Gerald Schut
In de afgelopen jaren voorspelden verschillende bezorgde studies en artikelen, dat het energieverbruik van datacenters onstuitbaar zou groeien door steeds intensiever gebruik van cloud-diensten en HD-streaming. Maar volgens de nieuwe analyse ‘Recalibrating global data center energy-use estimates’ in vakblad Science hebben de voorgaande studies één ding gemeenschappelijk: ze kloppen niet. Volgens de vier auteurs hebben de eerdere onderzoeker ‘een blinde vlek’: ze rekenden niet mee dat datacenters spectaculair veel zuiniger zouden worden. Waar die onderzoekers wél gelijk in hadden: de veronderstelling dat het gebruik van clouddiensten enorm zou groeien, klopte als een bus. Sinds 2010 is het aantal berekeningen in datacenters verzesvoudigd, het internetverkeer vertienvoudigd en is de opslagcapaciteit in datacenters met een factor 25 gegroeid. Zonder indrukwekkende efficiencyverbeteringen zou het energieverbruik van datacenters inderdaad van ongeveer 200 TWh (1 % van het wereldwijde elektriciteitsverbruik) zijn uitgegroeid tot apocalyptische proporties. Maar energiezuinigheid dus.
Zo is het stroomverbruik per berekening in een server met een factor vier gedaald door efficiëntere processoren en minder inactiviteit. Per Tb opslagruimte nam het stroomverbruik met een factor 9 af, terwijl het aantal berekeningen per server is vervijfvoudigd dankzij virtualisatie. Hierdoor daalde de zogenoemde power usage efficiency (PUE; dat is het totale energieverbruik van een datacenter gedeeld door het energieverbruik van de IT-apparatuur) met een kwart. Een hypothetisch ideaal datacenter zonder enig warmteverlies zou een PUE van 1 hebben. De allerbeste hyperscale datacenters hebben al een PUE van 1,1 of minder. En steeds meer IT-activiteiten zijn verhuisd van kleinere data centers naar dit soort ultra-efficiënte megaservers. In 2010 werd nog 79% van de berekeningen uitgevoerd met kleinschalige servers, terwijl in 2018 de verhoudingen waren omgedraaid: 89 % van de berekeningen gebeurde in energie-efficiënte cloud data centers. Conclusie: het stroomverbruik is de afgelopen 10 jaar ongeveer gelijk gebleven.
Vergeleken met andere sectoren zoals luchtvaart of industrie, waar een jaarlijks efficiencywinst van enkele procenten gangbaar is, zijn de prestaties van datacenters verbluffend: ieder jaar is het stroomverbruik per berekening met 20 % gedaald.
Hoeveel efficiencywinst is er nog te verwachten vragen de onderzoekers zich af. Want met de groei van artificial intelligence, 5G en industrie 4.0 voor de deur zal de komende jaren opnieuw fors meer van datacenters gevergd worden. Voorspellen is moeilijk, vooral als het om de toekomst gaat, beseffen ze. Wat voor energie-impact zal een potentiele gamechanger als quantum computing bijvoorbeeld hebben? Voor de komende jaren voorzien de Amerikanen nog mogelijkheden voor meer virtualisatie en blijvende migratie naar grote, moderne, energiezuinige datacenters. Hiermee zou een verdubbeling van het aantal berekeningen (die we al over drie of vier jaar zouden kunnen meemaken) met gelijkblijvend stroomverbruik opgevangen kunnen worden.
Overheden kunnen ten eerste helpen met subsidies en belastingvoordelen voor energie-efficiënte maatregelen. Ten tweede is extra geld voor onderzoek naar onder meer nieuwe koeltechnieken en materialen voor ultra high density storage belangrijk. En tenslotte zouden met name in Azië data centers gedwongen moeten worden meer openheid te geven over hun energieverbruik. Andere sectoren hebben laten zien dat dat kan zonder bedrijfsgeheimen te openbaren.
