Kako data centri jedu svetsku struju

Dom za nešto manje od 10.000 ljudi, Prinvil će se teško naći na must-see listi bilo kog turiste. Ipak, postoji jedna zanimljivost: kompanija Fejsbuk upravo u ovom gradiću ima svoja tri ogromna data centra, ili centra za skladištenje podataka, a u planu im je da izgrade bar još dva. Sledeći put kada budete postavili slike na Fejsbuk, setićete se Prinvila, jer će vaše fotke, sasvim moguće, završiti upravo u centru za skladištenje podataka u ovom gradu.
Ove zgrade, odnosno fabrike, veće su čak i od nosača aviona. Desetine hiljada ploča prostire se dugačkim hodnicima bez prozora, pa ni ne čudi zašto se osoblje ovih data centara po zgradama kreće – na skuterima. Kompleksi zgrada poput ovih u Prinvilu upravo su i svojevrsna blaga novih industrijskih kraljeva poput Marka Cukerberga, i ostalih koji trguju informacijama.

Možda ne izbacuju crni dim, ali i data centri imaju negativan uticaj na životnu sredinu. Sa povećanjem telefonskog saobraćaja i saobraćaja na internetu, informaciona industrija mogla bi da dovede do potpune eksplozije u korišćenju energije.

Ovo slikovito objašnjavaju i Šamini Bandel i Adam Levi u najnovijem podkastu žurnala Nature rečenicom:
„Mi smo društvo koje je gladno informacija i koristimo sve više i više podataka, a sve to crpi sve više i veše energije.“
Statistika pokazuje da data centri na godišnjem nivou koriste otprilike 200 teravat sati struje. To je više energije nego što neke zemlje godišnje troše (Iran je jedna od njih); to je već polovina struje koja se ukupno u svetu koristi za transport; i tih 200 teravat sati predstavlja 1 odsto globalne potražnje za električnom energijom. Pored toga, data centri „doprinose“ ukupnoj emisiji ugljenika sa oko 0,3 odsto, dok čitav ekosistem informacionih i komunikacionih tehnologija (koji se ukratko naziva ICT) učestvuje sa 2 odsto u globalnoj emisiji ugljenika.

Vrlo je teško predvideti budućnost kada je ovo u pitanju, ali pouzdano se zna da ona neće biti blistava. Naime, jedna od najcrnjih prognoza glasi da bi korišćenje struje od strane ICT-a moglo da pređe 20 odsto od ukupne globalne potrošnje električne energije, i to u veoma kratkom roku: slikovito, dok dete koje se rodi ove godine stasa u tinejdžera. Zanimljivo je i da će od tih 20 odsto više od trećine trošiti data centri.

Situacija još uvek nije zabrinjavajuća, ali stručnjaci upozpravaju da će se ona ubrzo promeniti.

„Trend (potrošnje) je trenutno dobar, ali je pod znakom pitanja kako će da izgleda za 5-10 godina“, objašnjava Dejl Sartor, koji nadgleda Centar za ekspertizu energetske efikasnosti u data centrima pri američkoj Nacionalnoj laboratoriji Lorens Berkli u Kaliforniji.

Naučnici i inženjeri širom sveta istražuju načine da ograniče negativni uticaj ICT industrije na životnu sredinu, pa tako rade na racionalizaciji računarskih procesa i prelasku na obnovljive izvore energije, kao i na istraživanju boljih načina za hlađenje data centara i recikliranje njihove otpadne toplote.

Moguća rešenja

Tokom poslednje decenije, potreba data centara za električnom energijom ostala je na približno istom nivou delom i zbog povećanja broja super-efikasnih informacionih fabrika koje koriste organizovanu i uniformnu kompjutersku arhitekturu koja može da skladišti nekoliko stotina hiljada servera. Takvi, huperscale data centri, nastali se pre oko 10 godina, kada se i pojavila potreba giganata kao što su Amazon i Gugl. U izveštaju iz 2016. godine, Nacionalna laboratorija Lorens Berkli procenila je da, ako 80 odsto servera u malim data centrima po SAD pređe u huperscale objekte, korišćenje električne energije bi opalo za čak 25 odsto. Danas u svetu postoji oko 400 takvih centara, a mnogo njih pruža usluge manjim korporacijama ili univerzitetima koji su ranije imali vlastite servere. Ovi centri trenutno koriste 20 odsto od ukupne količine struje koju troše data centri, a predviđa se da će do 2020. trošiti oko 50 odsto.
Ipak, kada se iscrpi moć skladištenja ovih huperscale centara, biće veoma teško naći adekvatnu zamenu. Jedna tehnika koja se sve češće primenjuje jeste da se serveri gase umesto što se stavljaju u tzv. idle mode ili model neaktivnosti. Tako je Fejsbuk napravio sistem pod nazivom Autoscale koji smanjuje broj servera koji moraju da rade tokom časova manjeg internet-saobraćaja, a testiranja su pokazala da se time dolazi do uštede od 10-15 odsto.
Hyperscale data centri su važni i zbog toga što su donekle rešili pitanje hlađenja. Naime, u običnom, konvencionalnom data centru, standardni rashladni klima uređaji čine čak 40 odsto računa za struju. Korišćenje rashladnih kula ili tornjeva za hlađenje predstavlja još jedan potencijalni rizik za okolinu – procenjuje se da su američki data centri samo u 2014. iskoristili oko 100 milijardi litara vode!

Jedno od popularnijih rešenja jeste da se data centri jednostavno otvore u mestima sa hladnijom klimom, pa da se spoljašnji vazduh koristi za rashlađivanje uređaja i prostorija. Naravno, to ne znači da centri treba da se nalaze u ledenim regionima. Prinvil je, recimo, dobar primer – tamo je dovoljno hladno da se koristi besplatni, spoljašnji vazduh.
Sledeće rešenje je piped water, odnosno korišćenje tople vode za rashlađivanje, i ono se već koristi za rashlađivanje računara visokih preformansi poput onih u laboratorijama Američkih departmana za energiju ili onih u Bavarskoj akademiji nauka u Nemačkoj. Komercijalni centri u toplim krajevima ponekad takođe investiraju u ovakve rashladne sisteme, kao što je slučaj sa američkim eBay Project Mercyry data centrom u Finiksu u Arizoni.

Prema mišljenju eksperata, traganje za inovativnim rešenjima rashlađivanja, kao i rad na tome da postojeća rešenja budu jeftinija, postaće veoma važno u godinama koje dolaze.

„Kako sve više povezujemo svet, treba da znamo da postoje zone u kojima neće biti moguće korišćenje besplatnog vazduha za rashlađivanje“, kaže Bil Karter, tehnički direktor, Open Compute Project, misleći na Afriku i južnu Aziju.
Ipak, postoje oni koji razmišljaju u drugom pravcu – kako da iskoristimo toplotu koju oslobađaju serveri i na taj način smanjimo potrebu za električnom energijom negde drugde? Takvi primeri se mogu naći u Francuskoj, gde data centar Kondors u Parizu šalje svoju otpadnu toplotu u obližnji centar za istraživanje uticaja visokih temperatura na vegetaciju, ili u IBM data centru u Švajcarskoj, čija toplota greje obližnji bazen. Međutim, problem sa toplotom je u tome što ona ne putuje lako, pa bi onda otpadnu toplotu data centara bilo mouguće koristiti samo u neposrednoj blizini objekta.

U saradnji sa Centrom za promociju nauke, „Danas“ predstavlja izabrane priče sa naučnopopularnog portala elementarium.cpn.rs