Research on the green development trends and key technologies of NFV cloud computing

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2025.05.002

Abstract

Abstract:

This paper explores the green development trends and key technologies of Network Functions Virtualization (NFV) cloud computing, analyzing challenges such as high power consumption of domestic servers, limited energy-saving technologies, and outdated data center infrastructure. To address these problems, solutions including green low-carbon equipment, efficient cooling design, intelligent energy consumption management, and liquid cooling technology are proposed to enhance energy efficiency and reduce carbon emissions. NFV cloud computing must further optimize energy management and drive deep adoption of green technologies to support emerging technologies such as 6G and AI while contributing to national dual carbon goals.

Key words: NFV, cloud computing, green and low-carbon

CLC Number:

TN915

ZHAO Yuan, ZHANG Shuai, YU Qing, ZHANG Yi, XU Bin, YANG Xu. Research on the green development trends and key technologies of NFV cloud computing[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2025, 51(5): 12-21.

Add to citation manager EndNote|Ris|BibTeX

URL:

http://ictp.caict.ac.cn/EN/10.12267/j.issn.2096-5931.2025.05.002

http://ictp.caict.ac.cn/EN/Y2025/V51/I5/12

Figures/Tables 6

References 19

[1]	ETSI. In the light of ten years from the NFV introductory whitepaper[R], 2023.
[2]	ETSI. Evolving NFV towards the next decade[R], 2023.
[3]	尚华, 杨硕, 张一星. 绿色低碳化发展视角下数据中心电算网融合分析[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(5):59-64. doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2023.05.010
[4]	权良华, 王艺霖, 黎思越, 等. 基于RISC-V和可重构智能加速核的异构SoC系统设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(9):59-65.
[5]	闫润, 黄立波, 成元虎, 等. RISC-V特权架构配置的硬件实现影响研究[J]. 小型微型计算机系统, 2024, 45(4):1018-1024.
[6]	VISWANATHAN S M. AI chips: new semiconductor era, international journal of advanced research in science[J]. Engineering and Technology, 2020, 7(8):14687-14694.
[7]	阿多. 英特尔公布下一代处理器架构,大小核心混合设计[J]. 电脑知识与技术(经验技巧), 2020(9):53-54.
[8]	殷春燕. ARM:走大小核异构之路, 2013重新定义服务器价值[J]. 集成电路应用, 2012(12):10-12.
[9]	麒麟软件有限公司. 一种在大小核架构CPU下的多进程动态调度方法及系统: CN202411547727.1[P], 2024-12-03.
[10]	刘朝阳, 任博琳, 王则栋, 等. Chiplet技术发展与挑战[J]. 集成电路与嵌入式系统, 2024, 24(2):10-22.
[11]	华泰睿思. 华泰电子:全球先进制程发展迈入新阶段[EB/OL].(2024-09-25)[2025-02-20].http://m.toutiao.com/group/7418365752568316479/?upstream_biz=doubao.
[12]	李芳, 樊丽, 陈晨, 等. 纳米压印技术的产业化问题分析[J]. 集成电路应用, 2024, 41(4):13-17.
[13]	范懿锋, 董礼, 张延伟, 等. 扇出型晶圆级封装可靠性问题与思考[J]. 电子元件与材料, 2023, 42(5):505-513,520.
[14]	田文超, 谢昊伦, 陈源明, 等. 人工智能芯片先进封装技术[J]. 电子与封装, 2024, 24(1):17-29.
[15]	王晓莹, 张仲雯, 何海生. 嵌入式多核多任务实时DVFS调度方法仿真[J]. 计算机仿真, 2023, 40(8):500-504.
[16]	邬江兴, 刘勤让, 沈剑良, 等. 从SoC到 SDSoW:微电子发展的新范式[J]. 中国科学:信息科学, 2024(54):1350-1368.
[17]	王少波, 何丽华, 刘惟浩, 等. 面向降本增效的网络云节能降耗技术应用[J]. 广东通信技术, 2025, 45(1):49-52.
[18]	科智咨询, 中国信息通信研究院. 中国液冷数据中心市场深度研究报告[R], 2021.
[19]	严劲, 景焕强, 张子骜, 等. 数据中心液冷散热技术及应用[J/OL]. 中兴通讯技术, 1-12[2025-02-23]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1228.TN.20241212.1054.004.html.

冗余方式	工作方式描述	适用节能场景
1+1冗余,负荷分担	两路电源都正常工作,正常输出,负荷分担	节能要求一般的机房
1+1冗余,热备	一路主用电源正常输出;另一路处于热备空载状态,待机功耗很低。主用电源异常时,热备电源立即无缝切换主用	节能要求较高的机房
1+1冗余,休眠	主用电源正常输出,另一路处于休眠状态无输出。主用电源异常时,管理系统将休眠电源瞬时唤醒切换主用	节能要求极致的机房

冗余方式	工作方式描述	适用节能场景
1+1冗余,负荷分担	两路电源都正常工作,正常输出,负荷分担	节能要求一般的机房
1+1冗余,热备	一路主用电源正常输出;另一路处于热备空载状态,待机功耗很低。主用电源异常时,热备电源立即无缝切换主用	节能要求较高的机房
1+1冗余,休眠	主用电源正常输出,另一路处于休眠状态无输出。主用电源异常时,管理系统将休眠电源瞬时唤醒切换主用	节能要求极致的机房

单机架功耗上限/kW		5	7
按照单机架功率上限装机方案	非弹性装机单封闭冷通道服务器数量/个	180	260
按照单机架功率上限装机方案	非弹性装机单封闭冷通道功率利用率	93.82%	94.33%
封闭通道内插花弹性装机方案	弹性装机单封闭冷通道服务器数量/个	192	276
封闭通道内插花弹性装机方案	弹性装机单封闭冷通道功率利用率	99.56%	99.79%
弹性装机功耗使用率提升		5.74%	5.46%

单机架功耗上限/kW		5	7
按照单机架功率上限装机方案	非弹性装机单封闭冷通道服务器数量/个	180	260
按照单机架功率上限装机方案	非弹性装机单封闭冷通道功率利用率	93.82%	94.33%
封闭通道内插花弹性装机方案	弹性装机单封闭冷通道服务器数量/个	192	276
封闭通道内插花弹性装机方案	弹性装机单封闭冷通道功率利用率	99.56%	99.79%
弹性装机功耗使用率提升		5.74%	5.46%