Сколько электричества нужно Интернету?
Во времена Шекспира отправить сообщение человеку в другом городе было большим делом. Вы должны были нанять кого-нибудь, чтобы донести за вас сообщение. Этому человеку, возможно, придется пройти много миль пешком или проехать много миль, чтобы добраться до места назначения. Это могло быть опасное путешествие, особенно для шекспировских посланников, которые, казалось, выживали в трагедиях около 50 процентов.
Во времена Шекпира каждое сообщение требовало огромной энергии с момента его написания до момента, когда получатель прочитал его. Но сегодня все намного цивилизованнее. Вы можете загрузить компьютер, планшет, смартфон или даже игровую приставку и удалить десяток сообщений всего за несколько минут. Более того, сообщения почти мгновенно попадают в почтовый ящик, принадлежащий получателю. Посмотрите, сколько усилий мы сэкономили!
Но когда дело доходит до реальной энергии, Интернет - это голодная система. Это сеть сетей, и каждая сеть состоит из компьютеров. Эти компьютеры потребляют много энергии. Но есть ли способ узнать, сколько электроэнергии потребляет Интернет?
Чтобы оценить энергопотребление Интернета, нам необходимо рассмотреть каждый компонент, который подключается к системе. Интернет составляют миллиарды устройств. Во-первых, давайте взглянем на центры обработки данных.
Содержание
- Хомяки и слоны
- Отмерь дважды, купи один раз
- Должны ли мы его выключить?
Центры обработки данных
Центры обработки данных - это совокупность компьютеров, составляющих серверную часть системы. Дата-центр не обязательно подключен к Интернету - это может быть внутренняя система внутри организации или компании. Но Интернет полагается на огромные центры обработки данных, содержащие сотни тысяч компьютеров.В центре обработки данных могут быть компьютеры с базами данных, веб-серверы и мэйнфреймы или комбинация всего трех. Несколько лет назад для предприятий было обычным делом содержать собственные центры обработки данных. Некоторые были огромными - размером со склад, и в них стояли тысячи компьютеров, установленных в стеллажи. Другие были крошечными и состояли из единой стойки с машинами.
Сегодня многие компании полагаются на облачные сервисы для удовлетворения потребностей своих центров обработки данных. Это означает, что они нанимают другую компанию для предоставления физических устройств, на которых размещаются бизнес-данные и услуги. Доступ к бизнес-информации предоставляется нам благодаря Интернету. Центры обработки данных облачных сервисов действительно огромны: сотни тысяч машин хранятся в огромных зданиях.
Компании, предоставляющие облачные услуги, будут хранить данные клиентов на нескольких машинах. Это для избыточности. Если компьютер выходит из строя по какой-либо причине, данные клиента остаются нетронутыми, поскольку они существуют на другом компьютере. Обратной стороной такой схемы является то, что каждому компьютеру для работы требуется питание.
Компьютеры также выделяют тепло, что может быть плохой новостью. Если электронные компоненты станут слишком горячими, они могут выйти из строя. Чтобы машины работали при безопасной температуре, владельцы центров обработки данных должны вкладывать средства в системы охлаждения. Самая распространенная система - это кондиционер. В нашей окончательной оценке мы должны учитывать затраты на электроэнергию для центров обработки данных с кондиционированием воздуха, поскольку они необходимы для обеспечения работы Интернета.
С 2008 года количество центров обработки данных в США сократилось. В основном это связано с тем, что компании переходят на модель облачных сервисов и разгружают свои центры обработки данных. Но хотя центров обработки данных меньше, те, которые остаются, становятся все больше. Это как обменять группу из 50 хомяков на 10 слонов - в итоге у вас будет меньше животных, но они занимают гораздо больше места и потребляют больше энергии.
Получить точное количество центров обработки данных невозможно - многие компании хранят информацию о своих центрах обработки данных в частном порядке, поскольку это может быть конкурентным преимуществом. Также невозможно точно сказать, сколько энергии требуется каждому центру обработки данных, не зная всех деталей. Это не остановило людей от попыток. Далее мы рассмотрим некоторые методики, которые люди использовали для оценки энергопотребления в Интернете.
Центры обработки данных забиты серверами и другими компьютерами, которым требуется электричество для работы и охлаждения.
В 2011 году Барат Рагхаван и Джастин Ма из ICSI и Калифорнийского университета в Беркли взяли на себя задачу оценить количество электроэнергии, необходимой для Интернета. Они решили учесть энергию, которую мы используем для создания самого Интернета. Это включает в себя всю мощность, необходимую для создания компьютеров, сетевых подключений, вышек сотовой связи и другого оборудования. Они назвали эту воплощенную энергию или «эмерджей».
Рагхаван и Ма полагались на общие оценки для всей своей работы и признали в своем отчете, что их ответ был неточным. Их заявленная цель состояла в том, чтобы привлечь внимание к этому вопросу, чтобы другие могли подумать над проблемой более глубоко. Их оценки включали:
- 750 миллионов настольных компьютеров
- 750 миллионов портативных компьютеров
- 1 миллиард смартфонов
- 100 миллионов серверов
В конечном итоге Рагхаван и Ма подсчитали, что Интернет потребляет от 84 до 143 гигаватт электроэнергии ежегодно, что составляет от 3,6 до 6,2 процента всей электроэнергии в мире. С учетом аварийного выхода получается от 170 до 307 гигаватт. Это много энергии, но составляет чуть менее двух процентов мирового потребления энергии.
Должны ли мы его выключить?
В статье Джеймса Гланца в New York Times 2012 года было рассмотрено, как центры обработки данных могут быть расточительными и потреблять много энергии. Для обеспечения надежности центрам обработки данных необходимо хранить одну и ту же информацию на нескольких машинах для создания избыточности. Эти машины должны быть включены и доступны постоянно. Помимо потребности в постоянном питании серверов, центрам обработки данных требуются системы охлаждения, которые потребляют больше энергии.Согласно источникам Гланца, центры обработки данных используют около 30 гигаватт электроэнергии. Он также заявляет, что центры обработки данных могут тратить большую часть этой энергии - до 90 процентов. При таком огромном количестве энергии, которое тратится впустую, приносит ли Интернет больше вреда, чем он того стоит?
Нет, согласно Рагхавану и Ма. В своем отчете они отмечают, что потребление энергии Интернетом составляет небольшую долю от потребления энергии в транспортной отрасли, на которую приходится 61 процент всей добычи нефти. Два исследователя предполагают, что, поскольку Интернет потребляет меньше энергии и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем транспорт, перенос большего количества задач в Интернет имеет смысл. Использование телеконференций вместо поездок для встреч может сэкономить немало энергии.
Реальная картина, которая вырисовывается, когда вы смотрите на то, сколько энергии потребляет Интернет, заключается в том, что это сложная проблема. Без Интернета нам пришлось бы полагаться на другие методы для связи и доступа к данным. Эти методы, в свою очередь, могут потребовать больше энергии и вызвать большее загрязнение, чем Интернет. Если это так, то с точки зрения энергетики имеет смысл уменьшить нашу зависимость от этих видов деятельности и больше сосредоточиться на Интернете.
Примечание автора
Я высказал идею этой статьи в ходе мозгового штурма, потому что этот вопрос меня беспокоил. Сколько энергии потребляет Интернет? Я так сильно полагаюсь на Интернет во всем, от предложений ресторанов и развлечений до банковского дела и здравоохранения, что мне стало интересно, сколько энергии я потребляю. Я подозревал, что ответ будет трудно или даже невозможно найти. К счастью, Рагхаван и Ма проделали большую работу по оценке энергопотребления.
