在这个封闭的时代，有大量的市民通过视频会议来工作。但是，当他们用燃烧汽油的通勤方式换取数字连接时，他们每两小时的视频所消耗的个人能源要大于他们在四英里火车上所消耗的燃料份额。此外，数以百万计的学生在网上“开车”上课，而不是步行。
与此同时，在数字世界的其他角落，科学家们疯狂地部署算法来加速研究。然而，一个人工智能应用程序的模式学习阶段比10000辆汽车一天消耗更多的计算能量。
这种改变社会能源使用的宏大“实验”至少在一个高层次的事实集中是间接可见的。到4月的第一周，美国汽油使用量下降了30%，但总体电力需求下降不到7%。这一动态事实上表明了未来的一个潜在趋势。虽然交通燃料的使用最终会反弹，但真正的经济增长与我们以电力为燃料的数字未来息息相关。
COVID-19危机凸显了2020年互联网与2008年经济上一次崩溃时（一个世纪前的互联网）相比，是多么的复杂和强大。如果当时发生了全国性的停工，那么现在在家办公的几千万人中的大多数都会加入到近2000万下岗人员的行列中。对于大学和学校来说，让数以千万计的学生在家里学习也不太现实。
分析人士广泛记录了各种家庭活动导致的互联网流量的大幅增长。从网上杂货店到视频游戏和电影流媒体，各种各样的数字流量指标都急剧上升。到目前为止，系统已经很好地处理了这一切，云一直都是可用的，除了偶尔的小插曲。
在COVID-19危机期间，云的角色不仅仅是一键式的电话会议和视频聊天。远程医疗终于开始了。我们已经看到，例如，应用程序迅速出现，帮助自我评估症状，人工智能工具投入工作，以加强X光诊断和帮助接触追踪。云还使研究人员能够快速创建临床信息的“数据湖”，为当今用于治疗和疫苗研究的超级计算机的天文容量提供燃料。
人工智能和云的未来将为我们带来更多的上述内容，以及实用的家庭诊断和有用的基于虚拟现实的远程医疗，更不用说新疗法的超加速临床试验了。这并没有说明云技术在80%的不属于医疗保健领域的经济中还能发挥什么作用。
尽管这些新功能给我们带来了兴奋，但所有云计算背后的基石仍将是对能源的持续不断增长的需求。我们的人工智能工作场所不仅没有节约能源，而且未来使用的能源比以往任何时候都要多，这是科技行业在未来几年迅速需要评估和考虑的挑战。
新的信息基础架构
云是至关重要的基础设施。这将而且应该改变许多优先事项。就在几个月前，科技巨头们还在互相推诿，承诺减少能源使用，并为他们的运营推广“绿色”能源。毫无疑问，这些问题仍将很重要。但可靠性和弹性——简而言之，可用性——现在将成为最优先考虑的问题。
正如国际能源署（IEA）执行主任法蒂赫•比罗尔（Fatih Birol）上个月在外交上轻描淡写地提醒选民们，风能和太阳能的未来：“今天，我们正在见证一个更加依赖数字技术的社会，“这突出表明决策者需要在极端条件下仔细评估灵活性资源的潜在可用性。”在COVID-19危机之后的经济压力时期，社会必须付出的代价，以确保“可用性”将重要得多。
用太阳能和风能技术提供高可靠性的电力仍然是昂贵得令人望而却步。那些声称太阳能/风能处于“电网平价”的人并没有看到现实。数据显示，在风能/太阳能发电所占份额远高于美国的欧洲，电网千瓦时的总成本大约高出200%至300%。值得注意的是，包括科技公司在内的大型工业用电用户普遍享受电网平均值的大幅折扣，这让消费者背负了沉重的负担更高的成本。
简单地说：这意味着消费者要花更多的钱来为他们的家庭供电，这样大型科技公司就可以花更少的钱来为智能手机提供数据照明。（我们将看到市民对政府的这种不对称有多宽容。）
实际上，许多这样的现实被云的能量动态与个人交通的能量动态相反的事实所掩盖。对于后者，消费者在给汽车油箱加满油时可以看到90%的能源消耗在哪里。不过，说到“联网”智能手机，99%的能源依赖都是远程的，隐藏在云端庞大但基本上看不见的基础设施中。
对于那些没有经验的人来说，为云提供动力的贪婪的数字引擎位于成千上万个看不见的、不起眼的仓库级数据中心，在那里，成千上万个冰箱大小的硅机器机架为我们的应用提供动力，在那里存储着爆炸性的数据量。甚至许多数字认知者也惊讶地发现，每一个这样的机架每年燃烧的电量都超过50特斯拉。除此之外，这些数据中心还与市场相连，市场上有更多的耗电硬件，这些硬件推动字节沿着由玻璃电缆组成的大约10亿英里的信息高速公路行驶，并通过400万个单元塔，形成一个更为庞大的无形虚拟高速公路系统。
因此，全球信息基础设施——从网络和数据中心到惊人的能源密集型制造工艺——已经从几十年前的一个不存在的系统发展到现在每年大约使用2000兆瓦时的电力。这比全世界每年500万辆电动汽车使用的电力多100多倍。
换句话说：这意味着，按比例计算，每部智能手机的平均用电量要大于普通家用冰箱的年用电量。所有这些估计都是基于几年前的情况。
更数字化的未来将不可避免地消耗更多的能源
一些分析人士现在声称，尽管近年来数字通信量大幅增长，但以数据为中心的能源使用的效率增长现在已经放缓甚至持平。这种说法面临着最近的事实趋势。自2016年以来，数据中心在硬件和建筑方面的支出急剧增加，同时硬件的功率密度也大幅跃升。
无论近年来数字能源需求增长是否放缓，云计算的扩张速度都将大大加快。云能源需求是否会相应增长，在很大程度上取决于数据使用的增长速度，特别是云的用途。能源需求的任何显著增长都将使满足云计算的核心运营指标（始终可用）的工程和经济挑战变得更加困难。
在过去的五年中，建造的数据中心的面积超过了前十年。甚至还有一类新的“超大规模”数据中心：硅填充的建筑物，每一个都占地超过100万平方英尺。从房地产的角度来看，这些就相当于一个世纪前摩天大楼的诞生。但是，尽管目前世界上只有不到50座超高建筑，其规模相当于帝国大厦，但全球已经有大约500个超高比例的数据中心。后者拥有超过6000座摩天大楼的集体能源需求。
我们不必猜测是什么推动了云流量的增长。排在榜首的是人工智能，更多的视频，尤其是数据密集型虚拟现实，以及在网络“边缘”扩展微型数据中心。
直到最近，关于人工智能的大多数新闻都集中在它作为工作杀手的潜力上。事实是，人工智能是一系列生产力驱动工具中的最新一个，这些工具将复制生产力增长在历史进程中的一贯做法：为更多人创造就业净增长和更多财富。我们需要更多的两者来恢复COVID-19。但那是另一个故事了。目前，人工智能在个人健康分析、药物输送、医学研究和求职等各个方面都发挥着重要作用，这一点已经很清楚。很有可能人工智能最终会被视为一个“好”的网络
不过，就能源而言，人工智能是迄今为止对数据最为饥渴、耗电最多的硅应用——世界希望使用数十亿这样的人工智能芯片。一般来说，用于机器学习的计算能力每几个月就翻一番，这是摩尔定律的一种超版本。例如，去年Facebook就指出，人工智能是其数据中心用电量每年翻番的关键原因。
在不久的将来，我们还应该预料到，在经历了数周的关停之后，在小型平面屏幕上视频会议的不足，消费者已经准备好迎接基于虚拟现实的视频时代。虚拟现实需要图像密度增加1000倍，并将推动数据流量增长约20倍。尽管时断时续，但这项技术已经准备就绪，未来的高速5G网络浪潮有能力处理所有这些额外的像素。但它需要重复：因为所有的比特都是电子，这意味着更多的虚拟现实导致比今天的预测更多的功率需求。
除此之外，最近的趋势是在“边缘”上建立更接近客户的微型数据中心。光速太慢，无法将人工智能驱动的智能从远程数据中心传送到实时应用，如会议和游戏虚拟现实、自动车辆、自动化制造或“智能”物理基础设施，包括智能医院和诊断系统。（医疗保健的数字化和能源密集度本身已经很高，而且还在不断上升：一平方英尺的医院已经比其他商业建筑的一平方英尺消耗了大约5倍的能源。）
目前，Edge数据中心预计在十年内将新增10万兆瓦的电力需求。从长远来看，这远远超过了整个加州电网的电力容量。同样，这些都不在任何能源预测者近年来的路线图上。
数字能源优先权会转移吗？
这就给我们带来了一个相关的问题：后冠状病毒时代的云公司会继续把重点放在能源消耗或可用性上吗？我所说的放纵，是指公司在其他地方（包括海外）投资风力/太阳能发电，而不是直接为自己的设施供电。这些远程投资被“记入”当地的一个设施，声称它是绿色能源，即使它实际上并不为该设施供电。
没有什么能阻止任何寻求环保的公司与传统电网物理上断开连接，建立自己的本地风能/太阳能发电系统，除非这样做，并确保24/7的可用性，将导致该设施的电力成本增加约400%。
就目前来看，全球信息基础设施的耗电量已经超过了全球所有太阳能和风能发电厂的总和，这一点很有帮助。因此，这个星球上没有足够的风能/太阳能供科技公司——更不用说其他任何公司——购买作为“信用”来抵消所有数字能源的使用。
正在研究数字能源趋势的少数研究人员预计，未来十年，云燃料的使用量可能至少增加300%，而那是在我们的全球大流行之前。与此同时，国际能源署（iea）预测，在此期间，全球可再生能源发电量将“仅仅”翻一番。这一预测也是在冠状病毒爆发前的经济形势下做出的。国际能源机构现在担心，经济衰退将耗尽财政对昂贵的绿色计划的热情。
无论围绕发电技术的问题和争论如何，信息基础设施运营商的优先事项将越来越多地、而且必然地转向其可用性。这是因为云正迅速变得更加与我们的经济健康，以及我们的精神和身体健康密不可分。
所有这些都应使我们对从大流行病和前所未有的经济关闭中复苏的另一面感到乐观。微软在其19日的能源宣言中指出：“人类繁荣的进步……与能源的使用密不可分。”我们以云为中心的21世纪基础设施也不会有什么不同。结果会是件好事。