Costruire data center più green è una delle prossime sfide legate alla gestione dell’energia delle nuove piattaforme hardware, per i nuovi servizi informatici.

I data center utilizzano circa 200 terawattora (TWh) all’anno. Questo è più del consumo energetico nazionale di alcuni Paesi, tra cui l’Iran, metà dell’elettricità utilizzata per i trasporti in tutto il mondo, e solo l’1% della domanda globale di elettricità.

Soltanto negli Stati Uniti il consumo energetico totale richiede un’energia equivalente a quella prodotta da più di 30 grosse centrali termoelettriche a carbone da 500 megawatt.

I data center contribuiscono per circa lo 0,3% alle emissioni complessive di carbonio, mentre l’ecosistema delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione nel suo insieme – con una definizione ampia che comprende i dispositivi digitali personali, le reti di telefonia mobile e i televisori – rappresenta oltre il 2% del totale delle emissioni. L’impatto di carbonio di queste tecnologie può quindi essere messo alla pari con le emissioni di carburante del settore dell’aviazione.

Appare chiaro che il problema ambientale che comporta l’alto fabbisogno energetico di questi sistemi non è più ignorabile. Dal machine learning all’Internet of things per rendere gli oggetti più intelligenti, i sistemi dovranno gestire una mole di dati sempre più crescente. Tutto questo senza contare il crescente utilizzo dei classici servizi: basti pensare ai miliardi di risultati di ricerca al millisecondo o alla pubblicazione di miliardi di ore di video al mese (YouTube).

Gli operatori di data center sono quindi oggi alla ricerca di nuove tecniche, per utilizzare data center a basso consumo energetico e sistemi efficienti.

I costi ambientali dei servizi informatici

Parliamo sempre di social network, internet of things e cloud computing, ma senza considerare che i servizi informatici hanno dei costi in termini energetici e quindi economici e ambientali.

Anders Andrae, si occupa di ICT sostenibili presso Huawei Technologies Sweden a Kista. Egli prevede che l’uso di elettricità nei data center aumenterà di circa 15 volte entro il 2030, fino all’8% della domanda globale prevista.

Perché si parla di “costi”? I computer aumentano negli spazi dei data center ed è necessario spendere energia per raffreddarli.  

L’infrastruttura di raffreddamento occupa infatti una parte significante di un data center. Il numero di server e macchine presenti all’interno, durante il loro funzionamento, producono un’elevato calore. Per evitare il surriscaldamento e il conseguente danneggiamento dei componenti IT, e necessario raffreddarli continuamente, e tenerli ad una temperatura costante. Per questo scopo si utilizza un sistema di raffreddamento che comprende refrigeratori, pompe e ventole.

Le nuove ricerche stanno quindi studiando come ridurre il consumo energetico, e quindi l’impatto ambientale e la bolletta energetica dei data center, a partire dalla messa a punto di sistemi più efficienti di alimentazione dei processori dei grandi server.

Il ruolo dell’intelligenza artificiale nei sistemi data center

L’Intelligenza Artificiale viene oggi implementata in molti settori, compresi i data center.

Google, ad esempio, utilizza l’intelligenza artificiale per ridurre il consumo energetico dei data center, riuscendo a ridurre del 40% il consumo di energia. Per un’azienda grande come Google, un risparmio del 40% equivale ad un risparmio di milioni di dollari.

Come abbiamo visto i data center bruciano enormi quantità di energia, ma l’uso dell’intelligenza artificiale sta aiutando i data center a essere più efficienti in questo senso. Migliorare l’efficienza energetica migliorerà infatti anche l’impatto ambientale di un data center.

Altri modi in cui viene utilizzata l’intelligenza artificiale nei data center sono:

• l’ottimizzazione del server. grazie al Deep Learning, l’intelligenza artificiale può utilizzare l’analisi predittiva per aiutare i data center a distribuire il carico di lavoro;
• la sicurezza dei data center: a differenza degli umani, i sistemi di intelligenza artificiale possono proteggere i sistemi da eventuali minacce informatiche 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e rimanere aggiornati su tutte le novità.

L’utilizzo di fonti rinnovabili o altre fonti di energia a basse emissioni di carbonio

Greenpeace ha concluso il suo rapporto dichiarando che: “We are seeing a significant increase in the prioritization of renewables among some of the largest internet companies”.

[Trad. “Stiamo assistendo a un significativo aumento della priorità delle energie rinnovabili tra alcune delle più grandi aziende che operano nell’Internet of things”].

Sempre più aziende IT si stanno impegnando a raggiungere il 100% di dipendenza dalle energie rinnovabili. Per soddisfare questi impegni, alcuni dei più grandi colossi stanno costruendo dei veri e propri campus energetici e data center sostenibili.

Vediamo qualche esempio dal mondo.

Switch

Switch, leader mondiale nella produzione di data center e gestore di 3 dei dieci maggiori data center del mondo, ha spostato le infrastrutture digitali in un hub ad energia solare nel Nevada centrale: The Citadel Campus.

Il campus di 2.000 acri, situato nel Tahoe Reno Industrial Center accanto alla Tesla Gigafactory, è alimentato da energia rinnovabile al 100%, confermando il profondo impegno di Switch verso l’energia green.

Il rapporto Clicking Clean di Greenpeace mostra le scelte e i progressi compiuti dalle compagnie IT verso la creazione di un “green Internet”. Switch è l’unica azienda con un indice di energia pulita al 100% e l’unico a guadagnare tutti i voti nella GreenPeace Scorecard.

Google, Microsoft e Yandex

Google, Microsoft e Yandex (una società ICT russa) hanno recentemente costruito data center in Finlandia, per utilizzare energie rinnovabili.

La scelta del paese è dovuta da:

• clima e geografia: il clima è abbastanza freddo per raffreddare i server e contenere i costi;
• energie rinnovabili: la Finlandia è un paese scarsamente popolato con oltre 180.000 laghi, il che significa che c’è abbondanza di acqua disponibile per le energie rinnovabili e le esigenze di raffreddamento.

Google è un ottimo esempio di come mettere a frutto queste risorse naturali. Il suo data center finlandese è un’antica fabbrica di produzione di carta degli anni ’50, dove viene utilizzata l’acqua di mare del Golfo di Finlandia per raffreddare i server. Google afferma che questo sistema di raffreddamento ecologico è il primo del suo genere e rappresenta uno dei data center più efficienti al mondo.

Il data center di Google, in Finlandia.

Microsoft inoltre segue molti progetti di compensazione del carbonio, come ad esempio gli investimenti nelle foreste per assorbire la CO2 dalle emissioni continue.

“Tutto ciò è importante perché le differenze nelle emissioni di carbonio tra i data center con diverse fonti di energia possono essere drammatiche” ha affermato Geoff Fox, direttore innovazione di DigiPlex, che costruisce e gestisce centri in Scandinavia.

Sempre di Microsoft è noto anche il programma Project Natick, per installare e gestire data center sott’acqua. Un sottomarino vero e proprio al largo delle Isole Orcadi, a nord della Scozia. A questo link potrete vedere il video del progetto che è ora entrato nella Fase 2, dove si monitora il funzionamento e si valuta la praticabilità da un punto di vista economico, ambientale e logistico.

ENI

Eni ha costruito un proprio Green Data Center, tra i primi in Europa per tipologia e dimensione e tra i primi al mondo per efficienza energetica.

Il data center si trova a Ferrara Erbognone, in piena Pianura Padana. Un impianto all’avanguardia, inaugurato nel 2013, con consumi ridottissimi in una concentrazione di potenza elettrica fino a 50 chilowatt al metro quadro. Da qualche tempo, al fine di affiancare fonti energetiche rinnovabili, accanto al green data center si trova anche un impianto fotovoltaico da 1 MegaWatt che può fornire fino al 15-20% dell’energia consumata dal supercomputer Hpc4. Un supercomputer che rende la potenza di calcolo dell’azienda italiana la più potente al mondo a livello industriale.

Il Green Data Center di Eni.

Banca Norvegese DNB

La più grande banca norvegese, la DNB, gestisce il suo data center principale in un bunker sotterraneo vicino a Stavanger, raffreddato dal congelamento dell’acqua proveniente da un vicino fiordo.

Nel frattempo, il centro dati più grande del mondo è in costruzione a Ballangen, una piccola città di un fiordo norvegese all’interno del circolo polare artico, adiacente alle isole Lofoten.