Вычисления с учетом выбросов углерода: следующий «зеленый прорыв» или новое «зеленое отмывание»?
17 января 2024 г.Популярная статья о Hackernoon, опубликованная в октябре. 2022 год, созданный Green Software Foundation, возможно, впервые поставил компьютеры с учетом выбросов углерода в поле зрения основного сообщества разработчиков. Вычисления с учетом выбросов углекислого газа подразумевают выполнение ваших вычислительных задач в то время и в том месте, где электросеть питается от возобновляемых источников энергии. Статья в Hackernoon совпала с первым в мире хакатоном по программному обеспечению, учитывающим выбросы углекислого газа при поддержке таких компаний, как Intel, Microsoft, Globant, UBS, Accenture, Goldman Sachs и другие. Вычисления с учетом выбросов углерода вступили в технологическую триггерную фазу цикла ажиотажа Gartner, и все признаки указывают на быстрое ускорение внедрения. в масштабе.
Полное раскрытие: я был одним из авторов статьи Hackernoon 2022 года, а также выступал наставником на хакатоне Carbon Hack, где встретил нескольких замечательных коллег и познакомился с чудесными инновационными решениями. Некоторые из проектов-победителей присоединились к Инкубационной лаборатории Adora Foundation и по сей день остаются вдохновляющими сотрудниками. Но, заглянув под капот, факты подсказывают мне, что большинство реализаций, учитывающих выбросы углекислого газа, в настоящее время приносят в лучшем случае выгоду от небольшого или нулевого сокращения выбросов углекислого газа, а в худшем случае вполне могут увеличить выбросы углекислого газа и создать опасность для местных жителей. и национальные электросети. Это также рискует стать (или уже является) попыткой «зеленого промывания», поскольку крупные технологические компании ускоряют внедрение и маркетинг компьютеров, учитывающих выбросы углерода, без какого-либо упоминания об их ограничениях или рисках непредвиденных последствий. р>
Примеры того, как крупные технологические компании используют методы учета выбросов углерода, включают:
* Google: внедрены облачные вычисления с учетом выбросов углерода. * Microsoft: выпущены обновления программного обеспечения с учетом выбросов углекислого газа для Xbox и Windows 11. * Apple: iPhone в США имеют функция зарядки с учетом выбросов углекислого газа. * ИИ: подходы с учетом выбросов углерода обсуждаются для реализаций машинного обучения, появляются новые импульс с появлением генеративных моделей, таких как ChatGPT. * Блокчейны: биткойн находится в авангарде, объявили модели учета углерода, более сложным способом. * Открытый исходный код. Вычисления с учетом выбросов углерода рекомендуются и объясняются в обычно фантастическом документе Курс «Зеленое программное обеспечение для практиков», предлагаемый Linux Foundation бесплатно, хотя и без предупреждающих надписей, которым посвящена эта статья.
Цель этой статьи — показать, что, хотя изучение и даже продвижение компьютерных технологий, учитывающих выбросы углерода, полезно, это необходимо делать с гораздо большей строгостью и прозрачностью.
Ответственные вычисления с учетом выбросов углерода потенциально могут способствовать экологизации технологических выбросов, но бессовестно заниматься этим, не принимая во внимание риски; подтверждение шагов по смягчению последствий и фактического воздействия; и размещение предупреждающих надписей в ходе маркетинга и продвижения.
Схема контента
Эта статья разделена на восемь разделов. Они дополняют друг друга, но их можно читать отдельно.
- Хьюстон, у нас проблема.
- Что нужно знать инженерам-программистам о том, как работает сетка
- В чем тогда проблема с программным обеспечением, учитывающим выбросы углекислого газа?
- Когда имеет смысл использовать программное обеспечение, учитывающее выбросы углекислого газа?
- Предложения по ответственным вычислениям с учетом выбросов углекислого газа.
- Слон в комнате: растущий спрос на компьютеры.
- Откуда нам следует учитывать выбросы углекислого газа? Представляем вычисления с поддержкой Grid.
- Чем вы можете помочь?
- Ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и газ.
- Ядерная энергия
- Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, ветровая, гидро- и геотермальная энергия.
- Снижение спроса – требуется меньше энергии по сравнению с тем, что генерируется.
- Увеличение спроса – требуется больше энергии по сравнению с тем, что генерируется.
- строительство или заключение контрактов на строительство новых экологически чистых источников электроэнергии или
- использование существующей возобновляемой электроэнергии, которая в противном случае была бы ограничена сетью.
- Запускайте вычисления при низком спросе, ориентируясь на сокращение экологически чистого электричества в стабильных сетях.
- Запуск вычислений на аддитивной электроэнергии.
- Формируйте спрос на использование компьютерной электроэнергии, чтобы он оставался в пределах согласованных границ использования ресурсов.
- Поделимся этой статьей со специалистами, применяющими подходы, учитывающие выбросы углерода, для обучения и информирования.
- Вносите свой вклад в создание этого контента, поднимая проблемы или предлагая изменения в соответствующем репозитории Github;
- Сообщить об идеях и проблемах, представленных в этом посте, вашему рабочему сообществу и соответствующим заинтересованным сторонам и сетям;
- Проведение дальнейших исследований и тематических исследований опасностей, смягчения последствий и усовершенствований существующих подходов, учитывающих выбросы углерода, и обмен ими; и
- Развитие первоначальных концепций программного обеспечения с поддержкой Grid посредством исследований, прототипов, тематических исследований или отзывов.
1. Хьюстон, у нас проблема
Выполнение вычислительных заданий там, где и когда электросеть питается от возобновляемых источников энергии, должно означать, что выбросы, связанные с выполнением этого кода, уменьшаются. Запуск кода с использованием возобновляемой «чистой» электроэнергии по определению означает, что он не потребляет «грязную» энергию ископаемого топлива.
Если мы сделаем все наше программное обеспечение учитывающим выбросы углерода и определим время его запуска, когда и где электросеть питается преимущественно от возобновляемых источников, то мы, конечно, можем быть уверены, что эффективно и инновационно сократили наше воздействие на окружающую среду. Верно?
Это кажется самоочевидным, и в основном сообщество «зеленых» компьютеров с этим согласно. Мы идем полным ходом, и крупные технологические компании уже сейчас широко внедряют компьютеры, учитывающие выбросы углекислого газа. Значит, мы доберемся до цели, да?
Не так быстро.
* Кто на самом деле делал паузу, чтобы подтвердить, верны ли эти, казалось бы, очевидные утверждения? * Действительно ли программирование нашего программного обеспечения для оперативного поиска периодов и мест с более низким уровнем выбросов углекислого газа дает ощутимую разницу? * Где исследования, которые могут это доказать? * Если эти схемы будут реализованы в большом масштабе, сможет ли технологический сектор законно заявить, что он способствовал фактическому сокращению глобальных выбросов углекислого газа (CO2)?
В конце концов, сектор ИКТ должен находиться на путь сокращения выбросов углекислого газа на 45 % в 2030 году должен соответствовать Цели Парижского соглашения — ограничить глобальное потепление до 1,5 °C.
Те из нас, кто участвовал в написании этой статьи, сделали паузу, чтобы задать эти вопросы. Мы признаем, что мы не первые, кто сделал это [1] [2].< /п>
Основываясь на наших исследованиях, мы считаем, что есть доказательства того, что нынешние подходы, учитывающие выбросы углерода, могут быть по большей части бесполезными. Более того, они могут на самом деле увеличивать выбросы, одновременно закладывая основы для следующего поколения «зеленого промывания» в крупных технологических компаниях. Положительным моментом является то, что данные также свидетельствуют о том, что существуют способы реализации таких подходов с большей вероятностью сокращения выбросов и предотвращения негативных последствий. В связи с этим мы считаем, что наш главный коллективный недосмотр состоит в том, чтобы опустить любое упоминание об ОГРОМНЫХ предостережениях в отношении вычислений, учитывающих выбросы углерода.
Мы изучаем эти проблемы и предостережения. Мы начнем с ознакомления с техническими деталями того, как электрические сети работают на практике. Мы переходим к рассмотрению того, почему современные подходы к программному обеспечению, учитывающие выбросы углекислого газа, похоже, не учитывают эти реалии. Затем мы рассмотрим более важные вопросы о том, с чем должен справиться технологический сектор, чтобы добиться значимых сокращений. Публикация завершается предложением итерации текущих рекомендаций по снижению выбросов углекислого газа для более ответственной и эффективной реализации, которую мы называем «сетчатыми вычислениями».
[1] – https://github.com/Green -Software-Foundation/carbon-aware-sdk/issues/222
2. Что инженеры-программисты должны знать о том, как работает сетка
Что потенциально неправильного в изменении вычислительной нагрузки в ответ на выбросы углекислого газа? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно начать с высоты птичьего полета того, как на практике работают электрические сети. Как только мы это поймем, мы сможем начать понимать, в чем кроются проблемы.
Как на самом деле работают электрические сети?
Количество электроэнергии, доступной в сети, не колеблется свободно. Это контролируется и планируется заранее, чтобы в любой день было доступно для использования постоянное количество электроэнергии (то есть поставки). Существуют также средства контроля, обеспечивающие постоянное количество потребляемой электроэнергии (то есть спроса). Ключевой задачей тех, кто управляет любой энергосистемой, является мониторинг этих двух сторон, спроса и предложения, и обеспечение их соответствия баланс.
Любой дисбаланс вызывает серьезные проблемы, которые обычно возникают из-за изменение частоты. Когда частота внезапно возрастает или падает, это может привести к повреждению электрооборудования и, в конечном итоге, к отключению электроэнергии и отключению электроэнергии.
Ожидаемый спрос на любой день прогнозируется с использованием данных. Это позволяет управляющим сетями обеспечивать достаточное количество электроэнергии. Обычно между днями больших различий в спросе нет. Существуют некоторые ежедневные колебания, когда люди встают, ложатся спать и т. д. Но обычно это достаточно предсказуемо.
Сезонные различия также влияют на спрос. Например, в зимние месяцы спрос выше, поскольку дни короче и холоднее, а это означает, что людям нужно больше света и тепла. Но опять же, имеющиеся данные позволяют нам предсказуемо прогнозировать такие колебания.
Балансирование поставок и усиление; Спрос
Поставка электроэнергии осуществляется тремя основными способами:
Доли электроэнергии, вырабатываемой каждым из них, называются топливным балансом.
<блок-цитата>Краткая справка: Топливный состав
Комбинированные источники, из которых производится электроэнергия. Средний топливный баланс варьируется от сети к сети.
Это изображение взято из https://ourworldindata.org/electricity-mix
Она также различается в каждой локальной сетке, часто на почасовой основе. В любой конкретный день возобновляемые источники энергии в большинстве мест будут составлять лишь часть ежедневного предложения. Остальное будет получено за счет сжигания ископаемого топлива.
Существует два сценария, в которых ответственным за балансировку энергосистемы придется принять меры для обеспечения баланса спроса и предложения.
Давайте воспользуемся несколькими упрощенными гипотетическими примерами, чтобы проиллюстрировать, какие варианты обычно используются для решения этих сценариев.
Управление падением спроса
Сценарий: В Париже зимняя ночь, и в 8 часов вечера все одновременно выключают свет.
Это неожиданно. В сеть будет поступать слишком много энергии, но этой энергии некуда будет идти, потому что на нее нет спроса.
Вариант 1: сокращение
Чтобы сохранить баланс спроса и предложения, необходимо уменьшить объем предложения. Это называется сокращением.
<блок-цитата>
Краткая справка – сокращение
Сокращение — это сокращение производительности генератора по сравнению с тем, что он мог бы производить при наличии имеющихся ресурсов, обычно на принудительной основе. Это может произойти из-за баланса спроса и предложения энергии или из-за ограничений в ее передаче. Википедия.
Что происходит: Самый распространенный способ сократить потребление электроэнергии – снизить цену. Это направлено на то, чтобы стимулировать поставщиков производить меньше, что означает, что они «сокращают» или отключают некоторые источники поставок.
Это означает, что поставщикам энергии придется принять как экономическое, так и практическое решение. Практическая часть исходит из того факта, что не все источники энергии масштабируются с одинаковой легкостью. Таблица ниже, в которой сравниваются источники энергии, поможет вам понять, почему.
| Источник энергии | Масштабируемость | |----|----| | Возобновляемые источники энергии – солнечная, ветровая, гидроэнергия | Негибкость. Вы не можете просто уменьшить количество дующего ветра или количество солнечного света. | | Ядерная | Менее гибкий – значительные проблемы с безопасностью и эксплуатацией при внезапном изменении производительности. | | Ископаемое топливо – Уголь | Гибкость — объем выпуска можно увеличивать или уменьшать, но он становится дороже, если требуется больший объем продукции. | | Ископаемое топливо – газ | Чрезвычайная гибкость: очень быстро масштабировать выходную мощность в большую или меньшую сторону. |
В нашем примере Париж входит в состав французской энергосети, которая в значительной степени питается от ядерной энергии< /а>. Этот источник энергии медленно реагирует на внезапные изменения спроса. Таким образом, могут быть сценарии, когда предложение может превышать спрос, но сеть все равно будет разбалансирована.
Вариант 2. Хранилище
Поставщики могут рассмотреть возможность хранения дополнительных запасов в батареях, гидроэлектростанциях или других механизмах.
Что происходит: Хранение избыточного запаса энергии в батареях или с помощью гидроэлектростанций — это еще один рычаг, который можно использовать, чтобы сбалансировать энергосистему. Направляя дополнительные поставки в место хранения, операторы могут выиграть время, чтобы скорректировать общие поставки в соответствии с новым, более низким спросом.
Когда спрос снова станет высоким, накопленную энергию можно будет контролируемым образом вернуть обратно в сеть.
Но что, если памяти недостаточно или она недоступна в сети? Есть еще один последний вариант, позволяющий сохранить баланс.
Вариант 3. Создайте искусственный спрос
Энергосистема использует стимулы для искусственного увеличения потребления электроэнергии, чтобы увеличить спрос и компенсировать оставшийся избыток предложения. Это называется управление спросом.
Что происходит: Электросеть дает предприятиям стимул (хотя в последнее время проходят испытания некоторые схемы, ориентированные на потребителей) увеличить потребление электроэнергии сверх того, что им обычно необходимо. Скорее всего, через специальный тариф, предлагающий более дешевую в это время электроэнергию. Поступая таким образом, сеть может увеличить спрос на электроэнергию до такой степени, что сможет достичь нового баланса между спросом и предложением.
Таким образом, незапланированные сокращения потребления электроэнергии, как в случае с парижским освещением, вряд ли приведут к эквивалентному сокращению выбросов. Помимо очень конкретного, установленного законом диапазона, сеть компенсирует незапланированные падения таким образом, что сводит на нет экономию. Чистый объем выбросов в любой день будет примерно одинаковым почти в каждом случае.
Проводятся интересные исследования и дискуссии о том, как центры обработки данных могут стать частью решений здесь. Отличный пример для изучения растянутой сетки? «Управление энергопотреблением центров обработки данных и пропускной способностью сети», опубликовано в октябре 2023 г.
Управление пиковым спросом
Сценарий: В Токио необычайно жаркая летняя ночь, и в 20:00 все одновременно включают кондиционеры.
Это неожиданно. Будет запрошено слишком много энергии, то есть слишком большой спрос, и недостаточно энергоснабжения для его удовлетворения.
Варианты. Методы управления таким внезапным ростом в основном противоположны описанным выше.
* Увеличить цену, чтобы стимулировать поставщиков поставлять больше электроэнергии в сеть. Помните, что из таблицы выше видно, что возобновляемые источники энергии и атомная энергия нелегко масштабируются. Таким образом, предложение во время незапланированных скачков спроса часто поступает из источников ископаемого топлива, которые производят больше выбросов углекислого газа. * Используйте все, что имеется в наличии – аккумуляторы или насосную гидросистему. * Предлагайте стимулы для искусственного снижения спроса.
Поэтому незапланированные скачки потребления электроэнергии, как в случае с кондиционером в Токио, с высокой вероятностью приведут к увеличению выбросов. Это связано с тем, что поставщикам энергии необходимо быстро наращивать предложение, чтобы удовлетворить спрос, а также с тем фактом, что это легче всего сделать, используя источники энергии из ископаемого топлива – часто газа, иногда угля.
Избежание незапланированных пиков и спадов
Из этого мы видим, что незапланированные скачки или падения спроса вредны для сетей. Незапланированные отключения на самом деле не уменьшают количество вырабатываемой электроэнергии, поэтому не оказывают никакого общего воздействия. Незапланированные резкие скачки необходимо преодолевать, и обычно они решаются за счет наращивания добычи ископаемого топлива.
Кроме того, сам факт быстрого увеличения или уменьшения предложения приводит к дополнительным выбросам. Многие источники питания рассчитаны на устойчивые условия, поэтому внезапные изменения могут привести к неэффективной работе. Наращивание темпов также может привести к вводу в эксплуатацию старых и менее эффективных электростанций. Они используются в качестве «пиковых установок» для удовлетворения внезапных всплесков спроса. Процессы запуска и остановки также могут быть очень интенсивными.
Все это означает дополнительные выбросы помимо производства дополнительной электроэнергии. Оно может быть незначительным и смягчаться переходом на питание от батареи, но, тем не менее, является дополнительным негативным эффектом этого сценария.
3. В чем тогда проблема с программным обеспечением, учитывающим выбросы углекислого газа?
Давайте обратимся к изучению того, как работает сетка в сочетании с современными программными моделями, учитывающими выбросы углекислого газа.
Как взаимодействуют сеть и программное обеспечение, учитывающее выбросы углерода
До сих пор программное обеспечение, учитывающее выбросы углекислого газа, было сосредоточено на возможностях, предоставляемых изменением топливных балансов на стороне предложения. Как мы видели выше, эффективное управление энергосистемой заключается в поддержании равновесия. Нарушение этого баланса имеет последствия, и по большей части последствия приводят к увеличению выбросов углекислого газа.
<блок-цитата>
Краткая справка: вычисления со сдвигом во времени
Ищем время суток, когда электричество будет наиболее экологичным, например когда в энергетическом балансе меньше всего ископаемого топлива, и запускать вычислительные задачи в это время. Это означает, что время суток, когда выполняются задания, является динамическим и часто меняется.
⏱ Управление энергосистемой и сдвиг времени с учетом выбросов углерода
Давайте воспользуемся простым примером, чтобы проиллюстрировать эту концепцию. Допустим, вы запускаете одно запланированное задание резервного копирования базы данных каждый день. Вы решаете изменить запланированное время выполнения этой задачи в зависимости от состава сетки на данный день. Электричество, необходимое для выполнения этих вычислений, уже будет учтено при планировании ежедневного спроса на электроэнергию в вашей сети.
Теперь предположим, что в течение дня ваша местная сеть производит 100 тонн CO2, производя поставляемую ею электроэнергию. И в течение дня ваша местная сеть поставляет электроэнергию в следующем составе:
| Время суток | Ожидаемый спрос | Смесь ископаемого топлива | Сочетание возобновляемых источников энергии | |----|----|----|----| | Утро | Низкий | 80% | 20% | | Полдень | Высокий | 50% | 50% | | Ночь | Низкий | 80% | 20% |
Помните, что сеть уже запланировала весь ожидаемый спрос на этот день. На основе этого он производит электроэнергию, которая генерирует 100 тонн CO2. Поэтому, когда бы вы ни решили запустить задание резервного копирования, за этот день сетью все равно будет произведено 100 тонн CO2.
Изменение времени выполнения вашей работы на дневное время, когда доля возобновляемых источников энергии самая высокая, фактически не меняет дневные выбросы. Выполняя свою обычную вычислительную работу в течение этого возобновляемого окна, вы просто компенсируете дневные выбросы, а не сокращаете их.
<блок-цитата>Краткая справка – Смещение выбросов
Происходит, когда выбросы успешно сокращаются из одного источника или в одной области, но в то же время вызывают увеличение выбросов из другого источника или области.
Хорошей аналогией является поезд, в котором некоторые вагоны «зеленые», а некоторые — «грязные». Если вы все равно сядете на поезд и пересядете в зеленый вагон, вы не повлияете на общую загрузку поезда в целом. Вместо него в грязном вагоне поедет кто-то другой. Выбросы от этого поезда остались прежними.
Нулевое смещение углерода требует строгого анализа всей сетевой экосистемы, чтобы убедиться, что никакая дополнительная энергия, основанная на ископаемом топливе, не используется принудительно. прежде чем его можно будет потребовать.
Фактически, ваш сдвиг во времени может привести к образованию более 100 тонн CO2 в день. Это потому, что во второй половине дня в этот день спрос также высок. Решив перенести задание резервного копирования на это время, вы добавите в сеть дополнительную (незапланированную) нагрузку. В результате этого может потребоваться быстрое увеличение дополнительных поставок, чтобы сбалансировать энергосистему. Как мы уже говорили ранее, этот дополнительный запас, скорее всего, будет поступать из источника ископаемого топлива.
Сдвиг во времени также может привести к нестабильности сети из-за постоянно меняющихся колебаний спроса.
Пока никаких реальных результатов достигнуто не было. Вы не помогли сократить выбросы углекислого газа. Действуя как личность, ваш подход к сдвигу во времени, вероятно, не сильно повлиял на вас. Однако все может стать вредным, если это будет сделано в больших масштабах. Но есть способы усовершенствовать сдвиг времени, чтобы сделать его действительно полезным, и мы к этому придем.
🌍 Управление энергосистемой и перемещение местоположения с учетом выбросов углекислого газа
<блок-цитата>Краткая справка – Вычисление смещения местоположения
Ищете сети, которые имеют более экологичный топливный баланс, чем ваша местная, и отправляете вычислительные задания для выполнения на серверах в этой сети, а не на вашей собственной.
Чтобы проиллюстрировать эту идею, давайте представим, что вы — вымышленная глобальная корпорация под названием Stoogle Tech. Каждому национальному филиалу необходимо ежедневно создавать резервные копии своих баз данных. Теперь представьте, что каждый филиал обнаруживает, что местная сеть в Лиссабоне в настоящее время работает на 80% возобновляемых источников энергии и на 20% ископаемого топлива, и все они независимо решают отправить туда свои резервные задания.
Внезапно в сети Лиссабона появился большой дополнительный спрос. Спрос на день теперь будет уже не ожидаемым 100%, а, скажем, 110%.
Проблема в том, что в местной сети Лиссабона по-прежнему доступно только 80% возобновляемой энергии. Чтобы сохранить баланс спроса и предложения на электроэнергию, Лиссабон, скорее всего, покроет эти дополнительные 10% за счет ископаемого топлива. Международная инициатива по изменению местоположения с учетом выбросов углекислого газа только что добавила дополнительные выбросы в энергосистему Лиссабона.
Снова наблюдается эффект смещения. Эти вычислительные рабочие места вытеснили выбросы из любой другой страны в Португалию, что соответствует таким же чистым выбросам во всем мире. Или есть?
На самом деле, возможно, всё ещё хуже. Повышение спроса в Лиссабоне и стимулирование потребления ископаемого топлива выше среднего уровня привели к чистому увеличению выбросов CO2. Кроме того, спрос на электроэнергию в каждом из местных регионов, возможно, на самом деле не сократился в результате перемещения рабочих мест. Выбросы в этих местных сетях остаются примерно такими же. Мировое чистое потребление электроэнергии возросло, как и выбросы CO2.
Последствия становятся хуже по мере масштабирования ситуации. А теперь представьте, что не только Stoogle Tech, но и Bircosoft Tech, Wapple Tech и Macebook Tech присоединяются к смене местоположения. Допустим, все их доступные серверы питаются от национальных сетей. Внезапно спрос на электроэнергию в Лиссабоне достигает 120 %, а спрос на местную сеть падает.
Вычислительные работы со сдвигом местоположения не имеют положительного значения в этом примере, как и сдвиг во времени, но они увеличивают выбросы и потенциально рискуют нестабильностью сети для других. В этом отношении усилия корпораций с благими намерениями хуже, чем у тех, кто просто выполняет свою работу, когда им этого хочется, или, что еще лучше, выполняет ее предсказуемым образом.
Может ли местоположение действительно нарушить сетку?
Скачки спроса на электроэнергию, связанную с компьютерными технологиями, действительно могут привести к разрушению сетей, особенно менее устойчивых. Ранее это уже происходило в Венесуэле, Иран, Грузия и Казахстан, среди других мест, когда добыча биткойнов привела к эквивалентному всплеску спроса на электроэнергию, связанную с компьютерными технологиями.
В конечном счете, проблемы варьируются от сети к сети и зависят от того, насколько устойчива каждая сеть. Чтобы вызвать проблемы, вам понадобится большой всплеск в высокодиверсифицированных сетях, таких как Европа, или в сетях, которые вложили значительные средства в хранение энергии, как в Калифорнии. Но это может быть весьма скромным, чтобы вызвать серьезные последствия в менее устойчивых энергосистемах, таких как Южная Австралия, где меньше межсетевых соединений и меньше энергии из ископаемого топлива для реагирования на энергоснабжение, или в Индии или Южной Африке, где меньше энергетического разнообразия.
Ключевым моментом является то, что простое чтение "x вычислительное задание рассчитано на то, когда и где сеть наиболее зелена" не должно означать, что оно каким-либо образом сократило выбросы, и это может имеют негативные последствия.
4. Когда имеет смысл использовать программное обеспечение, учитывающее выбросы углекислого газа?
Давайте проясним ответ на вопрос: «Являются ли вычисления с учетом выбросов углерода плохими?»
Нет. Мы не собираемся разрушать основные концепции программного обеспечения, учитывающего выбросы углекислого газа.
Основная идея о том, что перемещение вычислительных задач в зависимости от наличия электроэнергии, является разумной.
Критика заключается в том, что нынешние подходы никогда не содержат предупредительных надписей.
Мы забываем упомянуть, что модели изменения времени и местоположения полезны только в определенных обстоятельствах, бесполезны в большинстве случаев и потенциально вредны в других. Существует общее мнение, что перемещение времени и местоположения — более экологичный способ выполнения вычислений, не требующий проверки и снижения рисков.
Мы обеспокоены тем, что нынешний подход на самом деле препятствует усилиям технологических компаний по устойчивому развитию, даже если мы намереваемся им помочь. Во-первых, формулировка сообщения о том, что любая компания, перешедшая на смену времени и местоположения, теперь стала немного более «зеленой» — это рецепт «зеленого отмывания». Во-вторых, продвигая модели, которые, если их внедрить в большом масштабе без какого-либо анализа или смягчения рисков, могут оказаться вредными.
Самое главное, что мы не видим, чтобы программное обеспечение, учитывающее выбросы углекислого газа, эффективно обращалось бы к слону в комнате. Экологическая проблема вычислений связана не с оптимизацией энергопотребления, а с потребностью в энергии.
На протяжении большей части столетия количество электроэнергии, потребляемой одной и той же вычислительной работой, становилось экспоненциально меньшим. Теоретически это должно означать, что технологический сектор стал более экологичным, чем когда-либо. Но этот выдающийся прирост эффективности затмевается ростом потребности в вычислительной электроэнергии.
Вычисления с учетом выбросов углерода — это новая форма оптимизации. Он стремится выполнять по существу те же вычисления, используя меньше электроэнергии, получаемой из ископаемого топлива, ориентируясь на большее количество возобновляемых источников энергии. Но любые выгоды от такой оптимизации будут бессмысленными, если спрос на электроэнергию будет расти быстрее, чем выигрыш от оптимизации.
Мы думаем, что есть способ переосмыслить вычисления с учетом выбросов углерода, чтобы удовлетворить как оптимизацию, так и спрос, а не просто вносить косметические улучшения в привычный бизнес. Ущерб, нанесенный населению всего мира безудержным изменением климата, требует от нас большего, и мы считаем, что технологический сектор достаточно хорошо обеспечены ресурсами, чтобы решить эту проблему осмысленным образом.
Как мы можем заставить работать компьютеры, учитывающие выбросы углекислого газа?
Есть два способа, с помощью которых логика подхода, учитывающего выбросы углекислого газа, действительно может сократить выбросы.
Первый подход: Сдвиг во времени или смещение местоположения рассчитывается тогда, когда спрос естественно низкий, а затем используется электричество, которое в противном случае было бы ограничено. Это очень близко к нынешнему подходу, но в нем приоритет отдается спросу на электроэнергию, а не структуре энергопотребления.
Второй подход. Компьютерные рабочие места работают на возобновляемой электроэнергии, которая дополняет энергосистему. Самое краткое авторитетное изложение этих рассуждений взято из Расследование Белого дома по поводу майнинга криптовалют (см. стр. 24). В соответствующей части говорится:
<блок-цитата>"Есть два основных способа... использование сетевого электричества приведет к нулевым прямым выбросам парниковых газов:
Когда... электроэнергия [поступает] из существующих возобновляемых источников, в краткосрочной перспективе она вытесняет выбросы парниковых газов, перемещая пользователей возобновляемых источников к источникам ископаемого топлива. Это связано с тем, что уголь и природный газ часто обеспечивают выработку электроэнергии на каждую дополнительную единицу электроэнергии, необходимую в Соединенных Штатах. Поскольку количество возобновляемых источников остается постоянным, но спрос на электроэнергию увеличивается, вероятно, будет использоваться дополнительная ископаемая энергия. Это смещение не приводит ни к каким чистым изменениям, ни к увеличению общих глобальных выбросов за счет процесса, называемого утечкой».
На основе вышеизложенного у нас есть три предложения по новому подходу к вычислениям с учетом выбросов углерода, чтобы максимизировать его положительное воздействие и снизить риски, два из которых мы изложим в этом разделе.
5. Предложения по ответственным вычислениям с учетом выбросов углекислого газа
Предложение 1: Установить приоритет интенсивности спроса над интенсивностью выбросов углекислого газа и ориентироваться только на стабильные сети
Время низкого спроса, скорее всего, совпадут с периодами избытка возобновляемой энергии, которая в противном случае была бы сокращена, то есть потрачена впустую, для поддержания стабильности сети. Это именно тот сценарий, в котором сдвиг времени и местоположения фактически приводит к сокращению выбросов от вычислений. Наши вычисления работают на возобновляемой электроэнергии, которую никто больше не будет использовать, и, следовательно, не будет генерировать прямые выбросы.
Как мы рассмотрели в статье что инженеры-программисты должны знать о том, как работает сеть, выбор времени с низким спросом имеет внутренние преимущества для окружающей среды, независимо от того, какая часть Сеть работает на возобновляемых источниках энергии. Это может сыграть роль в предотвращении скачков и спадов в сети и способствовать стабильности сети, что имеет экологические, социальные и экономические выгоды.
Если мы планируем наши вычисления на основе потребностей сети в высшей степени предсказуемым и стабильным образом, мы не создаем непредсказуемых ежедневных пиков и максимизируем шансы на использование возобновляемых источников энергии, которые в противном случае были бы сокращены, и фактическое сокращение выбросов.
Чем это отличается от преобладающего в настоящее время подхода, направленного на достижение низкой углеродоемкости в энергосистеме?
Например, в районе с развитой солнечной инфраструктурой может быть более экологичная энергетика в более солнечные и жаркие периоды дня. В это же время люди могут быть на работе, поэтому у вас будет и более экологичное сочетание, и средний спрос. В это время солнечная энергия будет использоваться полностью, и не будет никакого избытка/сокращения. API интенсивности выбросов углекислого газа может подсказать, что 11 часов утра — подходящее время для запуска вычислений, но это совсем не снизит выбросы. Это может не иметь никакого значения, или, если потребность в электроэнергии для выполнения вычислительных задач в 11 часов утра в ответ на этот API достаточно велика, вероятность потребности в дополнительном ископаемом топливе намного выше, а это означает, что вы добавляете выбросы.
Более того, поскольку поставка возобновляемой энергии, в отличие от спроса на электроэнергию, настолько непредсказуема, синхронизация большого количества вычислений, когда интенсивность выбросов углекислого газа в сети низкая, добавит непредсказуемости в сеть, рискуя нестабильностью, значительно увеличивая вероятность негативных последствий, экологических, социальных и экономический.
Это означает, что не существует очевидного сценария, при котором нацеленность на периоды с низким потреблением не будет положительным для окружающей среды, но существует множество сценариев, в которых нацеленность на углеродоемкость сети будет неэффективной или вредной.
Подход, ориентированный на спрос, не является несовместимым с нынешними подходами и инструментами, учитывающими выбросы углерода.
После того, как мы установили приоритетность времени с низким спросом, мы по-прежнему можем использовать существующие API или источники данных для нацеливания на триггеры низкой углеродоемкости.
В этом сценарии наши вычислительные задания никогда не будут запускаться в 11 часов утра, даже если интенсивность выбросов углерода в сети будет низкой, потому что мы будем знать, что шансы на ее сокращение незначительны. Но они могут работать в 4 часа утра во время сильного ветра, а не в 5 часов утра, когда ветер утих, что еще больше увеличивает вероятность использования энергии, которая в противном случае была бы ограничена, и сокращала бы наши выбросы.
Эти подходы не являются несовместимыми. Что, если мы сначала будем искать сети, которые в настоящее время имеют низкий спрос, А затем искать сети с периодом естественно высокого производства возобновляемой электроэнергии?
Предупреждающие этикетки остаются
Вышеупомянутое имеет смысл, если происходит в относительно небольшом масштабе. А если все сделают это одновременно? Кроме того, у нас все еще остается проблема создания скачков спроса, одна из наших основных проблем, связанных с нынешними подходами. Будь то просто сдвиг во времени или перемещение в масштабе, этот подход с низким спросом значительно безопаснее нынешнего, но он по-прежнему несет в себе риски, которые необходимо оценивать и смягчать.
Призыв к инновациям
Размышления о проблемах крупномасштабного спроса и вычислений, учитывающих выбросы углерода, несут в себе риски, но также и возможности. Нынешняя стадия является экспериментальной, фрагментированной и рассредоточенной. Но есть возможность пойти еще дальше и представить себе долгосрочную цель. Давайте сделаем стандартным то, что наши вычислительные задачи и лежащая в их основе инфраструктура системно взаимодействуют с гридами и становятся частью решения, а не проблемы. Эти идеи относятся к области управления спросом, которого мы касаемся в разделе что инженеры-программисты должны знать о том, как работает сеть< /а>.
В этой области проводится множество экспериментов, некоторые в значительных масштабах, но нам необходимо более целостное видение на политическом, деловом, техническом, оперативном и инфраструктурном уровне того, что возможно, что необходимо и как это должно выглядеть. . Взаимодействуя с системами управления сетями, в идеале автоматизированным, совместным и демократичным способом, мы могли бы использовать синергию между задачами управления спросом, такими как увеличение масштабов возобновляемой электроэнергии и сокращение выбросов от вычислений.
Демократия здесь является ключевым моментом, поскольку мы все заинтересованы, находимся и будем подвергаться влиянию этих взаимодействий. Это не может быть сферой деятельности только игроков крупных технологических компаний. Нам всем нужна возможность участвовать посредством стандартов и протоколов с открытым исходным кодом, а также привлечения и участия общественности.
Мы рассмотрим эти идеи далее, обращаясь к слону в комнате.
Предложение 2: Запустить вычисления на основе аддитивной возобновляемой энергии
<блок-цитата>TL;DR:
Чтобы быть эффективными, вычисления должны быть ориентированы на источники зеленой энергии, которые на самом деле являются аддитивными, а также прозрачно устранять и смягчать риски негативных последствий.
Существует два распространенных способа расчета дополнительной возобновляемой энергии.
<блок-цитата>Краткая справка: дополнительные возобновляемые источники энергии
«Аддитивная» или «дополнительная» возобновляемая электроэнергия означает, что ваша покупка финансирует новую возобновляемую электроэнергию, которая в противном случае не существовала бы. С этим связано применение принципа «дополнительности» к производству возобновляемой энергии, особенно в углеродные рынки.
Если ваш компьютер потребляет 50 тераватт электроэнергии и вы платите за новые солнечные панели, генерирующие 50 тераватт электроэнергии, вы получаете дополнительность. Теоретически вы можете утверждать, что ваши вычисления нейтральны к выбросам. На практике это менее однозначно< /a>, но это общая идея.
Традиционные углеродные рынки часто продают «углеродные кредиты», основанные на уже существующей возобновляемой электроэнергии. В этом сценарии нет никакой дополнительности. Вы просто заявляете, что существующее производство возобновляемой энергии принадлежит вам, и передаете ответственность за существующее производство грязной энергии кому-то другому. Это вовсе не снижает выбросы.
Соглашения о покупке электроэнергии (PPA) и сертификаты возобновляемой энергии (REC)
Многие организации решают эту проблему в основном через углеродные рынки. Они, в свою очередь, продают два основных инструмента: сертификаты возобновляемой энергии (REC) и Соглашения о покупке электроэнергии (PPA).
Это остается весьма проблематичным подходом. Почему? Поскольку подавляющее большинство REC не являются -добавка.
Они позволяют вам присоединиться к существующей структуре экологически чистой энергетики и просто взять на себя ответственность за их вклад. Но вы не окажете никакого влияния на так называемую «эмиссионность», которая похожа на эффект смещения.
<блок-цитата>Краткая справка – Эмиссионность
Новые проекты возобновляемой энергетики не всегда сокращают выбросы в атмосферу. Причина, по которой они помогают, заключается в том, что они заменяют электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые в противном случае продолжали бы загрязнять окружающую среду.
Но какие проекты эффективны? Это может сильно варьироваться от проекта к проекту, а также от структуры топлива в сети, к которой проект будет подключен. Например, добавление еще одного соглашения о покупке солнечной энергии (PPA) в Калифорнии все больше снижает производительность как газовых заводов, так и существующих солнечных ферм. Но добавление нового ветроэнергетического комплекса в Вайоминге почти всегда снижает производительность угольной электростанции, избегая увеличения выбросов. Такая практика сравнения и воздействия на предотвращенные выбросы различных проектов возобновляемой энергетики называется «эмиссионностью».
Подробнее об этом можно узнать у WattTime, который популяризировал термин излучаемость.
PPA обычно используются во всем деловом мире, особенно в центрах обработки данных. Корпоративные покупатели заключают соглашения с энергетическими компаниями, обещая покупать электроэнергию и РЭК, вырабатываемые в рамках проекта возобновляемых источников энергии, на определенный период времени, часто в течение следующих 10–15 лет.
Хотя PPA часто рекламируются как важнейший механизм, отвечающий за экологичность компании и занимающий центральное место в ее стратегии ESG, они могут вводить в заблуждение. Даже если PPA относятся к конкретным проектам по возобновляемым источникам энергии, -ppas/">обычно они не питают центры обработки данных напрямую. Другими словами, то, что производятся зеленые электроны, не означает, что эти электроны напрямую питают компьютеры в центре обработки данных, несмотря на то, что они часто так рекламируется. Также существует риск двойного учета.
Поэтому наилучшая реализация углеродных рынков предполагает обеспечение того, чтобы приобретаемая вами возобновляемая энергия была аддитивной.
Прямое возобновляемое электричество: интеграция распределенных вычислений и распределенного электричества
Вторая, более редкая версия дополнительности, но гораздо более эффективная.
Вместо того, чтобы покупать какую-то удаленную возобновляемую инфраструктуру и «учитывать» свои заявления о том, что они питаются от возобновляемых источников энергии, на самом деле питайте свои компьютеры непосредственно от возобновляемых источников.
Если ваш компьютер питается напрямую от ваших собственных солнечных батарей, ветряных турбин и т. д., здесь нет никакой ловкости рук или сложных статистических прогнозов. Ваши компьютеры фактически не подключены к сети, поскольку они напрямую питаются от возобновляемых источников.
Несмотря на то, что этот подход предпочтителен с точки зрения выбросов, его сложно масштабировать и он сопряжен с риском негативных последствий, о которых мы поговорим ниже. Гипермасштабные вычисления сегодня сконцентрированы в огромных центрах обработки данных. Для обеспечения таких огромных вычислений напрямую требуются объекты возобновляемой генерации, занимающие огромные площади земли и воды вокруг и без того огромных территорий центров обработки данных. Хотя это может действительно снизить вычислительные выбросы от гиперскейлеров, обычно помимо логистики это имеет более широкие экологические, социальные и экономические последствия.
Например, один из таких проектов находится в стадии реализации. в Сарагосе, Испания. Центр обработки данных площадью 40 000 квадратных метров будет снабжаться двумя солнечными фермами. Только одна из этих двух солнечных электростанций мощностью 90 МВт будет занимать 232 гектара< /a> (2,3м²). Это примерно размер Центрального парка в Нью-Йорке. Он займет земли, богатые биоразнообразием, которые, несмотря на положения, похоже, могут нанести ущерб, включая исчезающие виды животных и деревьев. Точно так же недавно построенный Google в Чили центр обработки данных вдвое больше, добыча 169 литров воды в секунду на локальном участке и, следовательно, для этого потребуется около 10 миллионов квадратных метров питается напрямую от солнечной энергии.
Местное население уже ощущает влияние огромного расширения центров обработки данных. Формируется движение, призывающее ввести мораторий на строительство центров обработки данных. Это происходит во всем мире – в Ирландии, Нидерланды и Сингапур. Сопротивление касается не только потребления электроэнергии. Вода использование тоже представляет собой огромную проблему. Местное население в Нью-Мексико, США, Уругвай и < a href="https://www.ciperchile.cl/2020/05/25/las-zonas-oscuras-de-la-evaluacion-ambiental-que-autorizo-a-ciegas-el-megaproyecto-de-google- en-cerrillos/">Чили продолжает оставаться на переднем крае борьбы за использование ресурсов.
Однако гипермасштабирование — не единственная модель, и это не обязательно неизбежное будущее.
Большинство современных вычислений являются высокораспределенными или распределяемыми. Существуют эксперименты по совместному размещению вычислительных ресурсов (в частности, криптовалюты), где возобновляемая генерация уже существует. Это обеспечивает прямую мощность для вычислений с использованием возобновляемой энергии и играет роль в управлении спросом на возобновляемую электроэнергию. Это также сопряжено с риском негативных последствий стимулирования. Но при правильном подходе это может стать важной парадигмой для расширения и изучения.
Существует ряд примеров использования форм-факторов, отличных от гигантского компьютера складского масштаба. The Energy Onion автор: Дэвид Сайкс из Octopus Energy представляет взгляд на энергетику, основанный на переменных возобновляемых источниках энергии и эффективности.
Вы также можете возразить, что можно пользоваться преимуществами облачных вычислений без необходимости есть также гипермасштабируемые центры обработки данных. Такие компании, как Oxide, с их облачным компьютером, занимаются созданием того, что мы ассоциируем с поставщиками облачных услуг (простота использования). и сделать их доступными без массивных зданий. Другой пример: бессерверные компании, экспериментирующие с центрами обработки данных Deep Green.
Интеграция с распределенным производством электроэнергии
Обычное производство электроэнергии, похожее на гипермасштабные вычисления, как правило, концентрируется на крупных электростанциях. Однако инфраструктура возобновляемой энергетики делает возможным распределенное производство энергии. Вместо того, чтобы производить электроэнергию в нескольких крупных центральных узлах, значительные ее объемы можно было бы генерировать в большом количестве широко распределенных, меньших узлов и микросети. Распределенная возобновляемая энергия имеет особое значение для стран Глобального Юга, и благодаря аккумуляторным батареям ее резкое расширение набирает обороты. Самой значимой инициативой в этой области, вероятно, является Глобальный энергетический альянс для людей и планеты (GEAPP), запущенный на COP26, в который ожидается инвестирование 100 миллиардов долларов США. распределенная возобновляемая энергия на Глобальном Юге.
Идея сопоставление распределенного производства возобновляемой энергии с распределенными вычислениями было предложено и является многообещающим. Это не только обеспечивает автономное питание вычислений, но и расширяет возможности двойного использования. Например, серверы распределенных центров обработки данных можно использовать одновременно для вычислений и для обогрева. сокращение энергии, расходуемой в настоящее время на отопление помещений.
6. Слон в комнате: растущий спрос на компьютеры
Как мы обсуждали в Когда программное обеспечение, учитывающее выбросы углекислого газа, имеет смысл?, ключевой проблемой для экологически чистых вычислений является не оптимизация. но спрос на электроэнергию. Мы считаем, что компьютеры, учитывающие выбросы углекислого газа, чтобы реализовать свой потенциал и перспективы, должны напрямую взаимодействовать с этой реальностью.
Наши усовершенствованные предложения по снижению выбросов углерода не принесут нам многого, если мы не решим также большой вопрос: какая часть мировых ресурсов приемлема для использования технологиями?
Существует опасность, что ключевой вывод из предложений 1 и 2 заключается в том, что если мы будем строить и эксплуатировать центры электроснабжения и обработки данных более инновационным образом, мы сможем безопасно продолжать вести бизнес в обычном режиме. Мы можем безопасно создавать масштабные продукты искусственного интеллекта, продолжать расширять наши центры обработки данных и пользоваться преимуществами безграничного потенциала персональных компьютеров, пока мы ориентируемся на растущие возобновляемые источники энергии в периоды низкого спроса.
Нельзя недооценивать тот факт, что одним из крупнейших изменений, необходимых для сокращения выбросов углекислого газа в соответствии с Парижским соглашением, является признание того, что мы не может продолжать выращивать все без каких-либо ограничений. По крайней мере, не в краткосрочной перспективе, пока мы значительно превышаем мировые углеродные бюджеты и нам необходимо резко сократить наши выбросы. Необходимость управлять ростом сохранится, даже если мы полностью перейдем на возобновляемые источники энергии: у нас закончатся полезные ископаемые и металлы, которые нам понадобятся, чтобы идти в ногу с текущими темпами роста спроса на энергию
Предложение 4: Формирование спроса на использование вычислительной электроэнергии, чтобы оно оставалось в пределах согласованных границ использования ресурсов
<блок-цитата>TL;DR: Основной вопрос, который должен волновать всех ответственных технологов: снижается ли чистая потребность моего компьютера в электроэнергии или, по крайней мере, замедляется ли скорость ее роста? > Это вопрос, который можно решать на индивидуальном, корпоративном, национальном и международном уровне.
Глобальная картина выбросов
Индустрия высоких технологий находится между коммерческим императивом роста и бизнесом, а также глобальными издержками и рисками ускорения глобального потепления. Помимо полярности роста и замедления роста, необходимо, безусловно, признать, что неограниченный рост нежизнеспособен для нашей промышленности и для нашей планеты. Какими бы ни были границы дискуссии, нам необходимо признать, что должны быть ограничения на чистые ресурсы, потребляемые нашим сектором, а не только на то, насколько энергоэффективно мы их потребляем.
<блок-цитата>«В настоящее время выбросы от вычислений составляют около 2% от общемирового объема, но, по прогнозам, в течение следующих двух десятилетий резко возрастут. К 2040 году выбросы только от вычислительной техники превысят половину уровня выбросов, приемлемого для удержания глобального потепления ниже 1,5°C. Такой рост выбросов является неустойчивым: он сделает практически невозможным достижение предела потепления выбросов. Плюс выбросы от производства вычислительных устройств намного превышают выбросы от их эксплуатации. Таким образом, даже если программное обеспечение более энергоэффективно, его увеличение усугубит проблему выбросов».
Низкоуглеродные и устойчивые вычисления, профессор Вим Вандербаухеде
Две модели, созданные для этой статьи профессором Вандербаухеде, показывают, что настоящая проблема, с которой сталкивается наша планета, заключается в следующем: не то, как мы оптимизируем наши вычисления с помощью таких моделей, как вычисления с учетом выбросов углекислого газа, а то, как мы изменяем тревожную тенденцию роста спроса на электроэнергию, обусловленного вычислениями.
Первая модель показывает, что, поскольку вычисления с учетом выбросов углерода не предполагают сокращения спроса на энергию, а только более экологичные вычисления, независимо от спроса, они вряд ли замедлят нашу гонку к переломные моменты планеты.
Обычный бизнес (BAU) будет означать увеличение спроса на электроэнергию, связанную с компьютерами, на 800 % к 2040 году, а также увеличение выбросов в нашем секторе на 310 % к 2040 году, составляющих большую часть углеродного бюджета планеты.
При нынешних темпах роста спроса на компьютеры, внедрение вычислений с учетом выбросов углекислого газа с предлагаемыми нами корректировками к 20240 году выбросы, связанные с вычислениями, вырастут на 280%. Каждое отдельное сокращение имеет значение и дает нам дни, месяцы, годы до необратимых вех, так что разница в 20% имеет значение. Но это все равно означает катастрофу. Это как наложить повязку на серьезную рану.
Напротив, сокращение спроса имеет экспоненциальный эффект. Если бы наш сектор продолжал расти, но сумел бы ограничить этот рост до 26% в период до 2040 года, наши выбросы, связанные с компьютерами, в этом году составят 50% от того, что они есть сегодня, что составляет рост возобновляемых источников энергии. Благодаря предлагаемым нами улучшениям в области учета выбросов углерода экономия выбросов составит 56%. В этом сценарии наши улучшенные компьютеры, учитывающие выбросы углекислого газа, могут оказаться не просто повязкой, а одним из компонентов подлинного решения проблемы нашего сектора и окружающей среды нашей планеты.
Это восходит к нашему призыву к более целостному, долгосрочному и системному мышлению о взаимосвязи между вычислениями и все более декарбонизированной энергетической сетью, где механизмы реагирования на спрос станут все более необходимыми, а также о возможностях распределенных вычислений и распределенных энергетических систем. наименее дополняют преобладающую централизованную модель крупных центров обработки данных и электростанций.
По сути, мы призываем к некоему инновационному ретроспективному анализу, который может перевести глобальный углеродный бюджет в технический энергетический бюджет в течение критического периода времени и определить инновации, интеграцию и оптимизацию, необходимые для не просто работы, но и процветания в этих сценариях.
Вычисления с учетом выбросов углерода подразумевают более широкое видение взаимосвязи между выбросами и спросом на электроэнергию, потреблением, производством и управлением. Событийно-ориентированная архитектура наших ранних реализаций — отличная основа для дальнейшего развития. Усовершенствования, которые мы предлагаем в предложениях 1 и 2, могут снизить риски и оптимизировать выгоды. Но есть также возможность подумать шире о том, как мы внедряем, расширяем и развиваем такие модели в масштабе с ключевыми партнерами в области энергетики и политики таким образом, чтобы не только оптимизировать наши выбросы, но и сокращать чистое потребление справедливым и равноправным образом для всех нации. Концепция улучшенных вычислений, учитывающих выбросы углекислого газа, может оказаться чрезвычайно полезной.
Если эта статья вызовет разговор о том, как могут выглядеть эти модели для центров обработки данных, для искусственного интеллекта, для блокчейнов и даже для электростанций, для поставщиков возобновляемых источников энергии и поставщиков инфраструктуры, для инвесторов и регулирующих органов, нет сомнений, что за этим последуют прорывы. .
7. Откуда нам взять заботу об углероде? Представляем вычисления с учетом сетки.
Если предположения, сделанные в этом посте, верны — пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть что добавить, вклад будет только приветствоваться — мы полностью оправданы в продвижении следующей версии вычислений, учитывающих выбросы углерода.
Для аргументации давайте пока назовем это вычислениями с учетом энергосистемы. Это будет версия, которая учитывает реалии того, что является эффективным, а что нет, учитывая реальные ограничения управления электрическими сетями и существующими с ограниченным глобальным бюджетом выбросов углерода.
<блок-цитата>Краткая справка: вычисления с поддержкой Grid
Следующая предлагаемая итерация вычислений с учетом выбросов углекислого газа, которая поможет разработчикам справиться с последствиями компьютерных изменений таким образом, чтобы обеспечить фактическое чистое сокращение выбросов, связанных с местными и глобальными электросетями. Ключевые подходы:
Грид-вычисления: как избежать ловушки «зеленого промывания»
В этом блоге, прежде всего, было выявлено, что версия «вычислений, учитывающих выбросы углерода», которая в настоящее время представлена, продвигается и все чаще продается все большим количеством крупных технологических компаний, на самом деле не является заслуживающим доверия вкладом в воздействие вычислений на окружающую среду. Напротив, мы утверждаем, что он по большей части неэффективен и полон непризнанных рисков. Это не суждение о намерениях. Независимо от того, реализовано ли оно добросовестно или нет, эффект заключается в сигнале о зелёном шаге вперёд, который, как мы считаем, в большинстве случаев вообще не является шагом, а в некоторых случаях и не зелёным.
Если мы подумаем о наших трех предложениях по программному обеспечению с поддержкой энергосистемы (GAC) применительно к обычному бизнесу, включая текущие вычисления с учетом выбросов углерода (CAC), мы увидим именно это. :
Безоговорочное одобрение нынешней парадигмы осознания выбросов углерода, проверка или анализ рисков открывает дверь для технически тонкой и опасной новой волны «зеленого отмывания». У нас еще есть время внести осторожность и нюансы в дискуссию об проблеме выбросов углерода и, что более важно, в ее реализацию.
Это делается не для того, чтобы дискредитировать текущие усилия, а для того, чтобы снизить их риски и улучшить их до того, как текущая концепция, без предупреждающих надписей или мер по снижению рисков, наберет достаточную силу, чтобы повысить ценность бренда и расширить масштабы без каких-либо препятствий. К тому времени будет слишком поздно, и последствия мы узнаем задним числом.
На данный момент, всякий раз, когда вы читаете: мы сделали это приложение осведомленным об выбросах углерода или приурочили это вычислительное задание к тому моменту, когда сеть станет наиболее экологичной - если нет каких-либо фактических доказательств воздействия, предположите, что объявление практически не окажет положительного влияния на выбросы. . И если реализация действительно масштабируется, учтите, что это может нанести ущерб как климату, так и стабильности/доступу к сети со всеми экономическими и социальными последствиями.
Мы сделали все возможное, чтобы наметить конструктивный, более осторожный подход, опираясь на то, что уже есть, и принимая во внимание то, что нас ждет впереди. Мы надеемся, что нам удастся реализовать нынешнее желание сделать программное обеспечение более экологичным, но при этом сделать его более эффективным, радикально снизив связанные с ним риски и значительно увеличив вероятность получения климатических выгод.
Мы назвали этот подход «вычислениями с учетом сетки», чтобы подчеркнуть, что важно наше общее системное воздействие на сеть, а не показатели интенсивности выбросов углекислого газа в любой момент времени или выбросы любого конкретного вычисления job.So давайте обязательно примем, поэкспериментируем и введем инновации с нашими предложениями 1 и 2 для улучшения вычислений с учетом выбросов углерода: они потенциально полезны и эффективны. Но при этом давайте не будем автоматически предполагать, что мы расставляем приоритеты в правильной работе.
Подход с учетом энергосистемы означает, что мы никогда не должны позволять реализации конкретных вычислительных задач с учетом выбросов углерода отвлекать нас от центрального, постоянного вопроса, лежащего в основе нашего третьего предложения: Снижается ли чистая потребность наших вычислений в электроэнергии? эм>
8. Чем вы можете помочь?
Крупные технологические компании прислушиваются к нам, и сейчас наступил переломный момент.
У нас есть возможность и ответственность формировать корпоративный дискурс и действия в области вычислений, учитывающих выбросы углерода, в ответственном направлении, которое позволит заметно сократить выбросы.
Вы можете сделать это:
Выбор за вами. Время пришло.
Примечание. Эта статья основана на серии статей с открытым исходным кодом, написанной Ханна Смит и Исмаэль Веласко и размещено по адресу < a href="https://www.climateaction.tech">ClimateAction.tech. Отзывы и вклад Майкла Дж. Огиа, < a href="https://www.google.com/url?q=https://www.linkedin.com/in/fershad/">Фершад Ирани, Вим Вандербаухед и дополнительный неофициальный вклад от Филлип Дженнер и Крису Адамсу выражаем благодарность.
Оригинал