Zmiany klimatyczne to wyzwanie, które już od dłuższego czasu wymaga od nas zmiany sposobu, w jaki produkujemy i wykorzystujemy energię. Google już w 2007 roku osiągnął neutralność węglową, a ubiegły rok był trzecim z rzędu kiedy pokryliśmy w całości swoje zużycie zakupami energii ze źródeł odnawialnych. Obecnie pracujemy nad tym, aby każde centrum danych Google korzystało przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, z energii neutralnej węglowo. By osiągnąć ten cel, centra danych muszą lepiej i bardziej efektywnie korzystać ze źródeł energii solarnej czy wiatrowej.
Nowa platforma obliczeniowa carbon-intelligent
Najnowszym osiągnięciem w zakresie zrównoważonego rozwoju, nad którym pracował niewielki zespół inżynierów Google, jest platforma obliczeniowa działająca w modelu carbon-intelligent. Ten pierwszy w swoim rodzaju system został zaprojektowany i wdrożony w największych centrach danych Google. Działanie systemu polega na przesuwaniu wykonywania zadań obliczeniowych tak, by móc w jak największym stopniu wykorzystywać niskoemisyjne źródła energii – np. wiatru czy słońca. Odbywa się to bez konieczności instalowania dodatkowego sprzętu komputerowego i bez zakłócania działania usług takich jak wyszukiwarka Google, Mapy czy też YouTube. Przesunięcie momentu wykonywania niektórych zadań obliczeniowych, takich jak tworzenie nowych funkcji filtrów w Zdjęciach Google, przetwarzanie wideo w YouTube czy dodawanie nowych słów do Tłumacza Google, pomaga zmniejszyć ślad węglowy sieci elektrycznej, przybliżając firmę do wykorzystywania bezemisyjnej energii w trybie 24×7.
Wizualizacja sposobu, w jaki przesuwany jest w czasie harmonogram zadań w centrum danych Google, aby lepiej dopasować obciążenie obliczeniowe do dostępności niskoemisyjnego źródła energii elektrycznej.
Każdego dnia, w każdym centrum danych Google, platforma carbon-intelligent porównuje dwa rodzaje prognoz na następny dzień. Jedna z nich, dostarczana przez Tomorrow, przewiduje jak zmieni się średnie godzinowe natężenie emisji dwutlenku węgla w związku z zużyciem energii w lokalnej sieci elektrycznej w ciągu dnia. Druga to uzupełniająca, wewnętrzna prognoza Google. Przewiduje godzinowe zasoby energii elektrycznej, których centrum danych potrzebuje do realizacji zadań obliczeniowych w tym samym okresie. Następnie obydwie prognozy są wykorzystywane do optymalizacji wytycznych jak, godzina po godzinie, dostosować zadania obliczeniowe do czasów dostaw zielonej energii elektrycznej. Pierwsze wyniki wskazują, że udaje się ten cel osiągnąć; rezultaty programu pilotażowego pokazują, że poprzez przesuwanie zadań obliczeniowych w czasie można zwiększać ilość zużywanej przez Google energii niskoemisyjnej.
Dane z programu pilotażowego ilustrują, jak nowy system zmienia sposób obliczania zużycia energii z predykcji Google (linia przerywana), aby lepiej dostosować się do mniej emisyjnych pór dnia (linia ciągła). Szare cieniowanie przedstawia pory dnia, w których w sieci znajduje się więcej energii pochodzącej ze źródeł nieodnawialnych (węgiel).
Co dalej?
Pierwsza wersja inteligentnej platformy obliczeniowej carbon-intelligent koncentruje się na przenoszeniu zadań na inne pory dnia, w obrębie tego samego centrum danych. Możliwe jest jednak elastyczne migrowanie zadań obliczeniowych pomiędzy różnymi centrami danych, dzięki czemu można wykonywać więcej pracy obliczeniowej w takim czasie i miejscu, w którym będzie to korzystniejsze dla środowiska.
Celem na przyszłość jest takie przenoszenie zadań obliczeniowych, aby maksymalizować redukcję emisji CO2 na poziomie całej sieci elektrycznej, nie tylko jednego centrum danych. Metodologia, w tym wyniki wydajności działania tej platformy, będzie udostępniana w nadchodzących publikacjach naukowych. Być może pozwoli to zainspirować inne firmy i instytucje do wdrażania własnych innowacji przyczyniających się do zwiększonego wykorzystywania odnawialnej energii elektrycznej na całym świecie.