Computing sostenibile oltre il cloud

L’archiviazione dei dati nel cloud è stata vista come un salvatore ambientale dieci anni fa. Ma gli aumenti estremi dei flussi di dati stanno espandendo l’impronta di carbonio del cloud, quindi trovare modi di elaborazione più efficienti dal punto di vista energetico sembra più urgente che mai.

L’anno scorso, la maggior parte dei leader mondiali si è riunita alla COP26 per assumere nuovi impegni ambientali. L’obiettivo è mantenere l’aumento della temperatura globale al di sotto di 1,5 °C e cresce la pressione sulle aziende affinché si facciano avanti e facciano la loro parte.

Quando siamo entrati nell’era di Internet 25 anni fa, la maggior parte delle persone ha visto solo i benefici ambientali, come Internet e la posta elettronica hanno ridotto tonnellate di risorse fisiche come la carta. Dieci anni dopo, il cloud storage sembrava essere il nuovo salvatore ecologico nel mondo IT. Ha ridotto il consumo di energia per le aziende rispetto alla presenza di server in loco, ha ridotto le emissioni di gas serra e ha contribuito alla dematerializzazione. Ma molto presto, ci siamo resi conto che le emissioni di carbonio prodotte dalla produzione, alimentazione e raffreddamento di computer, smartphone e gli enormi data center in cui sono archiviati i dati nel cloud compensano questi vantaggi.

Oggi le tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) contribuiscono in modo significativo alle emissioni di carbonio. Le TIC, costituite principalmente da data center e cloud computing, rappresentano tra il 4 e il 6% del consumo mondiale di elettricità.

Il cloud: redditizio e dispendioso allo stesso tempo

Quando le organizzazioni esaminano l’impatto ambientale delle loro operazioni IT e cercano modi per ridurre la loro impronta di carbonio, spesso spostano ancora i loro dati nel cloud, riducendo le emissioni delle loro applicazioni e infrastrutture digitali. Ma quanto impatto ambientale ha questo quando la realtà è che stai solo spostando quell’impronta di carbonio lungo la catena di approvvigionamento piuttosto che rimuoverla completamente?

Facciamo un esempio facile. Supponiamo che tu stia salvando un documento aziendale standard. Se lo salvi sul tuo disco rigido, sono necessari circa 0,000005 kWh per gigabyte per salvare i tuoi dati. D’altra parte, se lo salvi sul cloud, uno studio della Carnegie Mellon University ha concluso che il costo energetico del trasferimento e dell’archiviazione dei dati è di circa 7 kWh per gigabyte. Questo perché i dati del cloud non vengono archiviati in veri e propri cloud, ma all’interno di edifici, enormi strutture piene di migliaia di rack per dischi rigidi che consumano un’enorme energia. Esistono milioni di data center in tutto il mondo, alcuni dei quali occupano quasi 200 acri di terra.

Ci vuole energia per portare i dati al data center: chilometri di cavi in ​​fibra ottica costellati di altri dispositivi dell’infrastruttura Internet che richiedono tutti alimentazione lungo il percorso. Al centro, i tuoi dati vengono archiviati più volte su dischi rigidi. L’attività costante di tutti quei dischi crea molto calore, rendendo necessari condizionatori d’aria ad alta intensità energetica per proteggere l’apparecchiatura dal surriscaldamento.

Salvare un documento nel Cloud è conveniente poiché lo toglie dalle tue mani. Non devi preoccuparti di perderlo e puoi accedervi ovunque. Ti dà anche la tranquillità di un backup sicuro, ma a quale costo?

Tutti i grandi attori del settore hanno investito molti soldi in nuovi Cloud. Ad esempio, Microsoft sta ora modificando le possibilità dei propri clienti Office privati ​​di salvare i dati sui propri dischi rigidi. Con la versione standard di Windows 11, sei legato a Microsoft 365, che salva automaticamente tutti i tuoi dati nel cloud. Non hai nemmeno la possibilità di tenerlo sul disco rigido nelle versioni meno costose di Microsoft 365.

Quindi, anche se Microsoft ha obiettivi in ​​​​crescita di essere carbon neutral entro il 2030. In questo momento, stanno aumentando le emissioni in numero elevato trasferendo un’enorme quantità di clienti privati, senza una reale necessità di archiviazione nel cloud, nel loro cloud Azure. E la ragione di ciò non è difficile da capire. Il cloud storage potrebbe essere accessibile per questi nuovi utenti in trasferimento per sei mesi, forse un anno, ma ovviamente è una gigantesca vacca da mungere, a lungo termine, configurata in quanto è un servizio in abbonamento, al momento con una tariffa di 59,99 $/anno per una persona e un terabyte.

Ed è facile per Microsoft mantenere i clienti una volta che sono a bordo. Se hai già archiviato tutti i tuoi dati nel cloud, devi continuare a essere connesso con Microsoft se vuoi conservarli. Nelle informazioni ai clienti privati ​​di Microsoft è scritto che voi, in qualità di clienti, siete obbligati a connettervi al cloud di Azure almeno una volta al mese. In caso contrario, rischieranno velocità di connessione più lente e guasti del software.

Ma ci sono alternative sostenibili all’enorme cloud storage, allora? Certo che c’è.

Una soluzione sostenibile alternativa per l’IoT di massa

Una società che ha recentemente sviluppato un’alternativa sostenibile alla dipendenza dal cloud è IoE Corp, la start-up di ricerca e sviluppo in rapida evoluzione per cui sto lavorando ora. Tuttavia, l’obiettivo di IoE Corp non sono i clienti privati ​​che hanno bisogno di salvare documenti casuali. Forniscono una soluzione per il nuovo mondo delle città intelligenti, per i servizi di intelligenza artificiale incorporati che producono grandi quantità di dati, un mondo di automazione autonoma e enormi sistemi IoT e IIoT.

Poiché il significato di città intelligenti ha iniziato a riguardare più app stupide che soluzioni infrastrutturali, IoE Corp non usa quella parola. IoE Corp parla invece dello sviluppo di un’infrastruttura informata e la loro soluzione tecnologica ha un’ampia scalabilità. Potrebbe essere implementato in un sistema di semafori in un’area, una casa intelligente o un’intera città integrata di diverse soluzioni di intelligenza artificiale.

Quello che fa IoE Corp è stare alla larga dal WWW. Funzionano al centro di Internet, creando una blockchain sicura per sistemi di nodi che si controllano tutti a vicenda, un sistema decentralizzato in cui i dati sono distribuiti, non richiedendo quindi grandi sale server dove le macchine devono essere raffreddate. L’idea è quella di creare sistemi sostenibili e sicuri oltre il cloud senza cloud storage.

– Alcuni servizi oggi richiedono una connessione cloud, ma quando si tratta di IoT, per motivi di sicurezza, stabilità e privacy, evita il cloud il più possibile. I fornitori di servizi Web hanno creato il cloud per ottimizzare il Web. Mattias Bergstöm, imprenditore seriale, futurista e CTO di IoE Corp, spiega che il massiccio IoT e il web non sono una buona combinazione.

La tecnologia che ha creato si basa su un’architettura incentrata sull’uomo e funziona su un’infrastruttura veramente decentralizzata. Si chiama Eden e il sistema Eden è un’infrastruttura virtuale decentralizzata, autonoma, portatile e sicura per la gestione di carichi di lavoro in cluster su depot (pod decentralizzati) e servizi che facilitano la configurazione dichiarativa e l’automazione.

Il modello decentralizzato si basa sul clustering di dispositivi scalabile, in cui è facile aggiungere nuovi dispositivi come nodi. Ciò consente a qualsiasi dispositivo di fornire risorse di elaborazione su una rete mesh intelligente in modo che l’elaborazione possa avvenire dove è necessaria e vicino a dove verrà utilizzata. Eden è sviluppato tramite tunnel quantistici sicuri, utilizzando chiavi di crittografia polimorfiche e una blockchain con consenso per verificare i dati spostati tra i nodi attraverso i tunnel, creando così giardini protetti da dati affidabili.

L’orchestrazione dell’elaborazione e dell’archiviazione viene eseguita tramite i manifest dei servizi che descrivono le regole, i criteri e la logica del servizio. Un’IA autonoma basata sulla conoscenza gestisce i meccanismi di orchestrazione sottostanti utilizzando il consenso di rete sulla blockchain come meccanismo decisionale. Infine, la topografia del cluster viene aggiornata dinamicamente dall’orchestrazione per adattarsi al carico di lavoro corrente. I depot dei servizi di sistema Eden vengono generati e distribuiti in modo simile alle immagini dei container; i depot sono cluster MPI (Message Passing Interface) abilitati fin dall’inizio.

L’implementazione di queste innovazioni nella distribuzione dei dispositivi IoT aiuta a mantenere i livelli energetici e di costo del computing a un livello sostenibile. Aggiunta di un’opzione praticabile ai data center che dovranno essere costantemente riadattati per mantenere un sistema operativo affidabile e sicuro conforme ai requisiti informatici sostenibili.

Dobbiamo smettere di usare linguaggi di programmazione dispendiosi

Un altro aspetto dell’informatica sostenibile che la maggior parte delle aziende trascura è che il linguaggio in cui è scritto il codice fa un’enorme differenza nella quantità di energia utilizzata durante l’esecuzione di un servizio o di un programma. Dobbiamo essere consapevoli della natura dispendiosa di alcuni linguaggi di programmazione e cercare di implementare opzioni più ecologiche se vogliamo veramente che un mondo di informatica sostenibile diventi reale.

C’è una grande differenza nel tipo di linguaggio di programmazione che scegli. I linguaggi compilati come C, C++, Rust e Ada sono tra i più efficienti dal punto di vista energetico, mentre i linguaggi interpretati come Perl, Python e Ruby sono tra i meno efficienti dal punto di vista energetico. In media, se ordinati in base al loro paradigma di programmazione, i linguaggi imperativi necessitavano della minor quantità di memoria, seguiti dai linguaggi orientati agli oggetti, funzionali e, infine, di scripting.

Uno dei linguaggi interpretati più dispendiosi è Python. È estremamente popolare. Le app globali come Youtube e Netflix sono, in generale, programmate in Python. Viene spesso utilizzato anche durante l’insegnamento della programmazione grazie alle sue qualità educative e alla facilità d’uso.

Ma ovviamente tutto questo deve finire presto se il nostro obiettivo è implementare un’informatica sostenibile. Pertanto è stato facile per IoE Corp, un’azienda che lavora con l’edge pendolarismo e la sostenibilità al centro, scegliere un linguaggio compilato per programmare invece di C o C++ Rust viene utilizzato.

– L’idea della sostenibilità attraverso il design è fantastica, ma dovremmo ricordare che la maggior parte del comportamento dispendioso deriva dall’implementazione, dall’interpretazione di linguaggi di programmazione che sono dispendiosi e usano il Cloud; quella linea di fondo dipende dal codice dispendioso, conclude Mattias.

C’è un enorme e urgente bisogno di iniziare a vivere in modo sostenibile. Dobbiamo tutti fare del nostro meglio – governi, aziende e gente comune – per mantenere l’aumento della temperatura globale il più basso possibile. E quando si tratta di computing sostenibile, la via da seguire di IoE Corp è quella di essere realmente sostenibile: utilizzando l’edge computing, un linguaggio di programmazione compilato, e andando oltre il cloud.

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