Устойчивые вычисления за пределами облака
24 ноября 2022 г.Облачное хранилище данных десять лет назад считалось спасением окружающей среды. Но резкое увеличение потоков данных увеличивает углеродный след облака, поэтому необходимо искать более энергоэффективные способы вычислительной техники кажется более актуальным, чем когда-либо.
В прошлом году большинство мировых лидеров собрались на COP26, чтобы принять новые экологические обязательства. Цель состоит в том, чтобы удержать глобальное повышение температуры на уровне ниже 1,5 °C, и компании все чаще вынуждены активизироваться и играть свою роль.
Когда 25 лет назад мы вступили в эру Интернета, большинство людей видели только экологические преимущества, как Интернет и электронная почта сокращают тонны физических ресурсов, таких как бумага. Десять лет спустя облачное хранилище казалось новым экологическим спасителем в мире ИТ. Это снизило потребление энергии для компаний по сравнению с наличием локальных серверов, сократило выбросы парниковых газов и способствовало дематериализации. Но довольно скоро мы поняли, что выбросы углерода в результате производства, питания и охлаждения компьютеров, смартфонов и огромных центров обработки данных, в которых хранятся облачные данные, нивелируют эти преимущества.
Сегодня Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) вносят значительный вклад в выбросы углерода. На долю ИКТ, в основном состоящих из центров обработки данных и облачных вычислений, приходится примерно 3,5 % мирового потребления электроэнергии.
Облако — выгодно и расточительно одновременно
Когда организации изучают влияние своих ИТ-операций на окружающую среду и ищут способы уменьшить выбросы углекислого газа, они по-прежнему часто перемещают свои данные в облако, сокращая выбросы от своих цифровых приложений и инфраструктуры. Но какое влияние это оказывает на окружающую среду, если на самом деле вы просто перемещаете этот углеродный след по цепочке поставок, а не устраняете его полностью?
Возьмем простой пример. Допустим, вы сохраняете стандартный деловой документ. Если вы сохраните его на жесткий диск, для сохранения ваших данных потребуется около 0,000005 кВтч на гигабайт. С другой стороны, если вы сохраните их в облаке, согласно исследованию Университета Карнеги-Меллона, затраты энергии на передачу данных а объем хранилища составляет около 7 кВтч на гигабайт. Это связано с тем, что облачные данные хранятся не в настоящих облаках, а в зданиях — массивных сооружениях, заполненных тысячами стоек с жесткими дисками, использующих огромную энергию. Во всем мире существуют миллионы центров обработки данных, каждый из которых занимает почти 200 акров земли.
Чтобы передать данные в центр обработки данных, требуется энергия — километры оптоволоконных кабелей с другими приспособлениями интернет-инфраструктуры, которым по пути требуется питание. В центре ваши данные хранятся несколько раз на жестких дисках. Постоянная работа всех этих дисков создает много тепла, что требует энергоемких кондиционеров для защиты оборудования от перегрева.
Сохранение документа в облаке удобно тем, что оно не ускользает от ваших рук. Вам не нужно беспокоиться о его потере, и вы можете получить к нему доступ в любом месте. Это также дает вам уверенность в надежном резервном копировании, но какой ценой?
Все крупные игроки отрасли вложили много денег в новые облака. Например, Microsoft в настоящее время меняет возможности сохранения данных на жестких дисках для своих клиентов с частными офисными программами. Со стандартной версией Windows 11 вы привязываетесь к Microsoft 365, который автоматически сохраняет все ваши данные в облаке. У вас даже нет возможности хранить его на жестком диске в менее дорогих версиях Microsoft 365.
Таким образом, несмотря на то, что у Microsoft есть высокие цели стать углеродно-нейтральным к 2030 году, прямо сейчас они увеличивают выбросы в больших количествах, переводя огромное количество частных клиентов, которым не нужна реальная потребность в облачном хранилище, в свое облако Azure. И причину этого нетрудно понять. Облачное хранилище может быть доступно для этих новых пользователей в течение шести месяцев, может быть, года, но, конечно, это гигантская дойная корова, в долгосрочной перспективе настроенная как услуга по подписке, на данный момент с комиссией 59,99. $/год на одного человека и один терабайт.
И Microsoft легко удерживать клиентов, когда они уже на борту. Если вы уже сохранили все свои данные в облаке, вы должны продолжать подключаться к Microsoft, если хотите сохранить их. В информации для частных клиентов Microsoft прописано, что вы, как клиенты, обязаны подключаться к облаку Azure не реже одного раза в месяц. В противном случае они рискуют снизить скорость соединения и сбои программного обеспечения.
Но существуют ли какие-либо устойчивые альтернативы массивному облачному хранилищу? Конечно, есть.
Альтернативное устойчивое решение для массового Интернета вещей
Одной из компаний, которая недавно разработала устойчивую альтернативу зависимости от облака, является IoE Corp, быстро развивающаяся научно-исследовательская компания I сейчас работаю на себя. Однако целью IoE Corp не являются частные клиенты, которым необходимо сохранять случайные документы. Они предоставляют решение для нового мира умных городов, для встроенных сервисов ИИ, которые производят огромные объемы данных, мира автономной автоматизации и масштабных систем IoT и IIoT.
Поскольку умные города стали больше относиться к глупым приложениям, чем к инфраструктурным решениям, IoE Corp не использует это слово. Вместо этого IoE Corp говорит о разработке информированной инфраструктуры, и их техническое решение обладает широкой масштабируемостью. Его можно развернуть в системе светофоров в районе, одном умном доме или целом интегрированном городе с различными решениями ИИ.
Корпорация IoE старается держаться подальше от WWW. Они работают с ядром Интернета, создавая безопасную блокчейн для систем узлов, которые контролируют друг друга, децентрализованную систему. где данные рассредоточены, поэтому не требуются большие серверные залы, где необходимо охлаждать машины. Идея заключается в создании устойчивых и безопасных систем за пределами облака без облачного хранилища.
– Некоторые сервисы сегодня требуют подключения к облаку, но когда дело доходит до IoT, то ради безопасности, стабильности и конфиденциальности избегайте облака, насколько это возможно. Поставщики веб-услуг создали облако для оптимизации Интернета. Маттиас Бергстём, серийный предприниматель, футурист и технический директор IoE Corp, объясняет, что массовый Интернет вещей и Интернет не подходят друг другу.
Созданная им технология основана на архитектуре, ориентированной на человека, и работает на действительно децентрализованной инфраструктуре. Он называется Eden. Система Eden представляет собой децентрализованную, автономную, переносимую и безопасную виртуальную инфраструктуру для управления кластерными рабочими нагрузками через хранилища (децентрализованные модули) и сервисы, упрощающие декларативную настройку и автоматизацию.
Децентрализованная модель основана на масштабируемой кластеризации устройств, где легко добавлять новые устройства в качестве узлов. Это позволяет любому устройству предоставлять вычислительные ресурсы через интеллектуальную ячеистую сеть, чтобы вычисления могли происходить там, где они необходимы, и рядом с тем местом, где они будут использоваться. Eden разработан с использованием квантово-безопасных туннелей, с использованием полиморфных ключей шифрования и блокчейна с консенсусом для проверки данных, перемещаемых между узлами по туннелям, что создает надежные сады данных, защищенные стеной.
Оркестровка вычислений и хранения осуществляется с помощью манифестов службы, которые описывают правила службы, политики и логику. Автономный ИИ, основанный на знаниях, управляет базовой механикой оркестровки, используя сетевой консенсус по блокчейну в качестве решающего механизма. Наконец, топография кластера динамически обновляется оркестрацией в соответствии с текущей рабочей нагрузкой. Хранилища системных сервисов Eden создаются и развертываются аналогично образам контейнеров; хранилища - это кластер MPI (интерфейс передачи сообщений), включенный с самого начала.
Внедрение этих инноваций в развертывание устройств IoT помогает поддерживать уровни энергопотребления и затрат на вычисления на устойчивом уровне. Добавление жизнеспособного варианта в центры обработки данных, которые необходимо будет постоянно перенастраивать, чтобы поддерживать надежную и безопасную операционную систему, соответствующую требованиям устойчивых вычислений.
Нам нужно перестать использовать расточительные языки программирования
Еще один аспект устойчивых вычислений, которым пренебрегает большинство компаний, заключается в том, что язык, на котором написан код, оказывает огромное влияние на то, сколько энергии используется при работе службы или программы. Мы должны осознавать расточительный характер некоторых языков программирования и пытаться реализовать более экологичные варианты, если мы действительно хотим, чтобы мир устойчивых вычислений стал реальностью.
Существует большая разница в том, какой язык программирования вы выберете. Компилируемые языки, такие как C, C++, Rust и Ada, считаются одними из самых энергоэффективны, в то время как интерпретируемые языки, такие как Perl, Python и Ruby, являются одними из наименее энергоэффективных. В среднем, если отсортировать их по парадигме программирования, императивные языки требовали наименьшего объема памяти, за ними следовали объектно-ориентированные, функциональные и, наконец, скриптовые языки.
Одним из самых расточительных интерпретируемых языков является Python. Это чрезвычайно популярно. Глобальные приложения, такие как Youtube и Netflix, в основном написаны на Python. Его также часто используют при обучении программированию из-за его образовательных качеств и простоты использования.
Но, конечно же, все это должно скоро закончиться, если наша цель — внедрить устойчивые вычисления. Поэтому для IoE Corp, компании, которая работает с периферийной коммутацией и устойчивостью в основе своей, было легко выбрать скомпилированный язык для программирования вместо C или C++ Rust.
– Идея устойчивости через дизайн фантастична, но мы должны помнить, что большая часть расточительного поведения исходит из реализации, интерпретации расточительных языков программирования, и они используют Облако; этот результат зависит от расточительного кода, заключает Маттиас.
Существует огромная и настоятельная необходимость начать жить устойчиво. Мы все должны сделать все возможное — правительства, компании и обычные люди — чтобы максимально снизить глобальный рост температуры. А когда дело доходит до устойчивых вычислений, путь вперед IoE Corp заключается в том, чтобы быть по-настоящему устойчивыми: используя граничные вычисления, скомпилированный язык программирования и выход за пределы облака.
н
н
н
н
Оригинал