Облачные вычисления подразумевают хранение данных на подключенных к Интернету устройствах, размещенных в удаленных центрах обработки данных, а не на личном цифровом устройстве. Облачные вычисления произвели революцию в цифровом мире, поскольку большая часть данных хранится в наших телефонах и компьютерах и размещается в центральном месте.
Это сделало цифровые устройства более доступными, что, в свою очередь, привело к увеличению спроса на центры обработки данных и росту озабоченности по поводу их воздействия на окружающую среду.
Как работают облачные вычисления?
Когда деловой мир впервые вступил в цифровую эпоху, компьютеры-мейнфреймы обеспечивали большую часть операционной мощности и хранения данных с помощью сети терминалов, используемых отдельными сотрудниками, обычно работающими в одном здании.
В 1980-х годах появились автономные персональные компьютеры с собственным хранилищем данных. Рост интернет-торговли в 1990-х годах привел к увеличению спроса на хранение данных, и каждая компания стала строить свой собственный центр обработки данных.
Уменьшая необходимость каждой компании строить собственный центр обработки данных, облачные вычисления снижают стоимость ведения бизнеса, что позволяет интернет-торговле развиваться еще стремительнее. В 2002 году компания Amazon представила Amazon Web Services (AWS), а в течение десятилетия за ней последовали Google и Microsoft.
Компании, занимающиеся облачными вычислениями, стали размещать не только данные, но и программные платформы, такие как Office 365 от Microsoft и Workspace от Google. Сегодня облачные вычисления - это многомиллиардная индустрия.
Среди трех крупнейших поставщиков данных AWS, лидер рынка, заработала в 2020 году 13,5 миллиарда долларов, а Google Cloud - почти 3 миллиарда долларов. Компания Microsoft не раскрыла свои доходы от облачных вычислений.
Для работы центров обработки данных требуется огромное количество электроэнергии в круглосуточном режиме. В электросетях, работающих на ископаемом топливе, особенно на угле, центры обработки данных вносят значительный вклад в глобальное потепление. Однако центры обработки данных могут также помочь в борьбе с изменением климата.
Экологические плюсы и минусы
По сравнению с тем, что они заменили, центры обработки данных фактически снизили выбросы углекислого газа. Согласно одному исследованию, до 95% энергопотребления отдельной компании может быть снижено за счет использования облачных вычислений вместо постоянной работы собственных компьютеров, независимо от того, используются они или нет.
Авторы исследования пишут: "Облачные вычисления могут снизить выбросы углекислого газа на 30-90%". Обмен данными в облаке также делает более эффективными многие виды деловой практики, такие как цепочки поставок, сокращая потребление энергии и отходы, и тем самым уменьшая их воздействие на окружающую среду.
Однако повышение эффективности бизнеса не означает сокращения деловой активности. Наоборот, рост использования центров обработки данных привел к тому, что центры обработки данных стали использоваться все чаще.
В 2018 году на центры обработки данных приходился примерно 1% мирового потребления электроэнергии - около 200 тераватт-часов (ТВт-ч) в год - и около 0,3% глобальных выбросов парниковых газов.6 (Один тераватт-час равен 1 миллиарду киловатт-часов.) В США эта цифра составляет 70 ТВт-ч - более трети мирового потребления.
В целом, сектор информационных технологий ответственен примерно за 2-4% глобальных выбросов парниковых газов - примерно столько же, сколько и авиационная промышленность.
Ожидается, что к 2030 году глобальное потребление электроэнергии центрами обработки данных возрастет до 3-13% от общемирового потребления электроэнергии. Без серьезных усилий по переходу на чистые источники энергии выбросы парниковых газов от центров обработки данных будут расти такими же темпами.
Что делается?
К счастью, заставить центры обработки данных полагаться на чистые, возобновляемые источники энергии и использовать их более эффективно гораздо проще, чем уменьшить углеродный след миллиардов цифровых устройств хранения данных, которые они заменили.
Именно здесь экономические и экологические интересы могут пересечься. У компаний, работающих в центрах обработки данных, есть все стимулы для того, чтобы максимально повысить эффективность использования своих ресурсов и снизить их стоимость.
Уже только по этой причине крупнейшие мировые компании - Amazon, Microsoft и Google - начали реализацию планов по переводу своих центров обработки данных на 100% безуглеродное электричество.
Компания Amazon утверждает, что является крупнейшим в мире покупателем возобновляемой энергии, что соответствует ее целям обеспечить питание своей компании на 100% за счет возобновляемых источников энергии к 2025 году и стать экологически чистым к 2040 году.
Компания Microsoft взяла на себя обязательство стать углеродно-отрицательной к 2030 году и удалить из атмосферы весь углерод, который компания когда-либо выбрасывала с момента своего основания в 1975 году. Для достижения этой цели компания планирует, что к 2025 году все ее центры обработки данных будут работать на 100 возобновляемых источниках энергии.
В 2018 году Google уже достигла своей цели в 100% возобновляемых источников энергии, хотя и сделала это частично за счет покупки компенсационных квот для тех частей своей деятельности, которые все еще полагаются на электроэнергию от ископаемого топлива. Внедряя практику миграции нагрузки, Google пообещал, что к 2030 году вся используемая им энергия будет поступать из источников, не содержащих углерода.
Что такое миграция нагрузки?
Миграция нагрузки подразумевает перемещение вычислительной работы между центрами обработки данных для достижения максимальной энергоэффективности и использования возобновляемых источников энергии.
Для достижения этих целей крупные центры обработки данных начали использовать высокоэффективные системы охлаждения или размещать их под водой для охлаждения серверов или в местах, где доступна возобновляемая энергия ветра или солнца, например, во фьорде за полярным кругом.
Эти проекты требуют больших капитальных затрат, даже если они выгодны в долгосрочной перспективе. Заставить небольших поставщиков услуг центров обработки данных с более ограниченным капиталом сделать то же самое - пока еще сложная задача. Помочь в этом может государственная поддержка, например, программа Министерства энергетики США "Акселератор центров обработки данных".
Основная задача центров обработки данных заключается в перемещении электронов, а возобновляемая солнечная энергия является самым недорогим источником электронов в большинстве регионов мира.
Другим отраслям, таким как производство стали и бетона, будет трудно добиться декарбонизации своей практики. У центров обработки данных есть все стимулы для этого. Однако, как и во многих других климатических проблемах, ключевым вопросом является темп изменений.
