Zelené IT: zelená výpočtová technika, energetická účinnosť a udržateľnosť

Informatec Digital » Zdroje » Zelené IT: zelená výpočtová technika, energetická účinnosť a udržateľnosť

Rozšírenie technológií prinieslo brutálny vývoj v spôsobe, akým žijeme a pracujeme, ale aj obrovská environmentálna záťaž spojená so spotrebou energie a elektronickým odpadomKaždé internetové vyhľadávanie, každé streamované video, každý e-mail a každý server bežiaci 24 hodín denne, 7 dní v týždni zanecháva klimatickú stopu, ktorú pri používaní mobilného telefónu alebo počítača len zriedka zohľadňujeme.

V tejto súvislosti koncept Zelené IT alebo zelené výpočty sú prístupom, ktorého cieľom je zefektívniť, zefektívniť a zodpovedať IKT. vo všetkých jeho fázach: od návrhu a výroby hardvéru a softvéru, cez každodenné používanie až po správu zariadení na konci ich životnosti. Nejde o opustenie digitálnych technológií, ale o to, aby sa tak robilo inteligentne, aby technologický sektor naďalej nezvyšoval globálnu uhlíkovú stopu a aby sa posunul smerom k... udržateľná technológia.

Čo je to zelené IT a prečo sa stalo takým relevantným?

Keď hovoríme o zelených IT, zelených výpočtoch alebo zelených technológiách, máme na mysli súbor zásady, postupy a produkty zamerané na zníženie vplyvu informačných a komunikačných technológií na životné prostredie (IKT). Zahŕňa všetko od interných firemných politík až po rozhodnutia o nákupe hardvéru, návrh softvéru a stratégie správy dátových centier.

Cieľ tohto prístupu je veľmi jasný: Minimalizujte spotrebu energie, znížte emisie skleníkových plynov a obmedzte tvorbu elektronického odpadu.bez toho, aby sa obetoval výkon, bezpečnosť alebo dostupnosť systému. Jednoducho povedané, technológia, ktorá robí to isté alebo viac, ale využíva menej zdrojov a produkuje menej znečistenia.

Toto hnutie sa začalo formovať začiatkom 90. rokov 20. storočia, keď Agentúra na ochranu životného prostredia Spojených štátov (EPA) spustila program Energy Star označovať energeticky úsporné zariadenia. Okrem toho propagovala nástroj EPEAT na posudzovanie environmentálnych vlastností počítačov, notebookov a monitorov, pričom hodnotila aspekty, ako sú úspory energie, používanie recyklovateľných materiálov a jednoduchosť recyklácie na konci ich životnosti.

Odvtedy sa obavy dostali ďaleko za hranice samotnej spotreby energie počítača. Klimatická stopa sektora IKT zahŕňa elektrinu spotrebovanú zariadeniami, sieťami a dátovými centrami, ale aj výrobu a prepravu hardvéru., údržba, chladenie infraštruktúry a spracovanie (alebo likvidácia) elektronického odpadu.

Rôzne štúdie uvádzajú, IKT prispievajú 3 % až 4 % ku globálnym emisiám CO2prekonáva leteckú a námornú dopravu a s prognózami, ktoré by sa v nasledujúcich rokoch mohli blížiť k 8 % alebo viac, ak sa neprijmú žiadne opatrenia. Okrem toho niektoré analýzy odhadujú, že digitálny sektor by sa mohol priblížiť 5 – 9 % celosvetovej spotreby elektriny, s rastúcim významom dátových centier a platforiem umelej inteligencie.

Súbežne s tým zrýchlená digitalizácia generuje lavína elektronického odpadu, ktorá už teraz dosahuje desiatky miliónov ton ročneMnohé z týchto zariadení obsahujú ťažké kovy a nebezpečné látky, ktoré, ak sa s nimi správne nezaobchádza, znečisťujú pôdu, vodu a vzduch. Zelené IT sa týmto problémom zaoberá aj z hľadiska obehového dizajnu, predlžovania životnosti zariadení a recyklácie.

Vplyv IKT na energiu a klímu

Jadro debaty o zelených IT spočíva v Spotreba energie vo výpočtovej technike a telekomunikáciách, najmä v dátových centrách a sieťachPodľa Medzinárodnej energetickej agentúry spotrebujú dátové centrá približne 1,5 % celosvetovej elektriny a ich dopyt by sa do roku 2030 mohol takmer zdvojnásobiť, a to najmä v dôsledku pracovných zaťažení umelej inteligencie a cloudových služieb.

Dopad sa však neobmedzuje len na tieto rozsiahle inštalácie. Masívne využívanie pripojených zariadení – počítačov, mobilných telefónov, inteligentných televízorov, zariadení internetu vecí, smerovačov a nespočetného množstva ďalších gadgetov – znamená, že Súčet malej spotreby v domácnostiach a kanceláriách predstavuje veľmi významný objem energieŠtúdie, ako napríklad tie z Lancasterskej univerzity, naznačujú, že samotné používanie internetu by mohlo v priebehu niekoľkých rokov predstavovať veľmi vysoký podiel na celosvetovej výrobe elektriny, ak sa tento trend nezvráti.

Pokiaľ ide o emisie, informačné technológie a komunikácie sa často porovnávajú so sektormi, ako je letectvo. Konzultačné firmy ako Gartner odhadujú emisie CO2 z IKT na približne rovnaký rád ako v leteckej doprave, čo predstavuje takmer 2 % celosvetových emisií.zatiaľ čo iné štúdie zvyšujú celkové percento digitálny ekosystém do rozmedzia 3 – 4 % a stále rastie.

Musíme tiež pripočítať rebound efekt: Zlepšenie efektívnosti zvyčajne znižuje náklady na digitálne služby a podporuje ich väčšie využívanie a nové aplikácie.V konečnom dôsledku sa to, čo sa v jednej oblasti získa, stratí v inej a celková spotreba energie sa zvyšuje. Digitalizácia tiež poháňa celkový hospodársky rast a vznik nových služieb, ktoré dopĺňajú existujúce služby, a nie ich nahrádzajú.

Z týchto dôvodov mnohí odborníci zdôrazňujú, že zelené IT sa nemôže obmedzovať len na efektívne technológie. Je potrebné kombinovať technické vylepšenia so zmenami v obchodných modeloch, spôsoboch používania a verejných politikách. aby digitálny pokrok nebol nevyhnutne sprevádzaný zvýšenou spotrebou energie a emisiami.

Elektronický odpad, životný cyklus a uhlíková stopa

Jedným z najviditeľnejších aspektov vplyvu výpočtovej techniky je obrovské množstvo elektronického odpadu vznikajúceho neustálou obnovou zariadeníPočítače, mobilné telefóny, televízory, zvuková technika, tlačiarne atď. Klesajúce ceny a zastarávanie (niekedy plánované, niekedy len funkčné) znamená, že zariadenia meníme dávno predtým, ako sa skončí ich fyzická životnosť.

Napríklad v krajinách ako Mexiko rôzne oficiálne hodnotenia odhadujú, že Každý rok sa vyprodukuje 150 000 až 180 000 ton elektronického odpadu.Veľká časť tohto odpadu končí na skládkach alebo sa hromadí v domácnostiach a podnikoch bez riadneho spracovania. Len veľmi malá časť je certifikovane recyklovaná, zatiaľ čo zvyšok sa neformálne spravuje alebo sa jednoducho vynecháva.

To predstavuje nielen stratu cenných materiálov (prvkov vzácnych zemín, kovov, vysokokvalitných plastov), ​​ale aj jasné riziko kontaminácie pôdy a zvodnenej vrstvy ťažkými kovmi a toxickými látkamiPreto spoločnosť Green IT trvá na politikách recyklácie elektroniky, programoch zberu, prevzatí zodpovednosti výrobcov za koniec životného cyklu produktu a regulačných rámcoch, ktoré vyžadujú nakladanie s týmto odpadom.

Niektorí hlavní technologickí hráči spustili iniciatívy na prerozdelenie a rekvalifikáciu: bezplatné zberné programy pre vlastné zariadenia, kampane na odovzdávanie mobilných telefónov a batérií na určených miestach alebo dohody s orgánmi životného prostredia inštalovať špecifické kontajnery. V mnohých krajinách však stále chýba kultúra recyklácie elektroniky a zákony, ktoré by ju vyžadovali systematickým vykonávaním.

S týmto odpadom súvisí aj pojem uhlíkovej stopy. Táto metrika sa snaží zachytiť celkové množstvo skleníkových plynov spojených s celým životným cyklom produktu alebo činnostiOd ťažby surovín až po koniec životnosti. V oblasti informatiky to zahŕňa výrobu, distribúciu, používanie, údržbu a konečnú likvidáciu.

Dátové centrá, energetická účinnosť a zelený dizajn

Dátové centrá sú pravdepodobne najdôležitejším a najviditeľnejším aspektom pri diskusii o zelenom IT. Sú to zariadenia, kde sú sústredené [dátové centrá/zdroje]. tisíce serverov, úložných systémov, sietí, klimatizácií, neprerušiteľných zdrojov napájania a ďalších zariadení s veľmi vysokou spotrebou elektrinyJeho návrh a prevádzka predstavujú rozdiel medzi energeticky prevádzkovanou infraštruktúrou a infraštruktúrou, ktorá je oveľa viac uzavretá.

Cieľom dobre naplánovaného návrhu dátového centra je Optimalizujte využitie priestoru, minimalizujte straty pri rozvode elektriny, zlepšite prúdenie vzduchu a znížte zaťaženie chladenímNeexistuje jediný recept, ale súbor osvedčených postupov: dobre oddelené studené a teplé uličky, využitie nízkych okolitých teplôt (voľné chladenie), používanie kvapalinového chladenia v prípade potreby, podrobné systémy merania spotreby atď.

Spoločnosti ako Google, Microsoft, AWS a IBM už roky zdokonaľujú svoje stratégie v tejto oblasti. Niektoré presťahovali dátové centrá do blízkosti obnoviteľných zdrojov energie, ako sú vodné elektrárne, aby mohli svoje zariadenia napájať elektrinou s nízkymi emisiami.Iní vyvinuli vlastný softvér na monitorovanie spotreby v reálnom čase a úpravu pracovnej záťaže, aktiváciu alebo deaktiváciu serverov podľa dopytu alebo dokonca opätovné využitie generovaného tepla.

Kľúčové je aj použité vybavenie. Pri nasadzovaní serverov, úložísk, napájacích systémov (UPS) alebo klimatizácie, Výber energeticky úsporného hardvéru s energetickými certifikátmi má priamy vplyv na váš účet za elektrinu a klimatickú stopu.Odhaduje sa napríklad, že každý watt spotrebovaný serverom znamená oveľa viac wattov na podpornú infraštruktúru (chladenie, distribúcia, redundancia atď.).

Samotná architektúra úložiska ponúka priestor na zlepšenie. Štúdie ukazujú, že Väčšina súborov uložených vo veľkých organizáciách je nahliadaná veľmi zriedka.To otvára dvere technológiám ako MAID (Massive Array of Idle Disks), kde sa disky vypínajú, keď sa nepoužívajú, čím sa drasticky znižuje spotreba energie bez straty primeranej dostupnosti.

Kľúčové zelené IT technológie: virtualizácia, cloud a siete

Medzi najsilnejšie nástroje zeleného IT patrí Virtualizácia, ktorá umožňuje konsolidáciu viacerých logických serverov do jedného fyzického počítačaTo zlepšuje úroveň využitia (v porovnaní s fyzickými servermi, ktoré sú nevyužité len 10 – 20 %) a znižuje množstvo potrebného hardvéru, čo vedie k úsporám energie, priestoru a klimatizácie.

Virtualizácia sa netýka len serverov. Siete, úložiská a desktopy je možné tiež virtualizovať.To uľahčuje centralizáciu zdrojov, znižuje rozptýlené zariadenia a zlepšuje riadenie spotreby. Tento trend sa zrýchlil najmä počas energetických kríz a vďaka prevádzkovým a environmentálnym úsporám sa naďalej presadzuje.

Cloudové výpočty sa spoliehajú na mnohé z týchto princípov. Namiesto nasadzovania nadrozmerných infraštruktúr v každej spoločnosti, Cloud sústreďuje zdroje vo veľkých, vysoko optimalizovaných dátových centrách a zdieľa ich možnosti medzi mnohými zákazníkmi.To zvyšuje mieru využitia a zvyčajne sa premieta do nižšej celkovej spotreby v porovnaní so scenármi s nedostatočne využívanou vlastnou infraštruktúrou.

Koncept Tenké klienty sú veľmi jednoduché pracovné stanice s nízkou spotrebou energie, ktoré delegujú väčšinu spracovania na centrálne servery.V porovnaní s tradičným stolným počítačom, ktorý pri priemernom používaní spotrebuje okolo 80 – 100 W, môže tenký klient pracovať s výrazne nižšími hodnotami a ak je sprevádzaný efektívnymi servermi, súčet býva z energetického hľadiska lepší.

Okrem toho existujú aj Distribuované výpočtové siete a gridové výpočty umožňujú združovanie zdrojov z viacerých uzlov na riešenie náročných problémov bez potreby jednotlivých makrosuperpočítačov.Pri správnom riadení môžu využiť nevyužité kapacity a efektívnejšie ich nasmerovať na konkrétne úlohy, čím sa integrujú do stratégií Green IT.

Práca na diaľku, virtuálne stretnutia a digitálna triezvosť

Zelené IT sa netýka len hardvéru. Mnohé opatrenia zahŕňajú zmenu spôsobu, akým technológie používame denne. Práca na diaľku a virtuálne stretnutia sú klasickými príkladmi toho, ako môžu IKT znížiť cestovanie, spotrebu paliva a súvisiace emisie.Menej denného dochádzania do práce alebo menej letov do práce môže predstavovať významné úspory emisií CO2.

Štúdie v Spojených štátoch vyčíslili, že ak by sa veľká časť pracovníkov, ktorí môžu vykonávať svoje úlohy na diaľku, vyhýbala dochádzaniu niekoľko dní v týždni, mohlo by to... ušetriť miliardy litrov paliva ročneOkrem toho existujú aj ďalšie pozitívne vedľajšie účinky, ako napríklad menšia dopravná zápcha v mestách a menší tlak na dopravnú infraštruktúru.

Digitalizácia však môže tiež viesť k nadmernej spotrebe, ak sa nadmerne využívajú služby náročné na dáta. Preto sa hovorí o Digitálna triezvosť: používanie technológií, ktoré skutočne prinášajú pridanú hodnotu, vyhýbanie sa plytvaniu zdrojmi na zbytočné účelyTo znamená napríklad zvoliť si videokonferencie v prípade potreby, ale bez nadmerného počtu stretnutí; vyhnúť sa zbytočnému množeniu kópií súborov; alebo umierniť používanie streamovacích služieb, keď nijako neprispievajú k profesionálnemu kontextu.

V tejto oblasti referenčné rámce, ako napríklad GR491 v Európe, ktorý obsahuje odporúčania a kritériá pre ekodizajn digitálnych služiebZahŕňa aspekty stratégie, architektúry, vývoja frontendu a backendu, obsahu a hostingu s cieľom viesť organizácie a technické tímy k ľahším, efektívnejším a sociálne inkluzívnejším riešeniam.

Koncepty ako napríklad zelené digitálne technológie, viac zamerané na zodpovedné využívanie údajov, internet vecí, umelú inteligenciu alebo blockchain v službách udržateľnostiDopĺňajú tradičné zelené IT, ktoré sa viac zameriavajú na energetickú účinnosť a správu zariadení. Spoločne sa snažia o uvedomelejšiu kultúru využívania technológií v súlade s cieľmi v oblasti klímy.

Najlepšie postupy v oblasti zelených IT v spoločnostiach a verejnej správe

V praxi sa stratégia zelených IT v organizácii premieta do politiky, postupy a konkrétne rozhodnutia na mnohých rôznych úrovniachNie je to len záležitosť systémového oddelenia; zahŕňa to nákup, zariadenia, ľudské zdroje, manažment a samozrejme aj používateľov.

Medzi najbežnejšie opatrenia patria Znížte alebo eliminujte nebezpečné látky v hardvéri, zvoľte zariadenia s environmentálnymi certifikátmi, predĺžte životné cykly a podporte opraviteľnosť. namiesto skorej výmeny. Odporúča sa aj recyklácia zariadení, spotrebného materiálu a komponentov, čím sa zavádzajú jasné kanály pre zber a nakladanie s odpadom.

Na operačnej úrovni pokročilé organizácie zvyčajne implementujú politiky úspory energie na pracoviskách a v dátových centráchAutomatické vypínanie nečinných zariadení, konfigurácie režimu spánku, monitorovanie spotreby, konsolidácia nevyužitých serverov, migrácia do cloudu, keď to má zmysel, a nasadenie rozsiahlej virtualizácie.

Toto všetko je sprevádzané rozhodnutiami o infraštruktúre: Efektívne chladenie, využívanie obnoviteľnej energie, senzory na nastavenie osvetlenia a klimatizácie, prestavba zariadení na zníženie strát a plány preventívnej údržby, ktoré udržiavajú zariadenia v optimálnych podmienkach prevádzky.

Niektoré verejné správy a spoločnosti poskytujúce energetické služby preukázali, že s Energetické audity a plány zlepšení môžu viesť k veľmi významným úsporám nákladov.Okrem výrazného zníženia emisií CO2 sú kontroly úrovne osvetlenia, výmena zastaraných zariadení, nasadenie inteligentných systémov riadenia alebo úprava klimatizácie opatrenia, ktoré sa zvyčajne vyplatia v krátkom čase.

Výhody a výzvy zavedenia zelených IT

Okrem zjavného prínosu pre planétu prinášajú iniciatívy Green IT množstvo Obchodné výhody, ktoré pri dobrej komunikácii pomáhajú odôvodniť investície a organizačné zmenyPrvým je úspora nákladov: menej spotrebovanej energie znamená nižšie účty za elektrinu a optimalizovaná infraštruktúra si zvyčajne vyžaduje menej priestoru a menej výdavkov na klimatizáciu.

Ďalšou jasnou výhodou je Zlepšená prevádzková efektivita: systémy s lepšou veľkosťou, menej prestojov z dôvodu prehrievania, menej hardvéru na správu a znížená zložitosť Tieto vylepšenia vedú k stabilnejšiemu a agilnejšiemu IT. Virtualizácia, cloud a efektívne úložisko skracujú časy nasadenia aplikácií a uľahčujú škálovateľnosť.

Stále dôležitejšia je aj reputačná zložka. Organizácie, ktoré preukazujú Vážny záväzok k technologickej udržateľnosti zlepšuje imidž značky, priťahuje talenty a je v súlade s očakávaniami spotrebiteľov, investorov a regulačných orgánov.V niektorých sektoroch sa táto diferenciácia môže stať jasnou konkurenčnou výhodou.

Z regulačného hľadiska sa mnohé jurisdikcie uberajú smerom k prísnejšie environmentálne predpisy týkajúce sa energetickej účinnosti, emisií a nakladania s elektronickým odpadomPredvídanie týchto zmien prostredníctvom politík Green IT pomáha predchádzať sankciám, uľahčuje dodržiavanie predpisov a stavia organizáciu do zodpovednej vedúcej pozície.

Samozrejme, existujú aj výzvy: počiatočné investície, potreby odbornej prípravy, vnútorný odpor voči zmenám a ťažkosti so spoľahlivým meraním skutočnej stopy IKTOkrem toho existuje riziko greenwashingu, ak sa menšie úspechy prezentujú ako veľké prelomy bez toho, aby sa riešili základné problémy. Kľúčom je stanoviť si realistické ciele, spoliehať sa na údaje a neustále sa zlepšovať.

Úloha inovácií, umelej inteligencie a budúcich trendov

Budúcnosť zelených IT nevyhnutne zahŕňa Technologické inovácie, výskum nových materiálov a architektúr a inteligentné využívanie umelej inteligencieV oblasti hardvéru bola miniaturizácia hnacou silou digitálnej revolúcie, ale zároveň zvýšila hustotu výkonu a s ňou aj problémy s chladením.

Výskumníci v oblasti nanotechnológií pracujú na zariadenia schopné ukladať a spracovávať informácie s oveľa nižšou spotrebou energieako sú magnetické nanodrôty alebo nové typy čipov, ktoré by mohli fungovať bez nepretržitého napájania alebo s minimálnymi stratami. Hoci mnohé z týchto riešení sú stále v experimentálnej fáze, ukazujú cestu k inherentne efektívnejšej výpočtovej technike.

Okrem toho, umela inteligencia a strojové učenie sa používa na Optimalizujte využitie zdrojov v reálnom čase v dátových centrách, sieťach a zariadeniachAlgoritmy, ktoré predpovedajú pracovné zaťaženie a upravujú frekvenciu procesora, vypínajú nečinné uzly, prerozdeľujú úlohy s cieľom lepšie využiť dostupnú energiu alebo dynamicky integrujú obnoviteľné zdroje, sú už v niektorých prostrediach realitou.

Internet vecí (IoT) prispieva Senzory, ktoré merajú teploty, spotrebu, prítomnosť alebo podmienky prostredia a umožňujú automatické nastavenie systémovNapríklad v inteligentných budovách sa tieto údaje kombinujú s riadiacimi algoritmami, aby sa znížili výdavky na osvetlenie, klimatizáciu a ďalšie služby bez toho, aby sa obetoval komfort.

Veľké technologické spoločnosti si napokon stanovujú ambiciózne ciele: fungovať výlučne na obnoviteľnej energii, byť klimaticky neutrálne alebo dokonca uhlíkovo negatívne v relatívne krátkych časových rámcoch. To zahŕňa prepracovanie dátových centier smerom k obehovým modelom, opätovné použitie komponentov, uzatváranie dlhodobých zmlúv o zelenej energii a vývoj energeticky efektívnejšieho softvéru a modelov umelej inteligencie.

Všetky tieto prvky spolu poukazujú na scenár, v ktorom Zelené výpočty už nie sú voliteľným doplnkom; teraz sú integrované ako kľúčové kritérium v ​​plánovaní technológií, obchodnej stratégii a verejných politikách.Keďže klimatické náklady digitálnych technológií sú čoraz viditeľnejšie, sociálny, regulačný a ekonomický tlak bude čoraz viac tlačiť na modely, v ktorých inovácia a udržateľnosť idú ruka v ruke.

Ak vývoj zelených IT niečo objasňuje, tak je to, že Technológia nie je nepriateľ, ale nástroj, ktorý môže urýchliť alebo spomaliť klimatickú krízu v závislosti od toho, ako je navrhnutá, používaná a riadená.Investovanie do zelených a efektívnych IT v súlade s obehovým hospodárstvom nielenže znižuje náklady a riziká, ale tiež stavia spoločnosti, administratívy a jednotlivcov do lepšej pozície, aby mohli naďalej využívať výhody digitálnych technológií bez ďalšieho zaťažovania planéty.