Открића

Како дата центри једу светску струју

Информационе фабрике захваљујући којима користимо Фејсбук, Гугл и Биткоин троше све више струје – и прогнозе нису нимало добре

Фото: Wikimedia Commons

Текст: Ивана Николић

Мале су шансе да сте икада чули за градић Принвил у америчкој савезној држави Орегон. Дом за нешто мање од 10.000 људи, Принвил ће се тешко наћи на must-see листи било ког туристе. Ипак, постоји једна занимљивост: компанија Фејсбук управо у овом градићу има своја три огромна дата центра, или центра за складиштење података, а у плану им је да изграде бар још два. Следећи пут када будете поставили слике на Фејсбук, сетићете се Принвила, јер ће ваше фотке, сасвим могуће, завршити управо у центру за складиштење података у овом граду.

Ове зграде, односно фабрике, веће су чак и од носача авиона. Десетине хиљада плоча простире се дугачким ходницима без прозора, па ни не чуди зашто се особље ових дата центара по зградама креће – на скутерима. Комплекси зграда попут ових у Принвилу управо су и својеврсна блага нових индустријских краљева попут Марка Цукерберга, и осталих који тргују информацијама.

Можда не избацују црни дим, али и дата центри имају негативан утицај на животну средину. Са повећањем телефонског саобраћаја и саобраћаја на интернету, информациона индустрија могла би да доведе до потпуне експлозије у коришћењу енергије.

Ово сликовито објашњавају и Шамини Бандел и Адам Леви у најновијем подкасту журнала Nature реченицом:

„Ми смо друштво које је гладно информација и користимо све више и више података, а све то црпи све више и веше енергије.“

Статистика показује да дата центри на годишњем нивоу користе отприлике 200 терават сати струје. То је више енергије него што неке земље годишње троше (Иран је једна од њих); то је већ половина струје која се укупно у свету користи за транспорт; и тих 200 терават сати представља 1 одсто глобалне потражње за електричном енергијом. Поред тога, дата центри „доприносе“ укупној емисији угљеника са око 0,3 одсто, док читав екосистем информационих и комуникационих технологија (који се укратко назива ИЦТ) учествује са 2 одсто у глобалној емисији угљеника.

Врло је тешко предвидети будућност када је ово у питању, али поуздано се зна да она неће бити блистава. Наиме, једна од најцрњих прогноза гласи да би коришћење струје од стране ИЦТ-а могло да пређе 20 одсто од укупне глобалне потрошње електричне енергије, и то у веома кратком року: сликовито, док дете које се роди ове године стаса у тинејџера. Занимљиво је и да ће од тих 20 одсто више од трећине трошити дата центри.

Ситуација још увек није забрињавајућа, али стручњаци упозправају да ће се она убрзо променити.

„Тренд [потрошње] је тренутно добар, али је под знаком питања како ће да изгледа за 5-10 година“, објашњава Дејл Сартор, који надгледа Центар за експертизу енергетске ефикасности у дата центрима при америчкој Националној лабораторији Лоренс Беркли у Калифорнији.

Научници и инжењери широм света истражују начине да ограниче негативни утицај ИЦТ индустрије на животну средину, па тако раде на рационализацији рачунарских процеса и преласку на обновљиве изворе енергије, као и на истраживању бољих начина за хлађење дата центара и рециклирање њихове отпадне топлоте.

Могућа решења

Током последње деценије, потреба дата центара за електричном енергијом остала је на приближно истом нивоу делом и због повећања броја супер-ефикасних информационих фабрика које користе организовану и униформну компјутерску архитектуру која може да складишти неколико стотина хиљада сервера. Такви, huperscale дата центри, настали се пре око 10 година, када се и појавила потреба гиганата као што су Амазон и Гугл. У извештају из 2016. године, Национална лабораторија Лоренс Беркли проценила је да, ако 80 одсто сервера у малим дата центрима по САД пређе у huperscale објекте, коришћење електричне енергије би опало за чак 25 одсто. Данас у свету постоји око 400 таквих центара, а много њих пружа услуге мањим корпорацијама или универзитетима који су раније имали властите сервере. Ови центри тренутно користе 20 одсто од укупне количине струје коју троше дата центри, а предвиђа се да ће до 2020. трошити око 50 одсто.

Ипак, када се исцрпи моћ складиштења ових huperscale центара, биће веома тешко наћи адекватну замену. Једна техника која се све чешће примењује јесте да се сервери гасе уместо што се стављају у тзв. idle mode или модел неактивности. Тако је Фејсбук направио систем под називом Autoscale који смањује број сервера који морају да раде током часова мањег интернет-саобраћаја, а тестирања су показала да се тиме долази до уштеде од 10-15 одсто.

Хyперсцале дата центри су важни и због тога што су донекле решили питање хлађења. Наиме, у обичном, конвенционалном дата центру, стандардни расхладни клима уређаји чине чак 40 одсто рачуна за струју. Коришћење расхладних кула или торњева за хлађење представља још један потенцијални ризик за околину – процењује се да су амерички дата центри само у 2014. искористили око 100 милијарди литара воде!

Једно од популарнијих решења јесте да се дата центри једноставно отворе у местима са хладнијом климом, па да се спољашњи ваздух користи за расхлађивање уређаја и просторија. Наравно, то не значи да центри треба да се налазе у леденим регионима. Принвил је, рецимо, добар пример – тамо је довољно хладно да се користи бесплатни, спољашњи ваздух.

Следеће решење је piped water, односно коришћење топле воде за расхлађивање, и оно се већ користи за расхлађивање рачунара високих преформанси попут оних у лабораторијама Америчких департмана за енергију или оних у Баварској академији наука у Немачкој. Комерцијални центри у топлим крајевима понекад такође инвестирају у овакве расхладне системе, као што је случај са америчким eBay Project Mercyry дата центром у Финиксу у Аризони.

Према мишљењу експерата, трагање за иновативним решењима расхлађивања, као и рад на томе да постојећа решења буду јефтинија, постаће веома важно у годинама које долазе.

„Како све више повезујемо свет, треба да знамо да постоје зоне у којима неће бити могуће коришћење бесплатног ваздуха за расхлађивање“, каже Бил Картер, технички директор, Open Compute Project, мислећи на Африку и јужну Азију.

Ипак, постоје они који размишљају у другом правцу – како да искористимо топлоту коју ослобађају сервери и на тај начин смањимо потребу за електричном енергијом негде другде? Такви примери се могу наћи у Француској, где дата центар Кондорс у Паризу шаље своју отпадну топлоту у оближњи центар за истраживање утицаја високих температура на вегетацију, или у ИБМ дата центру у Швајцарској, чија топлота греје оближњи базен. Међутим, проблем са топлотом је у томе што она не путује лако, па би онда отпадну топлоту дата центара било моугуће користити само у непосредној близини објекта.

ОТКРИЋА

Свакога дана се у свету објави више хиљада нових открића. Која од њих су заиста битна? Која мењају научну парадигму? И како разумети шта се заправо дешава на научним фронтовима?

Истражите текстове из рубрике ОТКРИЋА.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs