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jeudi 19 décembre 2019

Ecologie numérique : les data, une consommation énergétique

Le magazine Archimag a mené une étude sur la consommation d'énergie par les data. Il note que les activités sur internet consomme de plus en plus d'électricité et que les données que nous produisons par des data centers sont particulièrement énergivores. "A l'échelle européenne, un code de bonne conduite incite les professionnels à mieux dimensionner leurs centres de données." [1] 


Internet consomme beaucoup d’électricité. En effet, les données que nous créons et nous transmettons consomme de l'énergie et contribuent largement à la dégradation de notre écosystème. Selon l'organisation non gouvernementale Greenpeace  : "Si internet était un pays, il serait classé dans le top cinq des plus gros consommateurs mondiaux d'électricité." Selon d'autres associations, "internet pourrait même se hisser à la troisième place des puissances énergivores avec 1500 TWH par an, derrière la Chine et les Etas-Unis." [2]
Archimag a cité l'exemple de la vidéo de la chanson coréenne Gagnam style visionnée 3,4 de fois sur YouTube qui a généré une demande d'électricité équivalente à la consommation annuelle d'une petite centrale. Il faut noter également que à l'heure du triomphe de Netflix et des autres plateformes de visionnage en ligne, notre consommation d'électricité n'est pas près de baisser. 
Aussi, les courriels que nous envoyons chaque jours enrichis de pièces jointes volumineuses et des data centers qui hébergent toutes ces données... "En matière d'émission de CO2, internet pollue 1,5 fois plus que le transport aérien. La moitié des gaz à effet de serre produits par internet provient de l'utilisateur, l'autre moitié étant divisée entre le réseau et les data centers", explique le site Fournisseur Energie.   
Pour résoudre le problème, en France, le groupe de travail EcoInfo du CNRS propose une série de recommandations à l'usage des entreprises, mais aussi en direction des particuliers. [3] Un "guide des bonnes pratiques pour le code de conduite européen sur les datacentres" fait appel à la "sobriété numérique". Il prône notamment "d'adapter les niveaux de redondance aux besoins réels des entreprises plutôt que de surdimensionner les centres de données" [4]
Cependant, le refroidissement des centres de données, quant à lui, est traditionnellement assuré par des pompes à chaleur. Cela engendre l'énorme inconvénient de consommer beaucoup d'énergie pour produire de l'air froid. Un système alternatif est envisagé par le code de conduite européen : le "free cooling" ou rafraîchissement gratuit. Le "free cooling" est en mesure de générer du froid sans recourir aux pompes à chaleur. "Il s'agit d'un procédé qui utilise la différence de température entre l'air en sortie des ordinateurs et la température de l'air extérieur afin d'aider au système de refroidissement à eau." [5] 
En effet, ce type de refroidissement est de plus en plus adopté par des entreprises, des institutions et des organisations. Archimag a cité le cas de l'université de Strasbourg qui a reconstruit son centre de calcul autour d'une solution de "free cooling indirect à air" et aussi le cas de l'université de Grenoble dont le supercalculateur Froggy est refroidi avec de l'eau tiède. Selon Archimag, ce système est très satisfaisant. "La machine est relativement stable et la redondance des chassis hydrauliques des baies fonctionne bien", expliquent les porteurs du projet.   
Sources:
[1] Bruno Texier, Ecologie numérique: les data, une gouffre énergétique à combler, 20/11/2019 https://www.archimag.com/demat-cloud/2019/11/20/ecologie-numerique-data-gouffre-energetique-combler consulté le 13/12/2019. 
[2] Ibid.
[3] ecoinfo.cnrs.fr 
[4]  Bruno Texier, Ecologie numérique: les data, une gouffre énergétique à combler, opcit. 
[5] Ibid. 

lundi 16 décembre 2019

Data centers : vers une production plus verte ?

L'entreprise Hewlett Packard Enterprise (HPE) et le National Renewable Energy Laboratory (NREL, le laboratoire national américain sur les énergies renouvelables) se sont associés pour réfléchir et mettre au point des technologies permettant d'améliorer l'efficacité énergétique des data centers. Basé sur l'intelligence artificielle et le machine learning, le projet nommé AI Ops R&D est prévu pour trois ans [3].

Il n'est plus d'usage de n'envisager Internet et le numérique que comme faisant partie d'un monde virtuel. Les ordinateurs, les smartphones, les data centers sont autant d'ancrages physiques qui rappellent que pour chaque donnée traitée, diffusée ou partagée, il y a un support auquel elle est intrinsèquement attachée. Heureusement, le monde des nouvelles technologies n'échappe pas à cet élan écologique qui bouleverse les consciences individuelles, collectives et entrepreneuriales.

Des data centers énergivores.

Rappelons brièvement qu'un data center (ou centre de données), est une infrastructure composée de réseaux d'ordinateurs, de serveurs informatiques et d'espaces de stockage qui permettent l'hébergement ainsi que le traitement de quantités colossales de données informatiques. A l'heure actuelle, le numérique représente 10% de la production électrique mondiale, les data centers en accaparent 18% selon l'association négaWatt [4]. Françoise Berthoud -- informaticienne au Gricad et fondatrice d'EcoInfo -- assure que les nouvelles technologies représentent 4% de nos émissions de gaz à effet de serre, et avec une augmentation de 5 à 7% tous les ans [1].

L'effet Big Data de ces dernières années a donc un impact écologique désastreux : la multiplication exponentielle des données informatiques, renforcée par l'essor du cloud, demande des data centers de plus en plus énergivores. Non seulement parce qu'il y a la nécessité d'avoir une alimentation en électricité intense et continue, mais surtout parce qu'il faut pallier l'effet joule (soit la chaleur thermique produite par un courant électrique) via la climatisation pour préserver l'intégrité des circuits électroniques.

Envisager un data center plus efficient et écologique.

S'emparant de ce sujet sensible, les grandes entreprises (comme les GAFA) se tournent vers les Greens data centers. En utilisant des matériaux de construction à faible émission, ou des convertisseurs catalytiques par exemple. Ou bien encore comme Apple et Facebook, en maximisant le free cooling, soit le refroidissement naturel grâce à l'air extérieur, en délocalisant les centres dans les pays nordiques (Suède notamment). Microsoft a quant à lui immergé son Natick dans les eaux de l'Ecosse, pompant l'eau de mer pour alimenter le circuit de refroidissement [2]. Plus proche de nous, la valorisation de la chaleur produite permet de chauffer depuis 2017 la piscine parisienne des Buttes au Cailles.

D'où l'enjeu du projet d'HPE et du NREL, qui consiste à examiner les données historiques sur plusieurs années provenant de capteurs installés au sein du data center Energy Systems Integration Facility (ESIF, l'un des plus performants dans son domaine) afin d'anticiper et de corriger rapidement les anomalies récurrentes. Les données collectées permettent également de mesurer son efficience via les calculs des Power Usage Effectiveness (PUE), Water Usage Effectiveness (WUE) et Carbon Usage Effectiveness (CUE). Les résultats sont encourageants : en moyenne ESIF récupère 97% de la chaleur émise par ses superordinateurs pour chauffer les bureaux et les laboratoires à proximité [3].
Le but recherché est de penser et de concevoir un nouveau type de data center, créer des outils de validation pour l'intégration et le déploiement continus des fonctions IT de base dans le data center moderne [3].

Puisque le data center est devenu un élément incontournable de notre société et de nos paysages, autant réduire son impact énergétique et composer avec les effets incontournables de son usage qui peuvent se révéler être, sinon bénéfiques au moins plus verts et orientés vers le durable et l'écologie. Si nous y mettons de la bonne volonté et de l'intelligence, quelle soit humaine ou artificielle.


[1] CAILLOCE, Laure, 2018. Numérique: le grand gâchis énergétique. Lejournal.cnrs.fr [En ligne]. 16 mai 2018. [Consulté le 5 décembre 2019]. Disponible à l'adresse : <https://lejournal.cnrs.fr/articles/numerique-le-grand-gachis-energetique>

[2] CLEANFOX, 2019. Les Green Data Centers, indispensables pour un numérique durable. Cleanfox.io [En ligne]. 18 juillet 2019. [Consulté le 5 décembre 2019]. Disponible à l'adresse : <https://cleanfox.io/blog/pollution-numerique-fr/les-green-data-centers-indispensables-pour-un-numerique-durable/#>

[3] PATRIZIO, Andy, ELYAN, Jean, 2019. Des datacenters plus verts chez HPE grâce à l'IA. Lemondeinformatique.fr [En ligne]. 3 décembre 2019. [Consulté le 5 décembre 2019]. Disponible à l'adresse : <https://www.lemondeinformatique.fr/actualites/lire-des-datacenters-plus-verts-chez-hpe-grace-a-l-ia-77266.html>

[4] SERMONDADAZ, Sarah, 2018. Numérique et écologie : les data centers, des gouffres énergétiques ? Sciencesetavenir.fr [En ligne]. 9 mars 2018. [Consulté le 5 décembre 2019]. Disponible à l'adresse : <https://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/informatique/numerique-et-ecologie-les-data-centers-des-gouffres-energetiques_121838>