Roheline IT: roheline andmetöötlus, energiatõhusus ja jätkusuutlikkus

Informatec Digital » Ressursid » Roheline IT: roheline andmetöötlus, energiatõhusus ja jätkusuutlikkus

Tehnoloogia areng on toonud kaasa dramaatilise muutuse meie elus ja töös, aga ka tohutu keskkonnakoormuse, mis on seotud energiatarbimise ja elektroonikajäätmetega . Iga internetiotsing, iga videovoog, iga e-kiri ja iga ööpäevaringselt töötav server jätab kliimajalajälje, millele me mobiiltelefoni või arvutit kasutades harva mõtleme.

Selles kontekstis on populaarsust kogunud rohelise IT kontseptsioon. Selle lähenemisviisi eesmärk on muuta IKT igas etapis tõhusamaks, puhtamaks ja vastutustundlikumaks: alates riist- ja tarkvara projekteerimisest ja tootmisest kuni igapäevase kasutamiseni ja seadmete haldamiseni nende elutsükli lõpus. Asi ei ole digitehnoloogia hülgamises, vaid selle vastutustundlikus omaksvõtmises, et tehnoloogiasektori globaalne süsiniku jalajälg ei suureneks ja et saaksime liikuda säästva tehnoloogia poole.

Mis on roheline IT ja miks see on muutunud nii oluliseks?

Kui räägime rohelisest IT-st, rohelisest arvutiteadusest või rohelistest tehnoloogiatest, peame silmas põhimõtete, tavade ja toodete kogumit, mille eesmärk on vähendada info- ja kommunikatsioonitehnoloogiate (IKT) keskkonnamõju . See hõlmab kõike alates ettevõtte sisepoliitikast kuni riistvara ostuotsuste, tarkvara disaini ja andmekeskuste haldusstrateegiateni.

Selle lähenemisviisi eesmärk on väga selge: minimeerida energiatarbimist, vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja piirata elektroonikajäätmete teket , ohverdamata seejuures süsteemi jõudlust, ohutust või kättesaadavust. Lihtsamalt öeldes seisneb see tehnoloogia rakendamises sama või enama tegemises, kuid vähemate ressursside kasutamises ja vähema reostuse tekitamises.

See liikumine hakkas hoogu koguma 90. aastate alguses, kui Ameerika Ühendriikide Keskkonnakaitseagentuur (EPA) käivitas energiatõhusate seadmete märgistamise programmi Energy Star. Samuti edendas see EPEAT-tööriista arvutite, sülearvutite ja monitoride keskkonnatoime hindamiseks, hinnates selliseid aspekte nagu energiasääst, taaskasutatavate materjalide kasutamine ja taaskasutatavuse lihtsus nende kasuliku eluea lõpus.

Sellest ajast alates on mured laienenud palju kaugemale pelgast arvuti energiatarbimisest. IKT-sektori kliimajalajälg hõlmab seadmete, võrkude ja andmekeskuste tarbitavat elektrit, aga ka riistvara tootmist ja transporti , hooldust, infrastruktuuri jahutamist ning elektroonikajäätmete töötlemist (või kõrvaldamist).

Erinevad uuringud hindavad IKT panuseks 3–4% ülemaailmsetest CO2 heitkogustest , ületades õhu- ja meretranspordi oma, ning prognooside kohaselt võib see näitaja lähiaastatel tõusta peaaegu 8%-ni või rohkem, kui meetmeid ei võeta. Lisaks näitavad mõned analüüsid, et digitaalsektor võib moodustada ligi 5–9% ülemaailmsest elektritarbimisest , kusjuures andmekeskustel ja tehisintellekti platvormidel on üha olulisem roll.

Paralleelselt tekitab kiire digitaliseerimine elektroonikajäätmete uputuse, mis ulatub juba kümnete miljonite tonnideni aastas . Paljud neist seadmetest sisaldavad raskmetalle ja ohtlikke aineid, mis nõuetekohase käitlemise korral saastavad pinnast, vett ja õhku. Roheline IT käsitleb seda probleemi ka ringdisaini, seadmete eluea pikendamise ja ringlussevõtu vaatenurgast.

IKT energia- ja kliimamõju

Rohelise IT-debati keskmes on arvutite ja telekommunikatsiooni energiatarbimine, eriti andmekeskustes ja -võrkudes . Rahvusvahelise Energiaagentuuri andmetel on andmekeskused jõudnud umbes 1,5%-ni ülemaailmsest elektritarbimisest ning nende nõudlus võib 2030. aastaks peaaegu kahekordistuda, peamiselt tehisintellekti töökoormuse ja pilveteenuste tõttu.

Kuid mõju ei piirdu ainult nende suurte paigaldistega. Ühendatud seadmete – arvutite, mobiiltelefonide, nutitelerite, asjade interneti seadmete, ruuterite ja lugematute muude vidinate – massiline kasutamine tähendab, et väikeste kodumajapidamiste ja kontorite energiatarbimise summa moodustab väga märkimisväärse mahu . Uuringud, nagu näiteks Lancasteri ülikooli uuringud, näitavad, et ainuüksi internetikasutus võib praeguste suundumuste jätkudes moodustada mõne aasta jooksul väga suure osa ülemaailmsest elektritootmisest.

Heitkoguste osas võrreldakse infotehnoloogiat ja kommunikatsiooni sageli selliste sektoritega nagu lennundus. Konsultatsioonifirmad, näiteks Gartner, on hinnanud IKT CO2-heitkoguseid umbes sama suurusjärguks kui lennundus, moodustades ligi 2% ülemaailmsetest heitkogustest , samas kui teised uuringud tõstavad digitaalse ökosüsteemi koguosa vahemikku 3–4% ja see tõuseb veelgi.

Samuti peame arvestama tagasilöögiefektiga: parem tõhusus alandab tavaliselt digiteenuste maksumust ning soodustab laiemat kasutamist ja uute rakenduste teket . Lõppkokkuvõttes kaob ühes valdkonnas saavutatud võit teises ja energia kogutarbimine suureneb. Digitaliseerimine soodustab ka üldist majanduskasvu ja uute teenuste teket, mis täiendavad olemasolevaid, mitte ei asenda neid.

Kõigil neil põhjustel rõhutavad paljud eksperdid, et roheline IT ei saa piirduda tõhusa tehnoloogiaga. Tehnilised täiustused on vaja ühendada ärimudelite, kasutusmustrite ja avaliku poliitika muutustega , et digitaalse progressiga ei kaasneks tingimata suurenenud energiatarbimine ja heitkogused.

Elektroonikajäätmed, elutsükkel ja süsiniku jalajälg

Üks arvutite mõju kõige nähtavamaid aspekte on tohutu hulk elektroonikajäätmeid, mis tekivad seadmete pideva väljavahetamise tagajärjel : arvutid, mobiiltelefonid, telerid, helisüsteemid, printerid jne. Langevad hinnad ja vananemine (mõnikord planeeritud, mõnikord lihtsalt funktsionaalne) tähendavad, et me vahetame oma seadmed välja ammu enne nende füüsilise eluea lõppu.

Näiteks sellistes riikides nagu Mehhiko on mitmed ametlikud aruanded hinnanud, et igal aastal tekib 150 000–180 000 tonni elektroonikajäätmeid . Suur osa neist jäätmetest satub prügilatesse või koguneb kodudesse ja ettevõtetesse ilma nõuetekohase käitlemiseta. Ainult väga väike osa töödeldakse sertifitseeritud protsesside abil, ülejäänu käideldakse mitteametlikult või lihtsalt jäetakse kõrvale.

See ei tähenda mitte ainult väärtuslike materjalide (haruldased muldmetallid, metallid, kvaliteetne plast) kadu, vaid ka selget ohtu pinnase ja põhjaveekihi saastumisele raskmetallide ja mürgiste ainetega . Seetõttu nõuab Green IT elektroonikaseadmete ringlussevõtu poliitikat, kogumisprogramme, tootjate vastutust oma toodete eluea lõpu eest ning regulatiivseid raamistikke, mis kohustavad neid jäätmeid käitlema.

Mõned suured tehnoloogiaettevõtted on käivitanud taaskasutus- ja ringlussevõtualgatusi: tasuta kogumisprogrammid oma seadmetele, kampaaniad mobiiltelefonide ja akude utiliseerimiseks volitatud kogumispunktides ning kokkulepped keskkonnaametitega spetsiaalsete konteinerite paigaldamiseks. Paljudes riikides aga elektroonikaseadmete ringlussevõtu kultuur ja süstemaatilist ringlussevõttu nõudvad seadused endiselt puuduvad.

Selle jäätmetega on seotud süsiniku jalajälje mõiste. See mõõdik püüab jäädvustada toote või tegevuse kogu elutsükliga seotud kasvuhoonegaaside koguhulka , alates tooraine kaevandamisest kuni eluea lõpuni. Arvutiteaduses hõlmab see tootmist, levitamist, kasutamist, hooldust ja lõppkasutust.

Andmekeskused, energiatõhusus ja roheline disain

Andmekeskused on ilmselt rohelise IT kõige kriitilisem ja nähtavam aspekt. Need rajatised majutavad tuhandeid servereid, salvestussüsteeme, võrke, kliimaseadmeid, katkematu toiteallikaid ja muid väga suure elektritarbimisega seadmeid . Nende disain ja tööpõhimõte määravad, kas tegemist on energiamahuka või palju paremini kontrollitud infrastruktuuriga.

Hästi planeeritud andmekeskuse eesmärk on optimeerida ruumikasutust, minimeerida energiakadusid, parandada õhuvoolu ja vähendada jahutuskoormust . Ühtset retsepti pole, kuid on olemas parimate tavade kogum: hästi eraldatud soojad ja külmad vahekäigud, madala ümbritseva õhu temperatuuri ärakasutamine (vabajahutus), vedelikjahutuse kasutamine vajaduse korral, detailsed energiatarbimise jälgimissüsteemid jne.

Ettevõtted nagu Google, Microsoft, AWS ja IBM on aastaid oma strateegiaid selles valdkonnas täiustanud. Mõned on oma andmekeskused ümber paigutanud taastuvate energiaallikate, näiteks hüdroelektrijaamade lähedale, et toita oma rajatisi vähese heitega elektriga . Teised on välja töötanud oma tarkvara tarbimise jälgimiseks reaalajas ja töökoormuse kohandamiseks, serverite aktiveerimiseks või deaktiveerimiseks vastavalt nõudlusele või isegi tekkiva soojuse taaskasutamiseks.

Kasutatav varustus on samuti oluline. Serverite, salvestusseadmete, toitesüsteemide (UPS) või kliimaseadmete juurutamisel mõjutab energiasäästliku ja energiasertifikaadiga riistvara valimine otseselt elektriarveid ja kliimajalajälge . Näiteks on hinnatud, et iga serveri tarbitud vatt nõuab palju rohkem vatte tugitaristut (jahutus, jaotus, varundamine jne).

Salvestusarhitektuur ise pakub arenguruumi. Uuringud näitavad, et enamikule suurtes organisatsioonides talletatud failidele pääsetakse ligi väga harva , mis avab ukse sellistele tehnoloogiatele nagu MAID (Massive Array of Idle Disks), kus kettad lülitatakse välja, kui neid ei kasutata, vähendades drastiliselt energiatarbimist ilma mõistlikku kättesaadavust ohverdamata.

Peamised rohelised IT-tehnoloogiad: virtualiseerimine, pilveteenused ja võrgud

Üks rohelise IT võimsamaid tööriistu on virtualiseerimine, mis võimaldab mitut loogilist serverit koondada ühele füüsilisele masinale . See parandab kasutusastet (võrreldes füüsiliste serveritega, mille alakasutus on 10–20%) ja vähendab vajaliku riistvara hulka, mille tulemuseks on energia, ruumi ja jahutuse kokkuhoid.

Virtualiseerimine ei ole mõeldud ainult serverite jaoks. Virtualiseerida saab ka võrke, salvestusruumi ja töölaudu , mis lihtsustab ressursside tsentraliseerimist, hajutatud seadmete vähendamist ja tarbimise paremat haldamist. See trend kiirenes eriti energiakriiside ajal ja on tänu tegevus- ja keskkonnasäästule jätkuvalt populaarsust kogunud.

Pilvandmetöötlus tugineb paljudele neist põhimõtetest. Selle asemel, et igas ettevõttes juurutada ülisuurt infrastruktuuri, koondab pilv ressursid suurtesse ja optimeeritud andmekeskustesse, jagades võimsust paljude klientide vahel . See suurendab kasutusmäärasid ja tähendab tavaliselt madalamat üldist tarbimist võrreldes stsenaariumidega, kus kohapealne infrastruktuur on alakasutatud.

Samuti on populaarseks muutunud õhukeste klientide kontseptsioon ; need on väga lihtsad ja väikese energiatarbega tööjaamad, mis delegeerivad suurema osa töötlemisest keskserveritele . Võrreldes traditsioonilise lauaarvutiga, mis võib keskmise kasutuse korral tarbida umbes 80–100 W, võib õhuke klient töötada oluliselt madalamate näitajatega ning koos tõhusate serveritega on üldine energiatõhusus tavaliselt parem.

Lisaks on olemas hajusarvutusvõrgud ja ruudustikarvutus, mis võimaldavad koondada ressursse mitmest sõlmest, et lahendada intensiivseid probleeme ilma individuaalsete superarvutite vajaduseta . Nõuetekohaselt hallatuna saavad need kasutada vaba võimsust ja suunata seda tõhusamalt konkreetsete ülesannete täitmiseks, integreerudes roheliste IT-strateegiatega.

Kaugtöö, virtuaalsed koosolekud ja digitaalne kainus

Roheline IT ei puuduta ainult riistvara. Paljud meetmed hõlmavad tehnoloogia igapäevase kasutamise muutmist. Kaugtöö ja virtuaalsed koosolekud on klassikalised näited sellest, kuidas IKT saab vähendada pendelrännet, kütusekulu ja sellega seotud heitkoguseid . Vähem igapäevaseid pendelrännet või vähem ärilende võib tähendada märkimisväärset CO2-heite kokkuhoidu.

Ameerika Ühendriikides läbi viidud uuringud on näidanud, et kui suur osa töötajatest, kes saavad oma ülesandeid eemalt täita, väldiksid paaripäevast pendeldamist nädalas, saaks igal aastal kokku hoida miljardeid liitreid kütust . Lisaks muudele positiivsetele kõrvalmõjudele, nagu väiksemad linnaummikud ja transpordiinfrastruktuuri koormuse vähenemine.

Digitaliseerimine võib aga viia ka ületarbimiseni, kui andmemahukaid teenuseid ülekasutatakse. Seetõttu räägime digitaalsest piirangust: sellise tehnoloogia kasutamisest, mis tõeliselt lisab väärtust, ressursside raiskamise vältimisest ebavajalikule kasutamisele . See tähendab näiteks videokonverentside valimist vajadusel, kuid ilma liigsete koosolekuteta; tarbetu failide dubleerimise vältimist; ja voogedastusteenuste kasutamise piiramist, kui need ei panusta professionaalsesse konteksti.

Selles valdkonnas töötatakse Euroopas välja raamistikke nagu GR491, mis sisaldavad soovitusi ja kriteeriume digiteenuste ökodisaini kohta . See hõlmab strateegia, arhitektuuri, esiotsa ja tagaotsa arenduse, sisu ja hostimise aspekte eesmärgiga suunata organisatsioone ja tehnilisi meeskondi kergemate, tõhusamate ja sotsiaalselt kaasavamate lahenduste poole.

Sellised kontseptsioonid nagu digitaalne roheline lähenemine, mis keskendub andmete vastutustundlikule kasutamisele, asjade internet, tehisintellekt ja jätkusuutlikkuse edendamiseks mõeldud plokiahel , täiendavad traditsioonilist rohelist IT-d, mis keskendub rohkem energiatõhususele ja seadmete haldamisele. Koos viitavad nad teadlikumale tehnoloogiakasutuse kultuurile, mis on kooskõlas kliimaeesmärkidega.

Rohelise IT parimad tavad ettevõtetes ja avalikus halduses

Praktikas kajastub organisatsiooni roheline IT-strateegia konkreetsetes poliitikates, protseduurides ja otsustes mitmel eri tasandil . See ei ole ainult IT-osakonna küsimus; see hõlmab hankesüsteemi, rajatisi, personali, juhtimist ja loomulikult ka kasutajaid.

Kõige levinumate meetmete hulgas on ohtlike ainete vähendamine või kõrvaldamine riistvaras, keskkonnasertifikaadiga seadmete valimine, elutsükli pikendamine ja remonditavuse edendamine varajase asendamise asemel. Samuti julgustatakse seadmete, kulumaterjalide ja komponentide ringlussevõttu, luues selged kanalid jäätmete kogumiseks ja käitlemiseks.

Operatiivsel tasandil rakendavad edasijõudnud organisatsioonid tööjaamades ja andmekeskustes tavaliselt energiasäästupoliitikaid : jõudeolekus olevate seadmete automaatne väljalülitamine, unerežiimi konfiguratsioonid, tarbimise jälgimine, alakasutatud serverite konsolideerimine, pilve migreerimine, kui see on mõttekas, ja ulatusliku virtualiseerimise juurutamine.

Kõige sellega kaasnevad taristuotsused: tõhus jahutus, taastuvenergia kasutamine, andurid valgustuse ja kliimaseadmete reguleerimiseks, rajatiste ümberprojekteerimine kadude vähendamiseks ja ennetava hoolduse plaanid seadmete optimaalses töörežiimis hoidmiseks.

Mõned avaliku sektori asutused ja energiateenuste ettevõtted on näidanud, et energiaauditid ja parenduskavad võivad lisaks CO2-heitmete olulisele vähendamisele saavutada märkimisväärset kulude kokkuhoidu. Valgustustasemete ülevaatamine, vananenud seadmete väljavahetamine, nutikate juhtimissüsteemide juurutamine ja kliimaseadmete reguleerimine on tegevused, mis tasuvad end tavaliselt lühikese aja jooksul ära.

Rohelise IT kasutuselevõtu eelised ja väljakutsed

Lisaks ilmselgele kasule planeedile toovad rohelise IT algatused mitmeid ärieeliseid, mis hästi edastatuna aitavad õigustada investeeringuid ja organisatsioonilisi muudatusi . Esimene on kulude kokkuhoid: väiksem energiatarbimine tähendab madalamaid elektriarveid ning optimeeritud infrastruktuur nõuab tavaliselt vähem ruumi ja vähem kulutusi küttele ja jahutusele.

Teine selge eelis on parem tegevuse efektiivsus: suurema suurusega süsteemid, vähem ülekuumenemisest tingitud seisakuid, vähem hallatavat riistvara ja väiksem keerukus tagavad stabiilsema ja paindlikuma IT. Virtualiseerimine, pilv ja sujuv salvestusruum vähendavad rakenduste juurutamise aega ja hõlbustavad skaleeritavust.

Samuti on üha olulisem mainekomponent. Organisatsioonid, mis näitavad üles tõsist pühendumust tehnoloogilisele jätkusuutlikkusele, parandavad oma brändi mainet, meelitavad ligi talente ja viivad end vastavusse tarbijate, investorite ja regulaatorite ootustega . Mõnes sektoris võib see eristumine saada selgeks konkurentsieeliseks.

Regulatiivsest vaatenurgast liiguvad paljud jurisdiktsioonid energiatõhususe, heitkoguste ja elektroonikajäätmete käitlemise osas rangemate keskkonnaalaste eeskirjade poole . Nende muutuste ennetamine rohelise IT-poliitika abil aitab vältida karistusi, hõlbustab vastavusnõuete täitmist ja positsioneerib organisatsiooni vastutustundliku juhina.

Loomulikult on ka väljakutseid: alginvesteeringud, koolitusvajadus, sisemine vastuseis muutustele ja IKT tegeliku mõju usaldusväärse mõõtmise raskus . Lisaks on oht rohepesuks, kui väiksemaid saavutusi esitletakse suurte läbimurretena ilma algpõhjuseid lahendamata. Võti peitub realistlike eesmärkide seadmises, andmetele tuginemises ja pideva täiustamise säilitamises.

Innovatsiooni, tehisintellekti ja tulevaste suundumuste roll

Rohelise IT tulevik sõltub paratamatult tehnoloogilisest innovatsioonist, uute materjalide ja arhitektuuride uurimisest ning tehisintellekti intelligentsest kasutamisest . Riistvara valdkonnas on miniaturiseerimine olnud digitaalse revolutsiooni edasiviiv jõud, kuid see on dramaatiliselt suurendanud ka võimsustihedust ja sellest tulenevalt jahutusprobleeme.

Nanotehnoloogia teadlased töötavad seadmete kallal, mis on võimelised salvestama ja töötlema teavet oluliselt väiksema energiatarbega , näiteks magnetilised nanotraadid või uut tüüpi kiibid, mis võiksid töötada ilma pideva toiteallikata või minimaalsete kadudega. Kuigi paljud neist lahendustest on alles katsefaasis, sillutavad need teed loomupäraselt tõhusamale andmetöötlusele.

Teisest küljest kasutatakse tehisintellekti ja masinõpet ressursside kasutamise optimeerimiseks reaalajas andmekeskustes, võrkudes ja seadmetes . Algoritmid, mis ennustavad töökoormust ja kohandavad protsessori sagedusi, sulgevad jõudeolevaid sõlmi, jaotavad ülesandeid ümber, et saadaolevat energiat paremini ära kasutada, või integreerivad dünaamiliselt taastuvaid energiaallikaid, on mõnes keskkonnas juba reaalsus.

Asjade internet (IoT) panustab anduritega, mis mõõdavad temperatuure, energiatarbimist, ruumide täituvust ja keskkonnatingimusi, võimaldades süsteeme automaatselt reguleerida . Näiteks nutikates hoonetes kombineeritakse need andmed juhtimisalgoritmidega, et vähendada valgustuse, kütte ja muude teenuste kulusid mugavust ohverdamata.

Lõpuks seavad suured tehnoloogiaettevõtted ambitsioonikaid eesmärke: tegutseda ainult taastuvenergial, saada suhteliselt lühikese aja jooksul kliimaneutraalseks või isegi süsinikunegatiivseks. See hõlmab andmekeskuste ümberkujundamist ringmudelite suunas, komponentide taaskasutamist, pikaajaliste rohelise energia lepingute sõlmimist ning energiatõhusama tarkvara ja tehisintellekti mudelite väljatöötamist.

Kokkuvõttes viitavad kõik need elemendid stsenaariumile, kus roheline andmetöötlus lakkab olemast valikuline lisand ja saab põhikriteeriumiks tehnoloogia planeerimisel, äristrateegias ja avalikus poliitikas . Kuna digitehnoloogia kliimakulu muutub ilmsemaks, surub sotsiaalne, regulatiivne ja majanduslik surve üha enam mudeleid, kus innovatsioon ja jätkusuutlikkus käivad käsikäes.

Kui rohelise IT areng midagi selgeks teeb, siis seda, et tehnoloogia ei ole vaenlane, vaid tööriist, mis võib olenevalt sellest, kuidas seda kavandatakse, kasutatakse ja hallatakse, kliimakriisi kiirendada või aeglustada . Investeerimine rohelisse, tõhusasse ja ringmajandusega kooskõlas olevasse IT-sse mitte ainult ei vähenda kulusid ja riske, vaid annab ettevõtetele, haldusasutustele ja üksikisikutele ka parema positsiooni, et nad saaksid jätkuvalt nautida digitehnoloogia eeliseid ilma planeeti veelgi koormamata.

Seotud artikkel:

Tehnoloogia kontseptsioon: 7 revolutsioonilist perspektiivi, mis muudavad teie maailmavaadet