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Green cloud

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Internet potrebbe presto diventare una delle maggiori fonti di emissioni climalteranti. E i servizi cloud, che da un lato permettono di ridurre i consumi, rischiano di contribuire ad allargare l’impronta energetica del settore. Per questo il green cloud è una sfida centrale nella lotta ai cambiamenti climatici e nella transizione energetica verso le fonti rinnovabili.

Perché abbiamo bisogno di un cloud green?

Abbiamo bisogno di un cloud green, o ecosostenibile, perché i consumi energetici e le emissioni di CO2 dovuti al cloud e a internet nel complesso sono in costante crescita.

A parità di operazioni, oggi la rete consuma meno che in passato e datacenter sempre più grandi permettono di raggiungere nuove economie di scala. Nei cloud pubblici possiamo archiviare dati e far girare programmi in remoto con livelli d’efficienza energetica difficili da raggiungere nei centri di elaborazione dati aziendali. 

Tuttavia per il paradosso di Jevons, una tecnologia che diventa molto efficiente tende a diffondersi in modo esponenziale finendo per diventare più energivora e inquinante che mai. 

La quantità di dati caricati e scaricati è in continuo aumento. Cresce non solo il numero di contenuti messi in rete ma anche la loro qualità e quindi la dimensione dei file. Così nel 2018 il solo streaming video è arrivato a generare emissioni inquinanti pari a quelle di tutta la Spagna.  

I consumi energetici generati dallo scambio di dati online sono destinati a crescere a un ritmo esponenziale, poiché:

  • Oggi solo metà della popolazione mondiale usa internet.
  • Sta aumentando esponenzialmente la quantità di dati prodotta e fruita dal singolo utente.
  • Col 5G ci saranno sempre più dispositivi connessi e più dati da processare.

Purtroppo una parte di questa energia proviene ancora da fonti fossili e se internet fosse un Paese sarebbe uno dei 5 maggiori produttori di CO2 al mondo.

Il green cloud è cruciale per contrastare il riscaldamento globale e preservare i sistemi naturali. Ma di cosa si tratta esattamente?

Cos’è il green cloud? 

Il green cloud computing o green cloud è la progettazione e l’erogazione di servizi di cloud storage e cloud computing nell’ottica di ridurre al minimo il loro impatto ambientale. Green, verde, sta infatti per ecosostenibile. L’obiettivo a lungo termine è una tecnologia cloud ad impatto zero, cioè senza emissioni inquinanti e climalteranti e che non consuma risorse non rinnovabili. 

Il green cloud richiede:

  • Infrastrutture con bilancio energetico nullo o negativo, cioè capaci di produrre almeno la stessa quantità di energia di cui hanno bisogno. 
  • Energia pulita. Meglio ancora se prodotta negli stessi datacenter per ridurre le dispersioni e l’impatto visivo, con impianti integrati negli edifici.

Il primo passo è ridurre i consumi attraverso tecnologie altamente efficienti, il secondo è produrre l’intero fabbisogno energetico a partire da fonti rinnovabili.

Quanto inquina il cloud? 

I servizi in cloud, che vanno dallo storage allo scambio di dati sino all’esecuzione di software e allo streaming, sono erogati dai datacenter, edifici che ospitano i server e le apparecchiature necessarie a farli funzionare correttamente, tra cui i gruppi di continuità e i sistemi di climatizzazione.

I server sono in funzione 24 ore su 24 e per tutto il giorno consumano energia elettrica. Inoltre generano calore che deve essere costantemente eliminato perché le macchine non si surriscaldino e possano continuare a lavorare. L’impianto di raffreddamento, che mantiene temperatura e umidità a livelli ottimali, è proprio la parte che incide maggiormente sul fabbisogno energetico dell’edificio – sino al 40% del totale.

Conservare dati in cloud può essere più efficiente che farlo su un supporto fisico ma dipende dalla frequenza con cui si accede ai documenti. Per esempio guardare video in streaming per un’ora a settimana consuma in un anno quanto due nuovi frigoriferi

Secondo uno studio della Commissione Europea, nel 2018, i datacenter dell’UE:

  • Hanno consumato energia per 76.80 TWh. Si prevede un incremento del 28% entro il 2030, per arrivare a 98.52 TWh.
  • Hanno usato il 2.7% dell’intero fabbisogno di energia elettrica europeo. A questo ritmo raggiungeranno il 3.21% entro il 2030.
  • Gli edge datacenter sono stati responsabili del 2% dei consumi energetici. Una quota che si stima salga al 12% entro il 2025.

Secondo IDC, tra il 2012 e il 2019, in tutto il mondo i datacenter sono passati da 500mila a 8 milioni e il loro consumo energetico raddoppia ogni anno. Nel 2016 i datacenter mondiali hanno usato più energia della Gran Bretagna (416 TWh contro 300). 

Secondo Greenpeace, nel 2017 il settore IT consumava già il 7% dell’intero fabbisogno energetico mondiale. E i datacenter sono la parte di tutto il settore IT la cui impronta ecologica cresce più velocemente.

Unione europea e green cloud

Non è un caso che l’unione europea consideri il green cloud un punto cruciale per la transizione energetica e la lotta al cambiamento climatico. L’European Digital Strategy prevede che entro il 2030 tutti i datacenter siano ad emissioni zero, condizione imprescindibile per rendere l’Europa il primo continente “climaticamente neutro” entro il 2050, come previsto dal Green Deal europeo.

Per questo nel 2020, la Commissione Europea ha pubblicato uno studio sull’impatto dell’espansione delle tecnologie cloud e su possibili linee guida per limitarlo.

Efficienza energetica dei datacenter

L’efficienza energetica dei datacenter è fondamentale per il settore IT, e non solo per questioni ambientali: contenere i consumi è l’unico modo per poter offrire i servizi ad un prezzo sostenibile. L’energia infatti incide per il 70-80% sui costi operativi di un centro di elaborazione dati, e la percentuale potrebbe crescere col progressivo aumento della temperatura atmosferica e delle esigenze di raffrescamento delle macchine.

L’efficienza energetica dei datacenter si misura attraverso il parametro PUE – Power Usage Efficiency: rapporto tra l’energia effettivamente usata per alimentare gli apparati IT e quella totale consumata dal centro di calcolo, che comprende anche quella destinata al raffreddamento dei server e a compensare le perdite degli UPS.

Per un’alta efficienza sarà quindi indispensabile:

  • Progettare l’infrastruttura IT in modo da facilitare la ventilazione ed evitare il surriscaldamento.
  • Ospitare i server in edifici ecosostenibili, capaci di mantenere una temperatura ottimale col minimo impiego di impianti di condizionamento. 

Meglio ancora se l’edificio che ospita il datacenter è energeticamente autosufficiente grazie all’integrazione di impianti ad energia rinnovabile. Il caso più tipico è la copertura a pannelli fotovoltaici. 

Soluzioni per il green cloud

Il report Energy-efficient Cloud Computing Technologies and Policies for an Eco-friendly Cloud Market ha identificato le pratiche più comuni per rendere i servizi cloud ecosostenibili migliorando l’efficienza energetica dei datacenter:

  • Ecodesign delle infrastrutture
  • Sistemi di raffrescamento più efficienti
  • Recupero del calore per il riscaldamento di abitazioni
  • Uso di energia da fonti rinnovabili
  • Costruzione dei datacenter in aree geografiche fredde
  • Virtualizzazione del software per sfruttare al massimo la capacità delle macchine

Per ridurre i costi di climatizzazione, alcune multinazionali hanno iniziato a costruire i propri datacenter in Paesi molto freddi. Questa scelta rischia però di andare in conflitto con le normative sulla localizzazione dei dati e col bisogno di sicurezza degli utenti.

Nei climi più temperati, è importante sfruttare la ventilazione naturale o forzata per dissipare il calore e quindi progettare l’infrastruttura con una densità dei nodi ottimale per la circolazione dell’aria. L’intero edificio deve essere disegnato per mantenere le condizioni termoigrometriche adatte ai server col minimo consumo energetico.

Per ottimizzare le prestazioni degli impianti di climatizzazione alcune compagnie fanno ricorso all’intelligenza artificiale che monitora e regola costantemente temperatura e umidità.

Un altro modo per ridurre l’impatto ambientale dei server è sfruttare il calore generato per il teleriscaldamento di quartieri urbani vicini ai datacenter, trasportando l’aria calda attraverso canalizzazioni sotterranee.

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