К концу 1990-х годов Интернет стал вездесущим в жизни многих людей. Поскольку его пользовательская база ежегодно увеличивается вдвое, а пользовательский контент бесконтрольно растет, Интернет подавлял всю инфраструктуру, созданную для его обслуживания. Чтобы не отставать от этого роста, предприятия начали инвестировать в более надежную серверную инфраструктуру в надежде удовлетворить большие потребности пользователей в увеличенной вычислительной мощности, большем пространстве хранения и более высокой скорости сети. Вскоре стало очевидно, что темпы роста интернет-трафика и контента в ближайшем будущем не снизятся, и предприятиям потребуется более постоянное решение для размещения пользователей Интернета. Этот спрос на более эффективную основу для Интернета стал катализатором, который стимулировал создание 3 миллионов центров обработки данных, действующих в настоящее время в Соединенных Штатах. Несмотря на то, что центры обработки данных стали жизненно важными для повседневного функционирования Интернета, они, несомненно, виновны в формировании нездоровой зависимости мира от Интернета. Эта зависимость сделала кибер-мир настолько переплетенным с реальным миром, что пользователи ожидают, что эта антропогенная система будет реагировать мгновенно и работать безупречно. Таким образом, движимые постоянно растущими ожиданиями пользователей, центры обработки данных создали цикл непрерывного строительства объектов, способных производить больше энергии. К несчастью,

При просмотре Интернета пользователи скрыты от его внутренней работы. Пользователи не могут видеть ни движение данных между своим компьютером и сетью, ни энергию, необходимую для облегчения этого взаимодействия. Хотя эта абстракция упрощает работу пользователей, она скрывает вредный побочный продукт их веб-активности - загрязняющее воздействие, которое она оказывает на окружающую среду.

Почти каждое действие, совершаемое в Интернете, связано с выбросом углерода: при поиске в Google выделяется 0,2 г CO 2 , при просмотре видео на YouTube всего 10 минут выделяется 1 г CO2, а простое владение учетной записью Gmail в течение года приводит к выбросу. 1200 г CO 2 . Независимо от того, активно ли пользователь использует Интернет или нет, углеродный след пользователя количественно оценивается объемом данных, которые создает пользователь, и их последующими манипуляциями, которые могут быть независимыми от действий пользователя. Таким образом, повсеместная компенсация выбросов углерода, сопровождающая использование Интернета, требует повышения эффективности обработки данных. Этого можно добиться, сосредоточив внимание на основном обработчике данных в Интернете - центрах обработки данных.

Ежегодно центры обработки данных становятся заметно более энергоэффективными; однако любое повышение эффективности впоследствии съедается увеличением спроса со стороны пользователей. От большинства центров обработки данных клиенты ожидают не только высокой скорости, но и гарантированной целостности данных и повсеместного обслуживания. Хотя эти ожидания могут быть оправданы центрами обработки данных, они создают несколько узких мест для энергоэффективности центра обработки данных, которые необходимы для обеспечения ожидаемого почти безупречного обслуживания. Вот некоторые из этих узких мест: высокопроизводительное серверное оборудование, легкодоступные системы бесперебойного питания (ИБП), мощные системы поддержания температуры. Чтобы обслуживать данные по минимуму, центру обработки данных просто необходимо электричество, достаточное для питания его серверного оборудования. Как правило, любое дополнительное электричество используется для поддержки больших нагрузок на сервер и,

Для количественной оценки энергоэффективности, с которой работает центр обработки данных, в отрасли используется показатель эффективности использования энергии (PUE). Этот показатель рассчитывается путем деления общего количества электроэнергии, потребляемой центром обработки данных, на энергию, необходимую для работы серверного оборудования. По сути, это описывает дополнительную электроэнергию, необходимую для поддержания нормальной работы серверного оборудования. Идеальный PUE - это 1.0, что означает, что вся электроэнергия, используемая центром обработки данных, потребляется исключительно серверным оборудованием, но это также означает, что никакая электроэнергия не потребляется механизмами охлаждения, освещением или любыми другими накладными расходами, что маловероятно. В США центры обработки данных в среднем достигают показателя PUE 1,85; тем не мение, это значение во многом зависит от размера центра обработки данных, который обычно коррелирует с масштабом работы и качеством инфраструктуры. Таким образом, становится менее удивительным тот факт, что для небольших центров обработки данных PUE обычно составляет 2,0, а для крупных центров обработки данных - всего 1,1. Хотя средний PUE для крупных центров обработки данных ниже, чем для небольших центров обработки данных, это недостаточный показатель для сравнения инфраструктур. Эта метрика полезна только для измерения эффективности центра обработки данных по отношению к самому себе и не дает полной информации об общем потреблении энергии центром обработки данных, что является жизненно важным фактором при вычислении более показательной метрики: углеродного следа центра обработки данных. 0, а в крупных центрах обработки данных PUE может составлять всего 1,1. Хотя средний PUE для крупных центров обработки данных ниже, чем для небольших центров обработки данных, это недостаточный показатель для сравнения инфраструктур. Эта метрика полезна только для измерения эффективности центра обработки данных по отношению к самому себе и не дает полной информации об общем потреблении энергии центром обработки данных, что является жизненно важным фактором при вычислении более показательной метрики: углеродного следа центра обработки данных. 0, а в крупных центрах обработки данных PUE может составлять всего 1,1. Хотя средний PUE для крупных центров обработки данных ниже, чем для небольших центров обработки данных, это недостаточный показатель для сравнения инфраструктур. Этот показатель полезен только для измерения эффективности центра обработки данных по отношению к самому себе и не дает полной информации об общем потреблении энергии центром обработки данных, что является жизненно важным фактором при вычислении более показательной метрики: углеродного следа центра обработки данных.

В 2016 году правительство США выпустило исследование использования энергии центрами обработки данных, которое стало первым за последнее десятилетие полным анализом данной темы. В ходе исследования было подсчитано, что центры обработки данных в США в 2014 году потребили 70 миллиардов кВтч электроэнергии, что составляет 1,8% от общего энергопотребления страны за этот год. По оценкам, в том же году центры обработки данных израсходовали 626 миллиардов литров воды, что соответствует 1 литру воды на каждые 0,11 кВтч. Для сравнения: 0,11 кВтч может обеспечить питание 40-ваттной лампочки только примерно на 3 часа. В качестве альтернативы, среднее ежедневное потребление электроэнергии для дома в США составляет 30,03 кВтч. Если бы это количество электроэнергии было потреблено центром обработки данных, это эквивалентно примерно 273 литрам воды, что является рекомендуемым потреблением воды для мужчин в течение трех месяцев. Из-за чрезмерного потребления электроэнергии и воды, в дополнение к нескольким меньшим факторам, на центры обработки данных, по оценкам, ежегодно приходится около 2% общих глобальных выбросов парниковых газов, или около 648 миллиардов килограммов CO.2 в 2014 году. Представители отрасли заявляют, что в ближайшие годы они смогут модернизировать свои объекты без увеличения их пропорционального вклада в общие глобальные выбросы парниковых газов, но независимо от правдивости их заявления их целью должно быть не только поддержание их потребления, но и минимизировать это.

В некоторой степени несовместимо с зарегистрированным экстремальным потреблением энергии, центрам обработки данных не обязательно требуется вся затрачиваемая ими электроэнергия для нормальной работы; Фактически, для большинства центров обработки данных использование только половины их среднего общего энергопотребления приведет к оказанию услуг, почти идентичных по качеству их обычным услугам. Причина, по которой центры обработки данных потребляют вторую половину своего среднего общего потребления энергии, коренится в ожидании предоставления «безупречных» услуг своим клиентам. Эта услуга определяется тремя обещаниями: высокая скорость сети, гарантированная целостность данных и, что наиболее важно, постоянная функциональность. Хотя центры обработки данных стремятся достичь такого уровня обслуживания, они знают, что достичь совершенства невозможно. Следовательно, они потребляют значительную часть дополнительной энергии, чтобы свести к минимуму риск возникновения любой ошибки, влияющей на обслуживание, в пределах объекта. Хотя большинству клиентов не требуется такой уровень обслуживания, для некоторых клиентов любой период недоступности центра обработки данных может создать серьезный риск для их бизнеса. Точно так же для центра обработки данных любой период, в течение которого они не могут обслуживать запросы, также может создать серьезный риск для их бизнеса - потерять клиентов. В результате у многих государственных центров обработки данных нет другого выбора, кроме как расходовать еще больше энергии для удовлетворения высоких ожиданий своих клиентов в отношении услуг, несмотря на то, что они знают, что эта дополнительная потребляемая энергия, почти не зависящая от ее объема, в основном приведет лишь к незначительному увеличению их услуга. Хотя большинству клиентов не требуется такой уровень обслуживания, для некоторых клиентов любой период недоступности центра обработки данных может создать серьезный риск для их бизнеса. Точно так же для центра обработки данных любой период, в течение которого они не могут обслуживать запросы, также может создать серьезный риск для их бизнеса - потерять клиентов. В результате у многих государственных центров обработки данных нет другого выбора, кроме как расходовать еще больше энергии для удовлетворения высоких ожиданий своих клиентов в отношении услуг, несмотря на то, что они знают, что эта дополнительная потребляемая энергия, почти не зависящая от ее объема, в основном приведет лишь к незначительному увеличению их услуга. Хотя большинству клиентов не требуется такой уровень обслуживания, для некоторых клиентов любой период недоступности центра обработки данных может создать серьезный риск для их бизнеса. Точно так же для центра обработки данных любой период, в течение которого они не могут обслуживать запросы, также может создать серьезный риск для их бизнеса - потерять клиентов. В результате у многих государственных центров обработки данных нет другого выбора, кроме как расходовать еще больше энергии для удовлетворения высоких ожиданий своих клиентов в отношении услуг, несмотря на то, что они знают, что эта дополнительная потребляемая энергия, почти не зависящая от ее объема, в основном приведет лишь к незначительному увеличению их услуга. любой период, когда они не могут обслуживать запросы, также может создать серьезный риск для их бизнеса - потерять клиентов. В результате у многих государственных центров обработки данных нет другого выбора, кроме как расходовать еще больше энергии для удовлетворения высоких ожиданий своих клиентов в отношении услуг, несмотря на то, что они знают, что эта дополнительная потребляемая энергия, почти не зависящая от ее объема, в основном приведет лишь к незначительному увеличению их услуга. любой период, когда они не могут обслуживать запросы, также может создать серьезный риск для их бизнеса - потерять клиентов. В результате у многих государственных центров обработки данных нет другого выбора, кроме как расходовать еще больше энергии для удовлетворения высоких ожиданий своих клиентов в отношении услуг, несмотря на то, что они знают, что эта дополнительная потребляемая энергия, почти не зависящая от ее объема, в основном приведет лишь к незначительному увеличению их услуга.

Есть несколько факторов, на которые центры обработки данных расходуют дополнительную энергию. Одним из наиболее важных факторов является поддержание низких температур и уровней влажности в помещении для обеспечения работы оборудования и защиты данных клиентов. Один из методов, который используют многие центры обработки данных для поддержания своего контролируемого климата, - это использование блоков кондиционирования воздуха в компьютерных залах (CRAC). Это устройства, которые контролируют и поддерживают температуру воздуха, производя холодный воздух, который распространяется по всему помещению и охлаждает серверные стойки. Затем этот воздух направляется обратно в блоки CRAC, чтобы повторять процесс бесконечно. Поддерживая прохладную температуру в центре обработки данных, объект обеспечивает длительный срок службы оборудования и сводит к минимуму риск его повреждения или отключения из-за перегрева. Кроме того, в большинстве блоков CRAC также есть компоненты увлажнителя, которые помогают поддерживать умеренную относительную влажность в центре обработки данных. Крайне важно контролировать влажность в центрах обработки данных, чтобы она не становилась ни слишком сухой, ни слишком влажной. В сухой атмосфере вероятность возникновения электростатического разряда (ESD) увеличивается, что может привести к повреждению или повреждению данных. С другой стороны, во влажной атмосфере частицы пыли становятся более восприимчивыми к прилипанию к электрическим компонентам и, таким образом, снижают способность компонентов к теплопередаче и дополнительно способствуют их коррозии. Теперь должно быть очевидно, что блоки CRAC и альтернативные механизмы охлаждения не только играют полезную роль в центрах обработки данных, контролируя атмосферные переменные, но и в результате обеспечивают целостность оборудования.

Может показаться выгодным продлить срок службы оборудования как можно дольше; однако следует отметить, что в большинстве центров обработки данных средний срок службы сервера составляет около 4,4 года, прежде чем его заменят обновлением. Таким образом, центры обработки данных могут уменьшить количество энергии, потребляемой их охлаждающими механизмами, только стремясь поддерживать минимальную температуру воздуха, которая обеспечивала бы срок службы части оборудования, равный продолжительности его цикла обновления. Исторически для эффективного достижения этой цели использовались блоки CRAC, но по мере того, как средняя вычислительная мощность в сервере со временем растет, тепло, которое требуется блокам CRAC, также растет. Это вынуждает блоки CRAC расходовать все больше энергии для выполнения своих задач по техническому обслуживанию, что может оказать заметное влияние на общее потребление энергии центром обработки данных, но также подразумевает большие объемы охлаждающей жидкости, необходимой для работы самих устройств. Используемые охлаждающие жидкости обычно содержат галоидоуглероды или хлорфторуглероды, которые являются умеренно токсичными веществами, которые могут способствовать разрушению озонового слоя. Учитывая, что недостатки CRAC и сопутствующее им вредное воздействие на окружающую среду со временем усиливаются, крайне важно, чтобы центры обработки данных начали инвестировать в альтернативные системы охлаждения, такие как испарительные чиллеры, чтобы внедрить механизм охлаждения, который не только поддерживает его эффективность, но и минимизирует экологическую угрозу с течением времени. Используемые охлаждающие жидкости обычно содержат галоидоуглероды или хлорфторуглероды, которые являются умеренно токсичными веществами, которые могут способствовать разрушению озонового слоя. Учитывая, что недостатки CRAC и сопутствующее им вредное воздействие на окружающую среду со временем усиливаются, крайне важно, чтобы центры обработки данных начали инвестировать в альтернативные системы охлаждения, такие как испарительные чиллеры, чтобы внедрить механизм охлаждения, который не только поддерживает его эффективность, но и минимизирует экологическую угрозу с течением времени. Используемые охлаждающие жидкости обычно содержат галоидоуглероды или хлорфторуглероды, которые являются умеренно токсичными веществами, которые могут способствовать разрушению озонового слоя. Учитывая, что недостатки CRAC и сопутствующее им вредное воздействие на окружающую среду со временем усиливаются, крайне важно, чтобы центры обработки данных начали инвестировать в альтернативные системы охлаждения, такие как испарительные чиллеры, чтобы внедрить механизм охлаждения, который не только поддерживает его эффективность, но и минимизирует экологическую угрозу с течением времени.

Помимо систем охлаждения, еще одним фактором, в который центры обработки данных вкладывают значительное количество дополнительной энергии для максимального повышения качества обслуживания, является сбор альтернативных источников питания, которые будут использоваться в случае отказа основного источника питания. Даже небольшое отключение электроэнергии может нарушить целостность данных или даже сделать службу недоступной, что является неприемлемым результатом. Чтобы предотвратить такую ​​возможность, центры обработки данных имеют системы бесперебойного питания (ИБП), которые могут временно обеспечивать питание своих объектов в случае возникновения чрезвычайной ситуации. В этих системах обычно используются свинцово-кислотные батареи в качестве источников питания, но у них есть недостатки, заключающиеся в небольшом среднем сроке службы, составляющем 2,5 года, а также в гарантированном негативном воздействии на окружающую среду, поскольку в их производстве часто используются разрушительные методы добычи полезных ископаемых. Еще больше усугубляя недостатки систем ИБП, центры обработки данных обычно имеют резервные дизельные генераторы в дополнение к своим свинцово-кислотным аккумуляторным батареям, поскольку современные аккумуляторные технологии неспособны обеспечивать автономное питание среднего центра обработки данных в течение длительного периода времени. В случае, если резервные генераторы не израсходуют все запасы дизельного топлива достаточно быстро, запасы дизельного топлива могут истечь и должны быть утилизированы. Это выброшенное топливо является неизбежной тратой. Такая трата топлива неизбежна и увеличивает экологический долг всех центров обработки данных, который образовался как побочный продукт их бесконечной практики получения минимальной выгоды при больших экологических затратах. Центры обработки данных обычно имеют резервные дизельные генераторы в дополнение к их свинцово-кислотным аккумуляторам, потому что современные аккумуляторные технологии неспособны обеспечить автономное питание среднего центра обработки данных в течение длительного периода времени. В случае, если резервные генераторы не израсходуют все запасы дизельного топлива достаточно быстро, запасы дизельного топлива могут истечь, и их следует утилизировать. Это выброшенное топливо является неизбежной тратой. Такая трата топлива неизбежна и увеличивает экологический долг всех центров обработки данных, который образовался как побочный продукт их бесконечной практики получения минимальной выгоды при больших экологических издержках. Центры обработки данных обычно имеют резервные дизельные генераторы в дополнение к свинцово-кислотным аккумуляторам, поскольку современные аккумуляторные технологии неспособны обеспечивать автономное питание среднего центра обработки данных в течение длительного периода времени. В случае, если резервные генераторы не израсходуют все запасы дизельного топлива достаточно быстро, запасы дизельного топлива могут истечь, и их следует утилизировать. Это выброшенное топливо является неизбежной тратой. Такая трата топлива неизбежна и увеличивает экологический долг всех центров обработки данных, который образовался как побочный продукт их бесконечной практики получения минимальной выгоды при больших экологических затратах. срок годности хранимого дизельного топлива может истечь, и его необходимо утилизировать. Это выброшенное топливо является неизбежной тратой. Такая трата топлива неизбежна и увеличивает экологический долг всех центров обработки данных, который образовался как побочный продукт их бесконечной практики получения минимальной выгоды при больших экологических издержках. срок годности хранимого дизельного топлива может истечь, и его необходимо утилизировать. Это выброшенное топливо является неизбежной тратой. Такая трата топлива неизбежна и увеличивает экологический долг всех центров обработки данных, который образовался как побочный продукт их бесконечной практики получения минимальной выгоды при больших экологических издержках.

Стремясь максимально повысить надежность всех аспектов своего обслуживания, в дополнение к защите от сбоев, связанных с внешним оборудованием, центры обработки данных всегда должны быть готовы к внезапным и часто редким скачкам нагрузки на серверы. Чтобы снизить этот риск, любые активные серверы не могут работать, используя всю свою доступную мощность, потому что серверу требуются легко доступные вычислительные мощности в случае пиковых нагрузок трафика данных, которые часто случаются редко. В результате средняя загрузка сервера может колебаться только от 10% до 45%, в зависимости от качества инфраструктуры центра обработки данных. В дополнение к этому ограничению активные серверы в центре обработки данных еще больше расходуют энергию, потому что обычно от 10% до 30% из них являются серверами-вампирами. Серверы вампиров - это активные серверы, которые не выполняют никакой работы, а вместо этого бездействуют, все еще используя то же количество энергии. В отличие от ограничений использования сервера, это является побочным продуктом плохого управления инфраструктурой, и его легко избежать. Эта халатность в сочетании с неспособностью центров обработки данных одновременно обеспечивать максимальное использование серверов и гибкую обработку пиковых нагрузок приводит к тому, что центры обработки данных тратят почти 90% электроэнергии, используемой для питания серверов, что приводит к ненужному увеличению углеродного следа центров обработки данных.

Несмотря на то, что центры обработки данных являются фундаментальной необходимостью для функционирования Интернета, отрицательное воздействие на окружающую среду дополнительной энергии, затрачиваемой на выполнение ожиданий клиентов в отношении качества их обслуживания, в конечном итоге перевешивает положительное антропологическое воздействие их почти незначительных улучшений обслуживания. Этот дисбаланс неуклонно увеличивался за последние два десятилетия, потому что пользователи Интернета безоговорочно приняли все улучшения в скорости и надежности. К сожалению, стоимость ресурсов для получения повышенного качества обслуживания часто оказывается несоразмерной стоимости улучшений обслуживания. Это неравенство скрыто от пользователей Интернета и заставляет их ожидать такой производительности, не зная о затратах. Исходя из страха нанести ущерб своему бизнесу,

Несмотря на значительный вклад центров обработки данных в загрязнение на протяжении многих лет, людям потребовалось примерно до 2007 года, чтобы заметить масштабы своей проблемы с загрязнением благодаря опубликованным исследованиям, детализирующим их воздействие на окружающую среду. Даже тогда, в следующие несколько лет наблюдалось растущее общественное стремление сплотиться против их огромного углеродного следа, и к 2012 году, частично мотивированные подвигом плохой рекламы, центры обработки данных начали активно инвестировать в улучшения инфраструктуры и управления, что привело бы к сокращению их углеродный след. Из этих улучшений наиболее выгодным для всего мира стала диверсификация источников энергии центров обработки данных за счет увеличения их потребления возобновляемой энергии.

Начиная с 2010 года Гринпис начал кампанию по распространению информации о скрытой зависимости центров обработки данных от угля. В ходе этой кампании Гринпис показал, что от 50% до 60% электроэнергии, используемой центрами обработки данных Facebook, вырабатывается непосредственно из угля. Первоначально Facebook отклонил обвинение, заявив, что у них нет контроля над методами, используемыми сетью для производства электроэнергии, но в течение следующего года, реализовав возможность стимулировать рост возобновляемой энергии, Facebook стал одной из первых технологических компаний, публично заявивших о себе. обязуются полностью обеспечить свои центры обработки данных возобновляемыми источниками энергии.

С момента принятия своих обязательств Facebook добился нескольких успехов в сокращении выбросов углекислого газа и побудил другие технологические компании сделать то же самое. В 2012 году Facebook создал проект Open Compute Project, который представляет собой отраслевую инициативу по обмену спецификациями и передовыми методами построения наиболее энергоэффективных и экономичных центров обработки данных. Это получило некоторую поддержку в отрасли, и Facebook использовал его для введения показателя эффективности использования воды (WUE), который становится все более популярным в отрасли. Этот показатель предоставляет более значимые данные о потреблении энергии, чем PUE, поскольку его можно использовать для оценки общего потребления воды и электроэнергии в центре обработки данных с использованием средних значений по отрасли. В результате этих шагов вперед,

Стремясь не уступать конкурентам, другие крупные технологические компании также приложили усилия для уменьшения воздействия своих центров обработки данных на окружающую среду и содействия изменениям в отрасли. Учитывая, что в 2016 году исследование показало, что только 12% общих выбросов углерода центрами обработки данных генерируется внутри объекта, а остальные 88% приходятся на производство сторонних ресурсов, таких как электричество и вода, было ясно, что центры обработки данных Необходимо было сосредоточить больше внимания на том, где они закупают необходимые ресурсы, чем на способах их использования в центрах обработки данных. Что касается сокращения выбросов углерода в результате использования воды, некоторые компании добились прогресса в использовании большего количества серой и морской воды для использования в своих центрах обработки данных. В 2012, Центр обработки данных Google недалеко от Атланты полностью перешел на переработку сточных вод для использования в охлаждающих механизмах и сбрасывает излишки очищенной воды в близлежащую реку Чаттахучи. Что еще более впечатляюще, в 2013 году, после строительства своей большой солнечной фермы в Северной Каролине, Apple смогла объявить, что все ее центры обработки данных теперь работают на 100% возобновляемой энергии. Эта энергия поступает из комбинации возобновляемой энергии, покупаемой у энергетических компаний, и возобновляемой энергии, которая генерируется на месте. Многие компании начали следовать по пути этих компаний, чтобы увеличить процент использования чистой энергии, а для некоторых небольших компаний этот вариант буквально был бы недоступен без помощи более крупных компаний. после строительства своей большой солнечной фермы в Северной Каролине Apple смогла объявить, что все ее центры обработки данных теперь работают на 100% возобновляемой энергии. Эта энергия поступает из комбинации возобновляемой энергии, покупаемой у энергетических компаний, и возобновляемой энергии, которая генерируется на месте. Многие компании начали следовать по пути этих компаний, чтобы увеличить процент использования чистой энергии, а для некоторых небольших компаний этот вариант буквально был бы недоступен без помощи более крупных компаний. после строительства своей большой солнечной фермы в Северной Каролине Apple смогла объявить, что все ее центры обработки данных теперь работают на 100% возобновляемой энергии. Эта энергия поступает из комбинации возобновляемой энергии, покупаемой у энергетических компаний, и возобновляемой энергии, которая генерируется на месте. Многие компании начали следовать по пути этих компаний, чтобы увеличить процент использования чистой энергии, а для некоторых небольших компаний этот вариант буквально был бы недоступен без помощи более крупных компаний.

Учитывая большие потребности центров обработки данных в энергии, крупные компании имеют рычаги воздействия на коммунальные предприятия, чтобы подтолкнуть их к использованию возобновляемых источников энергии. Duke Energy, крупнейшая энергокомпания в стране, подверглась давлению с целью увеличения производства возобновляемой энергии. Под влиянием требований таких компаний, как Apple и Google, Duke Energy за последние 8 лет уже инвестировала более 4 миллиардов долларов в солнечные и ветряные установки в 12 штатах. Помимо стремления к более чистым источникам электроэнергии, многие центры обработки данных работают со своими местными муниципалитетами над созданием взаимовыгодных водоочистных сооружений, которые сокращают количество отходов воды и применяют более экологически безопасные методы очистки воды. Это принесет пользу центрам обработки данных, поскольку даст больший контроль над компенсацией выбросов углерода в воде, которую они будут потреблять, а также местным жителям, предоставив им больше возможностей для получения чистой воды. Благодаря достижениям крупных компаний, небольшие центры обработки данных смогли извлечь выгоду из этих недавно созданных объектов возобновляемой энергии; фактически, для некоторых новый объект был единственной разумной возможностью использовать возобновляемую энергию. В конечном счете, постоянные успехи в сокращении выбросов углерода, достигнутые крупными технологическими компаниями, снизили их собственное воздействие на окружающую среду, а также стали хорошим примером для небольших компаний, чтобы они могли практиковать такую ​​же внимательность в будущем. фактически, для некоторых новый объект был единственной разумной возможностью использовать возобновляемую энергию. В конечном счете, постоянные успехи в сокращении выбросов углерода, достигнутые крупными технологическими компаниями, снизили их собственное воздействие на окружающую среду, а также стали хорошим примером для небольших компаний, чтобы они могли практиковать такую ​​же внимательность в будущем. фактически, для некоторых новый объект был единственной разумной возможностью использовать возобновляемую энергию. В конечном счете, постоянные успехи в сокращении выбросов углерода, достигнутые крупными технологическими компаниями, снизили их собственное воздействие на окружающую среду, а также стали хорошим примером для небольших компаний, чтобы они могли практиковать такую ​​же внимательность в будущем.

Помимо внешних сокращений выбросов углерода, доступных для центра обработки данных, в инфраструктуре центра обработки данных также есть несколько возможных улучшений. Как упоминалось ранее, хорошо известной серьезной проблемой инфраструктуры центра обработки данных является загрузка серверов. Многие серверы центров обработки данных эффективно используют в среднем от 10% до 20% мощности, потребляемой их серверами. Это в значительной степени связано с ограничением физического сервера, который может быть установлен только в одном приложении, тогда как приложения могут иметь несколько физических серверов. Поскольку большинству приложений не всегда требуется максимальная мощность сервера, их серверы часто продуктивно используют лишь часть своей энергии. Следовательно, это приводит к значительному и ненужному вкладу в выбросы углерода центром обработки данных. К счастью, В последние годы многие центры обработки данных смогли избежать этой проблемы за счет внедрения виртуализации. Благодаря виртуализации физический сервер может обеспечивать работу нескольких виртуальных серверов, расположенных в облаке. Виртуальный сервер выполняет процессы так же, как и физические серверы, поэтому для одного физического сервера становится возможным разместить процессы для нескольких приложений, поскольку вместо этих приложений будут установлены виртуальные серверы физического сервера. Благодаря этому было показано, что серверы могут безопасно увеличивать свою загрузку до 80%, что значительно повышает эффективность. Кроме того, поскольку физические серверы могут одновременно выполнять несколько заданий, центры обработки данных могут уменьшить количество активных серверов в своем объекте, что снижает совокупное тепловыделение центра обработки данных и углеродный след. Стимулируемые этими очевидными преимуществами, многие центры обработки данных обновляли свою инфраструктуру для поддержки виртуализации, и даже в 2011 году было зарегистрировано, что 72% компаний имели центры обработки данных, которые были виртуализированы как минимум на 25%. В связи с растущей популярностью облака нет сомнений в том, что внедрение виртуализации будет расти в будущем, и ее влияние на сокращение выбросов углерода в центрах обработки данных будет значительным.

Было показано, что есть центры обработки данных, которые охотно используют возможности по сокращению выбросов углерода, но также существует значительное число центров обработки данных, которые вообще не воспользовались этими возможностями. В 2014 году из 70 миллиардов кВтч электроэнергии, потребляемой центрами обработки данных в США, только 5% этого потребления можно отнести на счет огромных «гипермасштабируемых» центров обработки данных, построенных такими компаниями, как Apple, Facebook и Google, а остальные 95 % приходится на малые и средние центры обработки данных. Это кажется нелогичным, потому что эти центры обработки данных среднего размера в совокупности обрабатывают только 66% всего трафика центров обработки данных в целом. Это большое несоответствие между трафиком центра обработки данных и потреблением энергии этими двумя классами центров обработки данных показывает, что многие из этих центров обработки данных среднего размера в значительной степени энергоэффективны. Эта неэффективность в первую очередь связана с отсутствием у этих центров обработки данных стимулов вносить изменения, чтобы стать более энергоэффективными. Для этого им придется вложить значительные средства в модернизацию своей серверной инфраструктуры и потратить время на обучение своего ИТ-персонала новой инфраструктуре, что затруднительно из-за ограничений, налагаемых небольшими масштабами их компании. Таким образом, многие из доступных в центрах обработки данных обновлений, снижающих выбросы углерода, приносят пользу только гипермасштабируемым центрам обработки данных, поскольку они не страдают от тех же ограничений, что и центры обработки данных среднего размера.

В настоящее время стимулы для компаний обновлять или заменять свои центры обработки данных среднего размера могут быть незначительными, но в ближайшие годы будет слишком сложно игнорировать преимущества становления клиентом гипермасштабируемого центра обработки данных. Согласно прогнозам, к 2020 году на гипермасштабируемые центры обработки данных будет приходиться 68% от общей вычислительной мощности центров обработки данных в мире и они будут обслуживать 53% от общего объема трафика центров обработки данных в мире. Это увеличение на 74% и 55%, соответственно, по сравнению с их значениями в 2015 году. Такой прогнозируемый рост популярности связан с комплексным эффектом повышения стоимости, энергоэффективности и качества обслуживания в гипермасштабируемых центрах обработки данных на протяжении многих лет. Кроме того, небольшие центры обработки данных заметят трудности с размещением своего будущего трафика, учитывая, что ежегодный глобальный трафик центров обработки данных, по прогнозам, увеличится с 4. От 7 триллионов гигабайт в 2015 году до 15,3 триллионов гигабайт в 2020 году. С этим увеличением объема данных на 326% будет намного сложнее справиться для небольших центров обработки данных, чем для гипермасштабируемых центров обработки данных, поскольку использование серверов небольших центров обработки данных в настоящее время примерно в 4 раза меньше, чем у гипермасштабируемых центров обработки данных, и ожидается, что к 2020 году он будет лишь незначительно увеличиваться. В результате эта неспособность вынудит небольшие центры обработки данных принять решение: обновить свою устаревшую инфраструктуру или стать клиентом гипермасштабируемого центра обработки данных. Несмотря на то, что маловероятно, что небольшие центры обработки данных будут проводить модернизацию энергоэффективной инфраструктуры в будущем, их будущий вклад в глобальные выбросы углерода, вероятно, будет уменьшен, если они решат вместо этого перенаправить свой трафик в гипермасштабируемые центры обработки данных.

Центры обработки данных претерпели серьезную эволюцию с момента своего бума во время пузыря доткомов в конце 1990-х годов. Они стали жизненно важными для функционирования Интернета и временно сыграли неотъемлемую, но абстрактную роль в повседневной жизни многих пользователей Интернета. Несмотря на явные преимущества, которые они дали современному миру, центры обработки данных были более вредными с экологической точки зрения, чем с антропологической полезностью. Эта вездесущая экологическая угроза проистекает из их растущего энергопотребления и постоянного негативного воздействия на окружающую среду, которое оно оказывает.

В то время как часть энергии, потребляемой центрами обработки данных, эффективно используется для функционирования приложений, оставшаяся энергия в значительной степени расходуется на неэффективную инфраструктуру объектов и их инвестиции в погоню за недостижимым качеством обслуживания. Качество предоставляемых услуг особенно связано с масштабами антропологического и экологического воздействия центров обработки данных, как положительного, так и отрицательного. Эти две области воздействия имеют обратную взаимосвязь: положительное улучшение для одной области обычно приводит к более негативному будущему для другой; однако масштабы изменений не всегда одинаковы для обеих сфер.

В настоящее время в отрасли часто расходуется значительное количество энергии, чтобы дать незначительное повышение производительности, но сомнительно, заметят ли пользователи даже дарованные им улучшения. Заметят ли они, что изображение загружается на долю секунды быстрее, чем раньше? Или что файл, который они недавно загрузили в облако, теперь имеет несколько дублирующих копий для восстановления файла в случае его повреждения? Вероятный ответ заключается в том, что люди не заметят и даже не ожидают этих улучшений, но, несмотря на такую ​​возможность, компании по-прежнему стремятся предоставлять все более высокие скорости и услуги. В конечном итоге это подталкивает пользователей к тому, чтобы они привыкли к более высокому качеству обслуживания, которое в противном случае они бы проигнорировали. Этот опасный цикл продолжает вызывать дальнейшее загрязнение окружающей среды,

Будущее взаимосвязанных отношений между центрами обработки данных и окружающей средой может привести к множеству различных результатов. В одном случае центры обработки данных будут усиливать свою позитивную роль в разработке инноваций в области энергетики и способствовать их широкому внедрению, но в другом случае деструктивные циклические отношения между центрами обработки данных и их клиентами будут продолжать существовать и обеспечивать их постоянно растущий уровень экологичности. повреждать. Будущий результат взаимоотношений зависит не только от действий центров обработки данных, но также и от действий их пользователей. Чтобы добиться положительных изменений, необходимо, чтобы пользователи знали о токсичных побочных продуктах, возникающих в результате их киберактивности. Приводит ли это понимание к снижению их ежедневной потоковой активности или снижению зависимости от облака,

Будущее состояние окружающей среды, как и всегда, по сути определяется действиями людей. Пользователи технологий должны согласиться с тем, что, поскольку в прошлом они были удовлетворены более скромным обслуживанием, они могут быть удовлетворены таким же качеством обслуживания в будущем. Точно так же центры обработки данных могут сокращать ежегодный рост энергопотребления, но не гарантируется, что эта тенденция сохранится. Следовательно, чтобы обеспечить долговечность окружающей среды, в конечном итоге ответственность человека заключается не только в том, чтобы снизить уровень потребления, но и изменить свои отношения с окружающей средой до того, как их взаимосвязанное долголетие будет окончательно поставлено под угрозу.