Same centra danych obsługujące sieć internetową zużywają obecnie więcej energii niż średniej wielkości kraj
Obecnie zauważamy objawy poważnego kryzysu energetycznego, rosną ceny nośników energii i dlatego obserwujemy wzrost cen prądu elektrycznego. W Europie coraz częściej mówi się o konieczności oszczędzania energii elektrycznej. W dużych miastach ogranicza się nocne oświetlenie, odwołuje duże okolicznościowe iluminacje obiektów i imprez. Wysokie rachunki za energię elektryczną ograniczają funkcjonowanie niektórych instytucji, np. władze Hanoweru już zadecydowały, że ratusz, muzea i zabytki nie będą podświetlane nocą. A przecież to dopiero początek. Specjaliści przewidują, że kryzys potrwa przynajmniej kilka lat, zanim uda się przywrócić równowagę energetyczną, zastępując sprowadzany z Rosji gaz ziemny innymi nośnikami stabilnej energii: węglem i energią atomową. Jednocześnie w mediach pojawiają się coraz liczniejsze głosy dotyczące koniecznych zmian zarówno w produkcji, jak i w dystrybucji energii elektrycznej. Omawiane są nowe sposoby oszczędzania oraz redukowania użycia energii elektrycznej. Jednak w tej dyskusji brakuje bardzo ważnego elementu dotyczącego ograniczenia użycia energii elektrycznej przez systemy komputerowe obsługujące sieć internetową. Przecież każde działanie, jakie wykonujemy na komputerze bądź telefonie komórkowym w trybie on-line, powoduje liczne aktywności infrastruktury komputerowej tworzącej sieć internetową.
Kosztowne media społecznościowe
Kiedy korzystamy z internetu, powinniśmy wiedzieć, że za każdym razem, gdy używamy mediów społecznościowych czy platform streamingowych, kiedy wysyłamy e-mail, wymuszamy na serwerach i urządzeniach pośredniczących i transmisyjnych całą kaskadę energochłonnych procesów.
Globalna sieć komputerowa to skomplikowana infrastruktura komputerowa, której nie widzimy na co dzień. W tle każdej strony internetowej, aplikacji mobilnej, usługi sieciowej znajdują się nie tylko serwery przechowujące dane, lecz także sieci światłowodowe łączące potężne centra przetwarzania danych. Specjalistyczne systemy komputerowe nieustannie przetwarzają dane – zarówno te o małej pojemości, teksty, jak i te, które wymagają ogromnej mocy obliczeniowej (np. filmy transmitowane w usługach streamingowych). Obecnie szacujemy, że same centra danych obsługujące sieć internetową zużywają ponad 200 TWh (terawatogodzin) energii elektrycznej rocznie. To więcej niż zużycie energetyczne średniej wielkości kraju i wartość porównywalna z energią używaną w całym globalnym transporcie – samochodowym, kolejowym i lotniczym.
Naukowcy z uniwersytetu w San Diego oszacowali, że w 2022 roku każdego dnia z internetu korzysta ponad 5 mld osób i każda z nich przetwarza dziennie średnio 12 gigabajtów informacji. To olbrzymie ilości danych, których przetwarzanie wymaga ogromnych ilości informacji. Oszacowano, że każde pojedyncze użycie wyszukiwarki Google, czyli wpisanie zapytania i wygenerowanie wyników, wymaga około 0,03 Wh (watogodziny). Jeśli przemnożymy tę ilość przez liczbę użytkowników, to uzyskujemy wartość energii elektrycznej, która wystarczyłaby do zasilania dużego miasta przez cały rok. Tylko jedno centrum przetwarzania danych Google’a zużywa tyle prądu elektrycznego, ile 200 tys. domów jednorodzinnych. Musimy pamiętać, że część sieci internetowej obsługiwana przez korporację Alphabet, do której należy Google, to prawdziwe cyfrowe imperium.
Zasadniczo niewiele wiadomo na temat szczegółowej budowy infrastruktury serwerowej Google’a, ze względu na bezpieczeństwo danych jest to pilnie strzeżona tajemnica firmy. Jednak pomimo braku oficjalnych danych na temat dokładnej liczby serwerów w 2016 roku firma Gartner, powołując się na własne źródła, oszacowała ich liczbę na ponad 2,5 mln. Z kolei według ostatnich szacunków przeprowadzonych przez Microsoft obecna liczba serwerów Google’a rozsiana po całym świecie to ponad 900 mln. Każdy serwer wymaga zasilania energią elektryczną. Centra danych
Google’a występują na całym świecie, największe z nich znajdują się oczywiście w USA: w Council Bluffs w stanie Iowa, Mayes County w stanie Oklahoma, Berkeley County w Południowej Karolinie czy The Dalles w stanie Oregon. Jedno centrum Google’a znajduje się w Ameryce Południowej (Quilicura w Chile), dwa są w Azji Wschodniej (na Tajwanie i w Singapurze) oraz cztery w Europie – w Irlandii (Dublin), Holandii (Eemshaven), Finlandii (Hamina) oraz w Belgii (Saint-Ghislain). Kolejne są budowane lub znajdują się w fazie projektowej. Każde z nich wymaga zasilania energią elektryczną. Jej ilość jest porównywalna z zasilaniem dużego miasta. A przecież usługi proponowane przez firmę Google to tylko jeden sektor funkcji realizowanych w sieci internetowej. Kiedy w ciągu jednej minuty
Google przetwarza około 4 mln zapytań, serwery Instagramu obsługują 350 tys. operacji scrollowania ekranu, Twitter realizuje ponad milion wyświetleń, algorytmy Facebooka przetwarzają ponad milion spersonalizowanych informacji do wyświetlenia, a na serwerach YouTube’a odtwarzanych jest 4,5 mln filmów. Musimy do tego dodać ponad 60 tys. postów na Instagramie oraz kilka milionów informacji na Snapchacie. Każda z tych aktywności wymaga zużycia większej ilości energii elektrycznej niż przy wyszukiwaniu informacji w Google’u.
Cyfrowo znaczy na prąd
Globalny ruch w sieci internetowej jest liczony w ZB (zettabajtach), czyli 10 podniesione do potęgi 21, są to już trudne do wyobrażenia astronomiczne wartości. Jeszcze w zeszłym roku specjaliści szacowali, że w ciągu najbliższych 3 lat wartość energii elektrycznej zużywanej przez infrastrukturę informatyczną obsługującą sieć internetową wzrośnie nawet dziesięciokrotnie. A musi to być stabilna forma energii elektrycznej. Systemy komputerowe są bardzo wrażliwe na niestabilne zasilanie, zatem konieczne jest wykorzystywanie energii produkowanej w klasycznych elektrowniach węglowych lub atomowych. Kiedy projekty Unii Europejskiej zakładają redukcję emisji dwutlenku węgla, sektor technologii komputerów zakłada olbrzymie zwiększenie zużycia prądu elektrycznego – i to zazwyczaj z klasycznych źródeł. Kto sfinansuje koszty tej energii w czasie kryzysu energetycznego, kiedy ceny prądu gwałtownie rosną?
Osobnym problemem, z punktu widzenia zużycia energii elektrycznej, są cyfrowe kryptowaluty, o których już pisałem na łamach „Naszego Dziennika” („Bitcoin w rękach Rosjan”, 12-13 marca 2022 roku). Tylko najpopularniejszy bitcoin zużywa około 60 TWh energii elektrycznej, czyli mniej więcej tyle, ile np. cała Szwajcaria. Z rankingu Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI) wynika, że według zużycia prądu elektrycznego bitcoin jest na 43. miejscu najbardziej energochłonnych państw świata, wyprzedza Szwajcarię (58 TWh) i znajduje się tuż za Austrią (64 TWh) i Czechami (62 TWh). A zatem jaka będzie przyszłość kryptowalut, kiedy ceny energii elektrycznej wzrosną? Może nastąpi naturalny powrót do klasycznej formy papierowego pieniądza?
Szansa na zmianę
Należy jednoznacznie stwierdzić, że korzystanie z globalnej sieci przez coraz większą liczbę osób jest jak najbardziej pozytywnym zjawiskiem. Musimy być jednak świadomi, jaki jest wpływ tego zjawiska na środowisko. Pozwoliliśmy, by internet i związana z nim infrastruktura rozwijały się bez żadnych rozsądnych ograniczeń. Nikt nigdy nie zastanawiał się nad konsekwencjami tak szybkiego rozwoju i nie był świadomy wpływu, jaki internet może mieć na klimat i środowisko. Odpowiedzią na te problemy z oczywistych powodów nie może być ograniczanie dostępu do sieci, ale nauka prawidłowego korzystania z niej, co powinno być na stałe wpisane w programy nauczania dzieci już od szkoły podstawowej. Wymaga to oczywiście opracowania nowych dokumentów programowych i decyzji, w jaki sposób realizować założone cele edukacyjne. Czy powinien być wprowadzony dodatkowy przedmiot, np. człowiek w świecie cyfrowym, czy też należy utworzyć odpowiednie ścieżki programowe w ramach istniejących przedmiotów, nie pomijając tych, które zajmują się problematyką kultury, historii i szeroko pojętych zagadnień humanistycznych. Przecież odpowiednio dobrany materiał wideo ilustrujący treści programowe jest jak najbardziej pożądany bez względu na wymagania technologiczne. Dzieci powinny być uczone, że oglądanie wielu filmów o wątpliwej wartości – poza innymi negatywnymi skutkami – wymaga zużycia dużych ilości energii elektrycznej i jest to nieekologiczne. Podobnie z grami on-line – one również zużywają ogromne ilości energii, i to nie tylko na komputerze domowym, przed którym młodzi ludzie spędzają wiele czasu, ale przede wszystkim na serwerach producentów gier, gdzie realizowane są liczne algorytmy zużywające ogromne ilości energii. To bardzo pilna sprawa, szczególnie dzisiaj, w obliczu pogłębiającego się kryzysu energetycznego. Przecież młodzi ludzie powinni zadać sobie proste pytanie: czy rzeczywiście muszę używać tych aplikacji? Czy nie lepiej sięgnąć po książkę lub encyklopedię, zamiast wyszukiwać informacji w sieci? A może zamiast w grę komputerową zagrać z przyjaciółmi w coraz bardziej popularne planszówki? Współczesne programy nauczania nie mogą dzisiaj omijać tych problemów, powinny wskazywać dobre praktyki i rozwiązania. Polecać gry rozwijające wyobraźnię i jednocześnie wspomagać nauczanie treści zgodnych z programami szkolnymi. Element rozrywkowy powinien być traktowany jako marginalny, a nie jako główny cel używania komputerów. Trudne? Oczywiście, ale przecież ten problem będzie się jedynie pogłębiał, dlatego należy zacząć rozwiązywać go już teraz, aby wypracować odpowiednie narzędzia na przyszłość.
Dzisiaj, kiedy dużo mówimy o tzw. śladzie węglowym, ale jednocześnie nie rozstajemy się z telefonem komórkowym podłączonym do internetu, czy nie popadamy w pewien paradoksalny stan? Przecież najprościej zredukować użycie energii elektrycznej, wyłączając w telefonie opcję on-line, stosując ją jedynie wtedy, gdy jest niezbędna. Musimy mieć świadomość, że serwery zużywają najwięcej energii elektrycznej, kiedy przez sieć oglądamy filmy w wysokiej jakości, a najmniej, kiedy przesyłamy pliki tekstowe. Takie ekonomiczne używanie sieci przyczyni się przecież bezpośrednio do zmniejszenia zużycia prądu i redukcji „śladu węglowego”. Może już czas na prawdziwy „strajk klimatyczny”? Zamiast ideologicznych inicjatyw wystarczy przecież wyłączyć dostęp do internetu w telefonie komórkowym najpierw na godzinę, a potem na dłużej i tak z czasem powinniśmy nauczyć młodych ludzi, że bycie ciągle on-line szkodzi nie tylko im, lecz także planecie.
A poza tym oszczędzamy coraz droższą energię elektryczną. Czy naprawdę musimy oglądać aż tyle filmów na YouTubie, czy może lepiej przeczytać książkę? Tylko czy młodzi ludzie będą skłonni walczyć o realne efekty ekologiczne, czy też pozostaną jedynie w sferze nic nieznaczących deklaracji i protestów? A może uda się wypromować nowego lidera w miejsce lewicowej Grety Thunberg, który skutecznie namówi młode pokolenie do rozsądnego używania internetu? Przecież nic nie stoi na przeszkodzie, aby używać go racjonalnie do dobrych celów, zdając sobie sprawę z konsekwencji przetwarzania zbyt dużych ilości danych, które nie tylko zaśmiecają internet, lecz także powodują zwiększenie zużycia prądu elektrycznego. Czasy kryzysu to nie tylko trudności i wyrzeczenia – to szansa na naprawę wielu źle funkcjonujących systemów. Spróbujmy wykorzystać tę szansę, aby nauczyć się od nowa, jak efektywnie i dobrze korzystać z dobrodziejstwa internetu.