服务器虚拟化——以及由此实现的多租户云计算模式——常常能够达到CPU利用率水平，能够通过避免维护大型物理服务器中心而消除众多隐形成本和管理效率低下的问题。但是采用虚拟机使用更少服务器这样临时抱佛脚的做法也有其弊端，特别是在数据中心能耗问题上尤为明显。

　　我们很合乎逻辑地就会假设我们只需支持更少的硬件设备，即高度虚拟化的云计算就能产生更少的热量、冷却以及整体的能源成本。当然，这只是云计算供应商们以及他们客户们的一厢情愿而已，这也是诸如联邦数据中心整合计划（这是一个由美国政府主导的计划，其目的是在2015年实现数据中心能源成本降低90%，减少数据中心数量从2，094至1，132）这样项目得以实施的内在因素。

　　从理论上来说，更好的服务器资源使用应当能够实现更高的能源效率和更低的能源成本，但在云计算供应商的环境中事实并非如此简单。简单封装多个虚拟机至更少的物理硬件设备并不足以实现电费降低。事实上，如果整合措施实施不当的话，数据中心的能耗甚至还会增加。

　　在云计算中减少能源使用和能源成本并不与减少整体能源负载成正比。其原因在于：整合两个原本是独立的物理服务器成一个虚拟平台的容量需求实际上可能导致吞吐量下降以及其他的性能问题。而当性能下降时，成功完成任务所需的能源会有所增加。在云计算数据中心之间转移工作负载所需的能源因素也变得更加具有不确定性了。

　　美国电网的限制

　　由于美国电网的老化（这主要是由于美国电网在很大程度上仍然对还在服役的上个世纪50年代机械式断路器和控制器的依赖），这些挑战也变得复杂起来。这个电网还不具备处理在多个云计算之间实现高容量工作负载快速迁移的能力，这也引发了实施方式的严重问题。这种不稳定性可能会迫使云计算供应商在冗余电源和备用路由上花费更多，这也就无形中增加了云计算项目的运行成本。

　　对于美国电网支持能力的普遍担忧并不仅仅是云计算的弹性需求，而且也是消费需求的升级要求。美国电网配备的输电线路勉强支撑着整个国家近乎贪得无厌的电力需求。根据去年斯坦福大学教授Jonathan Koomy发布的报告称，从2005年到2010年数据中心消费占美国电网总容量的2%。可以想象，大规模可扩展性和高度分散的云计算服务将比传统计算模式消费更多的能源。

　　出于各种可说不可说的原因，目前很难升级美国电网输电线路的容量。这使总部在美国的云计算供应商们在设计他们云计算环境构架时更关心能源问题——特别是美国电网的限制。

　　我们并不是在为云计算服务宣扬一个世界末日的景象。相反，我们是在敦促云计算设计与实施中的忧患意识和全局意识。关于云计算供应商如何积极主动地面对这些挑战有很多理论，例如要求公用事业公司提供电网响应模型。在这个模型中，当电网使用率较高时，公用事业公司将发送消息信号给供应商。然后，云计算供应商就会把应用程序工作负载转移到位于其他电网使用率较低区域的设备上。

　　管理在云计算中的数据中心能耗

　　还有这么多问题仍然没有得到解决，那么供应商们该如何处理云计算中数据中心的能耗问题呢？良好的第一步就是找出随按需环境交付服务而产生的所有挑战。认识到服务器整合带来了固有的资源争用问题，这个问题可能会降低能效，从而要求供应商们在设计他们的数据中心整合战略时非常小心。这个过程始于了解哪些应用程序是专为云计算而经过优化的。

　　所有的工作量都不是平等创建的，特别是在资源需求方面。根据服务不同，支持可接受性能等级所需的能源等级也相差极大。例如，一个运行在云计算环境中的多层应用程序通常由多个运行在多个物理服务器上的虚拟机支持，这就需要一台验证访问凭据的验证服务器、一台前端请求分类服务器、一台后台数据库服务器等等。

　　上面的例子以及类似的情况都要求实现动态协调和分配资源，其中也包括电力。你需要有一个进行架构设计的方法以实施服务器整合，当确定是否需要把特定工作量迁移至云计算时，需将电源动态因素一并考虑。这并不是说多层应用程序和复杂应用程序无法迁往云计算环境，但是为了确保应用程序的性能，云计算供应商们必须确定其架构是否支持优化能效的算法。

    所有这些问题都强调需要设计与自动化两方面的灵活性，从而根据不同资源情况支持容量的动态分配。能够满足这些要求的云计算供应商们在需求空间中也很难有机会。但是，达到这一目的并不是一个简单的任务。