Cloud computing alias Otesánek ante portas

Zřejmě jen málo čtenářů má alespoň orientační představu o energetické náročnosti dnešních informačních technologií.

Organizace Greenpeace nedávno zveřejnila zprávu s poněkud sugestivním názvem „How Clean is Your Cloud?“, ve které vytkla největším globálním hráčům v sektoru „cloud computing“ (m.j. Amazon, Apple, Dell, Facebook, Google, IBM, Microsoft, Twitter) vysoký podíl „nečisté“ elektřiny určené k napájení obřích datových center. „Nečistou“ se v kontextu odkazovaného dokumentu samozřejmě rozumí elektřina pocházející z uhelných popř. jaderných elektráren. Dílčí informace pocházející z této zprávy bylo možné zaznamenat i v českých médiích.
Bylo by asi vhodné vyjasnit si situaci ohledně globální energetické náročnosti IT segmentu „cloud computing“. Začněme nejdříve s odhady Greenpeace. Uváděná zpráva přebírá údaje z jiného dokumentu této organizace z března 2010 „Make IT Green: Cloud Computing and its Contribution to Climate Change“, v kterém je vyčíslena spotřeba datových center 330 miliard kWh (TWh) za r. 2007. Pro bližší představu se jedná o teoretickou celoroční nepřetržitou výrobu 38 000 MW po dobu 365 dní x 24 hodin, což pro přiblížení odpovídá např. 38 blokům JE Temelín. Zpracovatelé studie navíc k datovým centrům ještě „přihodili“ spotřebu telekomunikačních technologií 293 TWh, což reprezentuje dalších 33 bloků Temelína. Závěrečná suma tedy činí 623 TWh (71 bloků Temelína). Prognóza na r. 2020 byla formulována v gigantické výši 1 964 TWh (224 bloků Temelína). Jen tak mimochodem, v měřítku posuzovaného roku 2007 by byl fiktivní stát „Cloud computing“ pátý na světě ve spotřebě elektřiny za USA, Čínou, Ruskem a Japonskem.
Abych pravdu řekl, byl jsem z uvedených čísel poněkud na rozpacích, nicméně nemám ambice ani prostředky je opravovat či upřesňovat. Konstatuji pouze, že odhad spotřeby elektřiny konkrétního technologického segmentu, navíc v globálním měřítku, je úkol nadmíru obtížný. Z tohoto důvodu je nanejvýš vhodné data ověřovat i z jiných informačních zdrojů, pokud možno přímo z dotčeného oboru.
Společnost DatacenterDynamics publikovala údaje o vývoji trhu „cloud computingu“, včetně odhadu energetické náročnosti. Zřejmě na základě ověřeného počtu datových stanic a jejich parametrů uvádí odhad celkového příkonu ve výši 31 GW, což odpovídá roční spotřebě 271 TWh (2011), s předpokládaným navýšením o 19% v r. 2012. Otázkou je, do jaké míry se v tomto případě opravdu jedná o „globální data“. Jen pro zajímavost, i tato „skromná“ hodnota, tedy určitě v porovnání s údaji Greenpeace, odpovídá přibližně 1,5% roční světové spotřeby elektřiny.
Na okraj doplním několik informací pro ilustraci měřítka: jedná se přibližně o 100 000 datových center s předpokládaným nárůstem v r. 2012 ve výši 7%, zahrnujících 7,7 milionů datových stanic (racks) s předpokládaným ročním nárůstem 15%. V oboru bylo v roce 2011 proinvestováno 30 miliard USD, odhad na další rok činí 35 miliard USD.
Dle mého názoru podstatně realističtější údaje DatacenterDynamics dokladují fakt, že IT technologie se definitivně staly součástí „velké elektroenergetiky“. Ostatně technická realita je zřejmá. Příkon některých plánovaných světových datových center se pohybuje v řádu až desítek MW, což odpovídá průmyslovým technologiím. Vysoké požadavky na spolehlivost elektrického napájení se blíží standardům pro jaderné elektrárny, což rezultuje v instalaci záložních dieselgenerátorových stanic a sofistikovaných systémů nepřetržitého napájení (UPS).
Je zřejmé, že elektřina k napájení technologií „cloud computing“ musí obecně reflektovat energetický mix daného státu resp. lokality. Vzhledem k dynamickému rozvoji IT technologií lze očekávat, že nárůst počtu datových stanic a s tím spojené nároky na elektrické napájení budou podstatně vyšší než zvyšování podílu obnovitelných zdrojů v energetickém mixu, takže podíl „zelené“ elektřiny by měl v tomto případě spíše klesat. To je ovšem pouze omezený technický pohled na problém. Manažeři a PR specialisté globálních datových center si bezpochyby zajistí na energetickém trhu obchodní certifikáty „zelené“ elektřiny ve výši roční spotřeby, takže se již brzy určitě dočkáme datových center s vizitkou „100% green energy“. Ostatně tyto mimikry pro část veřejnosti bez potřebných technických znalostí již brzy zřejmě nasadí nejenom velké korporace, nýbrž i celé státy. K tomuto mohu jako elektrotechnik skromně podotknout jediné, jistě to lze takto administrativně zařídit, ovšem fyzikální realita zůstane pořád stejná.
Nabízí se otázka dalšího vývoje. Mnoho IT odborníků tvrdí, že se nacházíme na počátku éry explozivního rozmachu technologií „cloud computing“. V této souvislosti si vybavuji oněch zmiňovaných 31 Temelínů s předpokládaným navýšením o dalších 6 v roce 2012 a hned v závěsu celé stohy studií nejrůznějších environmentalistických organizací na téma, jak průmyslový svět bude stabilizovat a následně snižovat spotřebu elektřiny. Co třeba Smart Grids, které mají vyřešit všechny problémy s integrací obnovitelných zdrojů do energetického mixu a budou dosti pravděpodobně do značné míry založeny na technologiích „cloud computingu“?. A hned v závěsu vidím miliony, desítky milionů elektromobilů, které vytlačí smrdící spalovací motory z dopravy. Mám tak trochu obavy, že za těchto okolností budeme pouze velmi obtížně snižovat spotřebu elektřiny. Snad jenom tehdy, když vyženeme veškerý těžký průmysl do Asie, což ovšem může řešit energetický problém pouze lokálně a nikoliv globálně.
Možná byla prezentovaná čísla byla pro některé čtenáře překvapující. Asi by nebylo od věci, abychom si uvědomili, že minimálně desítky velkých elektráren „točí“ dnem a nocí, aby se část globální společnosti s odpovídajícím přístupem k IT technologiím, mohla „vykecávat“ na Internetu. Bylo by vhodné, abychom toto měli všichni na paměti, když si sedáme k svému PC.
(Psáno pro blog.iDNES)
Petr Nejedlý