理技术
现代处理器通过高级配置和电源接口 (ACPI)7 提供内核和封装睡眠状态（C 状态）管理以及内核频率（P 状态）的细粒度控制，从而优化功耗以匹配流量负载。以下文章概述了第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的电源管理功能：https://builders.intel.com/docs/networkbuilders/power-management-technology-overview-technology-guide.pdf
最新几代的处理器还进行了若干优化，以确保在主动使用电源管理时可达到时延和数据包丢失相关的网络服务级别协议 (SLA)。以下链接中的文章举例说明了频率转换上的优化可如何支持网络服务级别协议：https://networkbuilders.intel.com/solutionslibrary/power-management-enhanced-power-management-for-low-latency-workloads-technology-guide
利用 AI 实现闭环电源管理
网络流量会因位置和一天中的时间段而异。虽然底层的处理器技术是平台电源管理的基础，但构建一个闭环电源管理解决方案堆栈还需要多个软件层。图 1 展示了英特尔® CPU 电源管理技术、平台遥测、监控和分析系统。这套解决方案还具备一个编排层，能够实现基于分析采取行动。来自平台的遥测数据可编制成用户定义的报告，用于提供洞察并推动闭环编排决策。例如，在低流量期间，可以整合工作负载并调节频率或调整睡眠状态，从而在不影响服务级别协议的前提下降低功耗。
英特尔与 BT Applied Research 共同编写的 “资源调优型高能效网络切片技术指南 (Resource Tuning Energy Efficient Network Slices Technology Guide)” 提供了这方面的一个示例。该指南介绍了将英特尔® Speed Select 技术 - Base Frequency（英特尔® SST-BF）和英特尔® 资源调配技术（英特尔® RDT）用于多租户网络切片工作负载时所展现出的显著能效优化。https://networkbuilders.intel.com/solutionslibrary/intel-technologies-for-resource-tuning-energy-efficient-network-slices
网络位置
无线接入网
无线接入网 (RAN) 由基站、有源天线单元和回传设备组成，其能耗占到了整个网络能耗的 60-80%8。运营商开展了诸多计划，如网络规划、频谱管理、站点级的可再生能源和产品/技术更新等，这些都是减排方案中的一部分。此外，无线和产品功能等其他方面 （如符号、信道或载波睡眠模式，以及通过云化 RAN 解决方案实现的处理器指令加速和基带池化等） 也提供了额外的节能方式。
除了运营商开展的计划，无线和产品功能等其他方面也提供了节能机会。
- 第三代合作伙伴计划 (3GPP) 标准：根据当前标准，多种技术可用于实现自动唤醒/睡眠模式，包括关机、符号、信道或载波。
- 大规模多入多出 (mMIMO)：mMIMO/有源天线单元 (AAU) 和功率放大器中的数字处理组件需要芯片级别的相关功能来实现根据负载动态管理电源。无线环境和终端用户客户体验十分复杂，可能需要利用机器学习/人工智能 (ML/AI) 技术实现管理9。
- 集中式/虚拟 RAN（云化 RAN）：这类解决方案可用于实现更具可预测性的平均负载，从而在标准服务器环境中跨多个远程无线单元进行电源管理。
- 应用和基带处理：处理器开发人员也在不断构建新的指令，以供应用提高性能。此类指令i 包括英特尔® 高级加密标准新指令 （英特尔® AES-NI）、英特尔® 高级矢量扩展 512 （英特尔® AVX-512） 和面向 AI 的矢量神经网络指令 (VNNI)。在节能方面，CPU 功能套件中包含 MWAIT、MONITOR、PAUSE 和 UMWAIT 等指令，让 CPU 能够进入低功耗的 C 状态。
英特尔® FlexRAN 是一款软件开发套件，也是一个支持项目，适用于 RAN 和边缘用例中的商用 5G 基站。https://builders.intel.com/docs/networkbuilders/virtual-ran-vran-with-hardware-acceleration.pdf
无线解决方案的复杂性为机器学习/人工智能应用提供了优化性能的用武之地。例如，借助英特尔的 AI 软件 BigDL 2.0，智能 5G L2 MAC 调度器在频谱效率、服务质量 (QoS) 和网络资源利用率方面的网络性能提升了约 15%。https://builders.intel.com/docs/networkbuilders/intelligent-5g-l2-mac-scheduler-powered-by-capgemini-netanticipate-5g-on-intel-architecture-v13.pdf
核心网和数据中心
过去十年，核心网已经从专用设备和时分复用 (TDM) 网络转移到在站点采用光互联的基于卷 x86 服务器的全 IP 虚拟化环境。这些服务器可以托管在大型数据中心，采用专用电源和冷却解决方案，从而大幅提高效率10。这么做也便于部署全面的电源管理、遥测和处理器节能功能。
英特尔® Network Builders 生态系统合作伙伴 Intracom Telecom 就采用了英特尔的解决方案来预测 VNF 流量水平，并根据传入负载动态调整基于数据平面开发套件 (DPDK) 的 VNF 所用的处理器内核频率。以 24 小时为单位，系统消耗的电能平均降低了 14%，降幅最高达到了 35%。更多信息，请参见 “Intracom Telecom 机器学习提升 NFV 能效” 一文。https://builders.intel.com/docs/networkbuilders/intracom-telecom-machine-learning-boosts-nfv-energy-efficiency.pdf
作为公司环保战略的一部分，英特尔 IT 团队凭借颠覆性的服务器技术将数据中心电源使用效率 (PUE) 降低至出色的 1.06。这也减少了浪费和用水，详见 “大规模绿色计算” 一文。https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/it-management/intel-it-best-practices/green-computing-at-scale-paper.html
智能边缘的使能影响
边缘计算指将处理能力迁移至更靠近终端用户的位置，从而支持严格要求低时延的应用。英特尔® Smart Edge Open 是一套边缘计算软件工具包，能支持客户构建面向边缘优化的平台，其中也包括电源管理功能。详情可见 https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/developer/tools/smart-edge-open/overview.html
“使能影响” 是指为降低服务总体足迹而部署技术解决方案的成本 （以排放量计）。英特尔与各大设备制造商和系统集成商合作，为能源、制造、运输和农业等高排放行业提供基于可互操作、可扩展的安全物联网技术以及先进的数据分析打造的全新智能解决方案。
例如，英特尔与 Iberdrola 公司合作，在电网的不同节点 （在本例中为二级变电站） 实现了高级计算功能。此举是配电网数字化的重要一步。更多信息请见 https://www.iberdrola.com/innovation/edge-computing-electricity-grid 和 https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/energy/energy-overview.html
其他资源可从数字气候联盟链接中获取。
总结
英特尔一贯的企业责任承诺植根于英特尔的宗旨。根据我们在企业责任方面的 2030 年 “RISE” 战略和目标，我们希望通过我们的技术，以及员工的专业知识和热情，打造一个更负责、更包容、更可持续的世界。
作为 5G 领域的先锋和行业中出众的芯片提供商，英特尔在提高全球网络能效和可持续性方面发挥着重要作用。
在本解决方案简介中，我们概述了一系列功能和技术，也举例说明了这些技术在网络、RAN、核心网、数据中心和智能边缘等各个领域的部署。
对于能源、制造、运输和农业等高影响行业而言，利用技术减少碳足迹是在这些行业实现减排的关键。