权力是一切现代技术的先导。詹姆斯·瓦特的蒸汽机为工厂提供了动力，爱迪生和特斯拉的发明为路灯提供了动力，现在，化石燃料和可再生资源为电脑和电话中数万亿个晶体管供电。用人类学家莱斯利·怀特的话说："在其他条件相同的情况下，文化发展的程度直接取决于人均每年利用和投入使用的能源量。"不幸的是，大多数传统的发电方式根本不可持续。燃烧煤炭或天然气会释放二氧化碳，直接导致全球变暖，威胁全球生态系统的栖息地，进而威胁人类。如果我们不能将影响降到最低，我们的世界将处于危险的不稳定状态——大规模灭绝的可能性将更大，而大规模饥荒、干旱、移民和冲突将只可能分流而不是避免。互联网是这一严重威胁的主要来源吗？否：近年来，全球所有数据中心的用电量占全球总用电量的2-3%，而电力消耗并不是造成人类碳排放的唯一因素。运输（主要用于汽车、卡车、轮船、火车和飞机的石油）和工业加工（钢铁、化学制品、重工业等）也造成了类似数量的碳排放。不过，在用电量方面，一些互联网行业分析师估计，在可预见的未来，数据中心的总能耗（以千瓦时为单位，而不是全球耗电量的百分比）可能每四年翻一番——这使得互联网能源的使用不仅仅是重新布置折叠椅……像Cloudflare这样的互联网基础设施是如何起作用的到功耗？计算能力资源分为终端用户（如显示此页面的手机或计算机）和网络基础设施。这种基础设施同样分为"网络服务"（如内容交付）和"计算服务"（如数据库查询）。Cloudflare提供了这两种类型的服务，并且在这两种服务中都具有可持续性影响——本文描述了我们的想法它。我们的网络Cloudflare网络在考虑电源时有一个巨大的优势。我们在世界各地运行一个由几乎相同的机器组成的同质网络，所有这些机器都在相似的硬件上运行相同的代码。同样的服务器响应CDN请求，阻止大规模DDoS攻击，以worker的形式执行客户代码，甚至向1.1.1.1提供DNS请求。当有必要为某个问题带来更多容量时，我们可以通过调整互联网上的流量路由来实现这一点，而不是在全球175个地点要求浪费的容量开销。这些因素结合在一起可以显著减少浪费的数量，因为它们意味着我们不会有大量的硬件闲置在那里，不做有意义的工作就消耗能源。据一项研究显示，一个公共云内的服务器平均CPU利用率为4.15%到16.6%，而Cloudflare的edge的运行效率明显高于最高水平-结束。一Cloudflare为客户提供的功能之一是缓存，在缓存中，我们记得客户以前对请求的响应。这使得最靠近访问者的边缘位置能够立即响应请求，从而节省了请求通过互联网到达客户源服务器的时间。这会立即节省能源，因为通过互联网发送数据需要交换机和路由器来做出消耗电力的决定。从缓存提供响应与为web请求提供服务的最低功耗要求非常接近；我们从内存或磁盘读取数据并立即返回。相比之下，当客户的源站必须为请求提供服务时，Cloudflare避免了两个额外的成本：首先，即使请求到达源站，也常常需要在Internet上进行多次跳，每次跳都需要CPU周期和所消耗的能量。其次，请求通常需要执行大量代码，甚至需要运行数据库查询。节省的成本是如此之大，以至于我们经常让客户启用我们的缓存来保持其服务器的运行，即使他们的请求量将超过他们的容量；如果我们的缓存被禁用，他们几乎会立即失败。这意味着，我们不仅节省了客户的CPU周期，而且还防止他们购买和运行多台服务器，从而相应地提高了能耗和环境影响。我们在互联网上的广度也意味着我们能够执行的性能优化具有不成比例的影响。当我们加速TLS或修复CPU暂停时，我们将从发送到1300万个不同网站的请求中减少毫秒的CPU。几乎不可能将所有这些性能改进都集成到其中的每一个源中，但是使用Cloudflare，它们只会看到更少的请求和能量得救了。我们的使用蜡或牛油蜡烛制造光的能源效率大约为0.01%。一个现代的发电厂用煤气为LED灯泡供电，效率接近10%，提高了1000倍。因此，我们能做的最有力的事情之一就是让人们用更少的钱完成同样的工作能源。我们的与这个概念的联系不仅存在于我们的网络中，但在我们提供的无服务器计算平台上，Cloudflare工人。许多管理现代服务器和服务如何运行的约定都是从计算主机时代直接产生的，在计算机时代，一台大型计算机就可以运行一个作业。与其他基于该传统的平台不同，我们不向客户销售服务器、虚拟机或容器；而是使用一种称为隔离的技术。隔离表示一种轻量级的方法来运行一段代码，它以较少的开销提供相同的安全保证，允许成千上万不同客户的代码在少数计算机上高效地执行。一个传统的计算机系统运行一个程序可能同样有效，但随着我们的世界转向无服务器计算，成千上万的代码文件在一台机器上运行，孤立了闪亮。进来一个传统的计算机系统操作系统和用户正在执行的代码之间复杂的安全舞蹈可以消耗高达CPU功耗的30%。这种情况只会在最近的补丁中变得更糟，因为需要防止推测性的执行漏洞。隔离共享一个运行时，它可以管理运行数千个客户脚本所需的安全隔离，而无需返回到操作系统。我们能够简单地消除这30%的开销，使用这些能力执行有用的代码相反。另外，通过能够使用几毫秒的CPU时间而不是传统进程所需的数百毫秒的CPU时间来启动隔离，我们能够快速动态扩展，更有效地使用我们现有的硬件。隔离允许我们只在客户实际希望执行的代码上花费CPU周期，而不是浪费开销。事实上，这些影响是如此巨大，以至于我们已经开始重建我们自己的部分内部基础设施，作为独立供电的Cloudflare工人，部分是为了为我们自己和我们的客户。抵消剩下的是什么这意味着我们最终用于我们的行动的能量只是它所需能量的一小部分为了达到同样的目的任务。最后年，我们通过购买可再生能源证书（REC）来中和我们在北美的所有用电量，朝着中和剩余碳足迹迈出了重要的一步。今年，我们扩大了我们的业务范围，包括我们在世界。我们目前在全球75多个国家/地区拥有175个数据中心，在旧金山（我们的全球总部）、伦敦、新加坡、纽约、奥斯汀、圣何塞、香槟、华盛顿特区、北京、悉尼和慕尼黑设有11个办事处。为了减少我们的碳足迹，我们购买了REC，以满足全球所有数据中心和办公室100%的电力消耗好吧。还有我们的同事Jess Bailey在去年写道，可再生能源每产生一兆瓦时（MWh）的电能就产生一个REC，像风力涡轮机或太阳能电池板。可再生能源被分散到电力传输系统中，类似于水在配水系统中的流动方式——每一种都在其各自的"管道"中不可分割地混合在一起，而且不可能追踪你使用的任何特定电子，或你饮用的一滴水最初是从哪里来的。REC是一种跟踪电网可再生能源量（和来源）的方法，其作用类似于每兆瓦时的收据贡献。作为去年，我们注意到，这项行动是我们可持续发展计划的重要组成部分，我们将与具有卓越用电效率（PUE）的数据中心合作，我们已经在我们所有的办公室。什么时候再加上我们能够大幅减少必须通过互联网传输的数据量和必须到达客户来源地的请求数量，我们希望不只是被认为是中立的，但要对互联网本身的可持续性产生大规模和长期的积极影响。