Data center sostenibili, come ottenerli e perché non è semplice

Che cosa sono i data center sostenibili, e perché se ne parla sempre di più? La fame di energia di processori, server e dunque infrastrutture di elaborazione dei dati non è certo un mistero, così come è ben noto il fenomeno dell'esplosione dei dati, alimentata dal complesso fenomeno della digitalizzazione che investe sostanzialmente ogni aspetto delle nostre vite personali e lavorative, individuali e sociali. Basti citare a mo’ di esempio la previsione di Idc secondo cui nei data center del mondo si passerà dai 33 zettabyte di dati del 2018 aii 175 zettabyte attesi per il 2025 (+430% nel giro di sette anni).

I centri di elaborazione dati non solo diventano più grandi, ma soprattutto diventano più densi, più affollati di server e di rack. Attualmente, su scala globale, la media del Power Usage Effectiveness (Pue, l’indice di efficienza energetica standard del settore) è di circa 1,6, e ogni progresso decimale si tradurrebbe in una riduzione dell’impatto ambientale. Ma per ottenerlo bisogna agire su più fronti.

Le alternative per la gestione termica
La gestione termica, per esempio, è cruciale per far scendere di qualche punto percentuale il Pue e ridurre la quantità di emissioni inquinanti dei data center. Già oggi i sistemi di alimentazione delle grandi infrastrutture degli hyperscaler fornitori di cloud (quelli di Amazon, Google, Microsoft, Apple, Facebook, per citare i nomi più ovvi) sfruttano ampiamente le fonti rinnovabili o miste, autoprodotte o acquistate, come l’eolico, il fotovoltaico e l’idroelettrico, e compensano le proprie emissioni con l’acquisto di energia pulita. Ma il percorso verso la sostenibilità deve coinvolgere anche i sistemi di raffreddamento e di accumulo di energia. Attualmente i sistemi di raffreddamento meccanico sono però ancora ampiamente usati, perché l’alternativa del free cooling (raffreddamento libero), che impiega l’aria dell’ambiente esterno, ha una resa variabile a seconda della temperatura, dell’umidità e della qualità dell’aria. Dunque funziona in modo più efficiente nei climi freddi.

Esistono, però, delle strade intermedie. I sistemi di raffreddamento ibridi, in cui il free cooling viene sfruttato in certe condizioni (per esempio in autunno e inverno), ottengono comunque l’effetto di ridurre le ore di operatività dei sistemi meccanici, e dunque le emissioni inquinanti. A detta della società di ricerca Omdia, l’adozione di sistemi ibridi che prevedono anche il free cooling crescerà nel corso dei prossimi anni in tutto il mondo.

E sempre secondo gli analisti di Omdia, anche l’utilizzo del liquid cooling (raffreddamento a liquido o ad acqua) crescerà nei data center di tutto il mondo fino a portare a 1 miliardo di dollari il giro d’affari dell’anno 2025. Una quota che sarà circa un settimo del mercato globale della gestione termica dei data center, destinato a valere 7,7 miliardi di dollari nel 2025.

“L’utilizzo di sistemi di condizionamento ad aria nei data center oggi è dominante”, ha dichiarato Moises Levy, PhD, senior principal analyst, data center physical infrastructure di Omdia, “ma le soluzioni di raffreddamento a liquido stanno guadagnando interesse perché migliorano il rapporto potenza/raffreddamento, rispondono a nuove necessità dei workload e aiutano a raggiungere obiettivi di sostenibilità”.

Il giro d'affari mondiale delle soluzioni di liquid cooling (previsioni di Omdia)

Il ruolo del software per i data center sostenibili
La strada che porta ai data center verdi è tortuosa e passa non solo dalle energie rinnovabili per l’alimentazione e dall’uso di sistemi di gestione termica totalmente o parzialmente “verdi”. Fanno parte del gioco anche l'evoluzione tecnologica dei processori (e dunque server con migliore efficienza energetica), l'uso di materiali altamente tecnici che riducono la dispersione di calore, e ancora gli apparati Ups (Uninterruptible power supply) che funzionano in modalità "eco".

Un ruolo cruciale spetta inoltre al software, o meglio il software in combinazione con l’hardware dei sensori (per esempio quelli che misurano l’umidità e la temperatura delle sale macchine) e delle connessioni Internet of Things. L’argomento non è nuovo: nel 2019 la società di ricerca PwC stimava che nel giro di una decina d’anni (entro il 2030) l’uso estensivo dell’intelligenza artificiale nelle operazioni del cloud possa ridurre del 4% le emissioni di gas serra dei data center esistenti nel mondo. Una percentuale corrispondente alle emissioni inquinanti annuali di Australia, Canada e Giappone sommate tra loro.

Già da diversi anni, gli hyperscaler come Google, Facebook e Amazon utilizzano programmi di intelligenza artificiale per analizzare i dati storici raccolti dai sensori, e ottimizzare di conseguenza i sistemi di raffreddamento in modo da ridurre al minimo i consumi. Con ovvi vantaggi per l’ambiente, ma anche per il portafoglio. Google, per esempio, afferma di aver ridotto di cifca il 40% i costi energetici dei sistemi di raffreddamento dei propri data center, e tutto per merito di un algoritmo di intelligenza artificiale sviluppato insieme alla società britannica DeepMind.

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Ostacoli e opportunità dei data center sostenibili
Se le tecnologie per la "transizione verde" dei data center oggi non mancano, un ostacolo è ancora rappresentato dai notevoli costi iniziali per la progettazione e l'avvio di infrastrutture di questo tipo, come fa notare la società di ricerca MarketsandMarkets. “Le aziende”, scrivono gli analisti, “sono riluttanti a investire grandi somme per i data center verdi, quanto già possiedono infrastrutture tradizionali. Il Total Cost of Ownership (Tco) per i data center verdi è più vantaggioso e i risparmi nel lungo periodo ripagano l’investimento iniziale, tuttavia la spesa di capitale elevato è considerata un freno significativo per il mercato dei data center”.

Va anche detto, ma è difficile fare previsioni, che l’attuale scenario geopolitico sta determinando impennate nei costi di gas ed elettricità e difficoltà di reperimento delle forniture, dunque un crescente numero di aziende in futuro potrebbe orientarsi sull’acquisto di fonti rinnovabili e sull’autoproduzione di energia. Oggi il termine "resilienza" è molto attuale, e in questo caso andrebbe di pari passo con l'idea e gli ideali dei data center sostenibili.

Si discuterà, fre le altre cose, anche di data center sostenibili nel corso del "Blue & Green Transition Summit", appuntamento di The Innovation Group organizzato all'interno del Digital Italy Summit (in corso a Roma il 18 e il 19 ottobre prossimi). Tutti i dettagli sull'evento e su come partecipare sono disponibili sulla pagina dedicata all'evento.