Nel giro di pochi anni, con una accelerazione legata alla pandemia, il nostro mondo è diventato sempre più online. Cloud, virtualizzazione, delocalizzazione dei servizi e dei dati, social, in pratica tutto ora sta passando per i Data Center. Data Center che sono diventati sempre più avidi di risorse energetiche. L’esplosione dello smart working e dei servizi cloud hanno reso queste strutture dei buchi neri per l’energia elettrica, basti pensare che nel 2017 consumavano circa il 3% dell’elettricità mondiale e nel 2030 arriveranno ad assorbire circa l’8% della produzione globale, ci sono nazioni che consumano meno.
Il consumo energetico dei data center
Il consumo energetico dei Data Center è un tema molto sentito dall’intera comunità informatica e non solo, soprattutto per la mancata percezione dell’energia richiesta per usufruire dei servizi. Per raggiungere un cliente per una riunione si fa il pieno all’automobile e il carburante viene pagato subito, prima ancora di utilizzarlo per muoversi. Al contrario una video conferenza con lo stesso cliente non genera la percezione del costo: l’energia usata e le infrastrutture necessarie a permettere a due persone di vedersi e sentirsi, sia di proprietà sia quelle dei Data Center coinvolti, sono fuori dalla nostra immediata presa di coscienza. Ma ci sono e sono molto importanti. Giusto per fare un esempio: la società Ovo Energy, fornitore indipendente di energia elettrica del Regno Unito, ha commissionato nel 2019 uno studio sui consumi “nascosti” nel mondo dell’informatica con risultati sorprendenti: il semplice invio di mail di ringraziamento, di conferma di ricezione, diciamo mail non strettamente necessarie, che ammontavano nel 1019 a circa 64 milioni ogni giorno nel Regno Unito generavano oltre 23mila tonnellate di carbonio all’anno. Carbonio prodotto dai sistemi che gestiscono la posta elettronica. L’impronta di carbonio di queste strutture è altissima, rappresenta circa il 2% delle emissioni globali e alla luce dei problemi che il cambiamento climatico sta creando è necessario ridurla in modo significativo. Uno dei punti critici nei Data Center è il raffreddamento. È necessario che questi ambienti vengano mantenuti sempre a una temperatura costante, in modo da evitare il surriscaldamento delle apparecchiature. Gli impianti di climatizzazione assorbono circa il 40% dell’energia necessaria al funzionamento di queste strutture e riuscire a rendere il sistema di climatizzazione più efficiente è uno degli obiettivi da raggiungere nei prossimi anni. Le strategie utilizzabili sono diverse e in commercio si possono trovare apparecchiature con un livello di efficienza inimmaginabile solo pochi anni fa. Per esempio la società di ingegneria Danfoss, con una divisione specializzata in soluzioni per la climatizzazione, ha sviluppato prodotti per riuscire in questa impresa. Le sue apparecchiature, come pompe ad alta pressione e scambiatori di calore, sono utilizzate nei Data Center di Facebook in Svezia e Lenovo negli Usa, e consentono di ridurre di molto il consumo di energia richiesto per il condizionamento. Inoltre l’utilizzo di sole fonti rinnovabili per la struttura di Facebook, utilizza energia idroelettrica, azzera le emissioni di carbonio. La Danfoss non si è limitata a ridurre il consumo elettrico, ma nella propria sede in Danimarca ha sviluppato un sistema per recuperare il calore prodotto nel proprio Data Center e utilizzarlo per riscaldare gli uffici. Questa soluzione permette di ridurre del 25% il fabbisogno energetico per il riscaldamento della sede centrale. Un esempio da imitare. In Italia, invece, la società piemontese Sintra ha sviluppato delle soluzioni in grado di ridurre drasticamente il fabbisogno energetico per la climatizzazione. Grazie alla combinazione di tubi microforati e un pulsore per muovere l’aria questa tecnologia è in grado di azzerare la stratificazione termica, uniformando la temperatura in tutta la struttura (lo scarto tra il pavimento e il soffitto è inferiore al grado centigrado), con un notevole aumento dell’efficienza dell’impianto di climatizzazione.
Obiettivo impatto zero
L’obiettivo che l’Europa si è posta è di arrivare nel 2030 con Data Center a impatto zero, per questo la Commissione Europea attraverso il Regolamento (Ue) 2019/424 ha stabilito le specifiche per la progettazione ecocompatibile di server e dispositivi per l’archiviazione. Le analisi fatte dalla Commissione hanno evidenziato come nel vecchio continente il consumo annuale di energia riconducibile ai soli server sarà di circa 48 TWh nel 2030 e se si considerano anche le infrastrutture che li ospitano raggiungerà la cifra di 75 TWh, discorso analogo con i dispositivi di archiviazione dati, nel 2030 assorbiranno 30 TWh e 47 TWh considerando le infrastrutture che li accolgono. Adottando entro il 2030 apparecchiature che seguono le specifiche di progettazione ecocompatibile del Regolamento 2019/424 si potrà diminuire in modo significativo il consumo di energia. I calcoli prevedono risparmi annuali di circa 9 TWh, giusto per fare un paragone: il consumo dell’Estonia nel 2014. Scendendo nei particolari il risparmio annuale diretto per i server progettati in modo ecocompatibile sarà di 2,4 TWh e indiretto di 3,7 TWh (quello relativo alle infrastrutture). In totale 6,1 TWh all’anno. Questo vuol dire evitare di immettere in atmosfera qualcosa come 2,1 Mt di tonnellate di CO2 equivalente. A questo dobbiamo aggiungere anche la componente legata ai dispositivi di archiviazione dai e alle loro infrastrutture. Annualmente si potrà avere un risparmio diretto di 0,8 TWH e indiretto di 2 TWh, per un totale di 2,8 TWh che corrispondono a 0,9 Mt di tonnellate di CO2 equivalente risparmiate. Risultanti ottenibili intervenendo solo su alcune delle componenti hardware dei Data Center. Per il raggiungimento delle emissioni zero di carbonio molte strutture stanno anche lavorando sul fronte dell’approvvigionamento energetico. La società Irideos, per esempio, ha scelto di utilizzare solo fonti rinnovabili per alimentare i propri 15 Data Center distribuiti in Italia. Come lei molte altre realtà stanno percorrendo questa strada. Ma c’è chi fa di più, Google ha sviluppato un sistema software in grado di spostare le attività di calcolo nelle strutture che funzionano con energia rinnovabile, tipicamente solare ed eolico, così da non essere costretti ad acquistare energia da fonti “inquinanti”.
Perché è importante avere una infrastruttura efficiente?
La risposta a questa domanda è che è perché le tendenze sono quelle di acquisire soluzioni chiavi in mano. Ne è un esempio l’iperconvergenza, dove un “Data Center” viene virtualizzato in un nodo che contiene tutto dai server allo storage al software. Tutto virtualizzato, ma trasparente per l’utente finale che può utilizzare servizi e risorse secondo le necessità. Un’unica appliance che gestisce tutto un “Data Center” attraverso un cruscotto centralizzato. Ma queste appliance iperconvergenti devono essere inserite in una struttura efficiente sotto tutti gli aspetti, da quello di rete a quello energetico. I Data Center e la loro componente infrastrutturale sono dunque sempre più protagonisti, molte realtà si affidano a loro per gestire il proprio business e i propri dati. Non solo iperconvergenza, ma come detto all’inizio tutti i servizi legati al cloud, alla big data analysis, i sistemi di intelligenza artificiale, quelli di streaming video, quelli legati alle comunicazioni satellitari e 5G, tutti vogliono potenza di calcolo, scalabilità e affidabilità. I nuovi Data Center dovranno essere in grado di garantire tutto questo, ma dovranno farlo rispettando l’ambiente, riducendo il proprio impatto ambientale attraverso nuove apparecchiature ecocompatibili e una progettazione più efficiente delle strutture. Gli edifici per ospitarli, inoltre, dovrebbero essere realizzati in località al Nord, in modo da evitare che temperature esterne troppo elevate possano interferire con gli impianti di climatizzazione. Il futuro sarà dunque dei Data Center, ma con anima verde.