Deze technologieën maken datacenters energiezuinig

By Elcke Vels

Onderzoekers van NTNU hebben hardware ontwikkeld die gegevensverwerking efficiënter maakt. Het stroomverbruik is minder en dit zorgt op den duur voor aanzienlijke vermindering van de CO2-uitstoot. Het gaat om een energiebesparing van 400 gigawattuur, wat overeenkomt met het jaarlijkse verbruik van 23.000 huishoudens. Bovendien zorgt de innovatie voor betere apparaatprestaties. Het baanbrekende werk heeft de interesse gewekt van techgiganten.

In de strijd tegen klimaatverandering heeft de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NTNU) twee baanbrekende technologieën geïntroduceerd: TIP (Time-Proportional Instruction Profiling) en TEA (gebaseerd op TIP, staat voor Time-Proportional Event Analysis). Deze vertegenwoordigen een nieuwe klasse van superslimme hardware die het stroomverbruik van computers en datacenters drastisch zou kunnen verminderen. TIP, dat werkt als een inzichtelijke detective binnen de processor, stelt vast waar de uitvoering van een programma achterblijft, terwijl TEA een meer granulaire analyse van prestatieproblemen biedt.

De implicaties van deze innovatie zijn verstrekkend. Alleen al in Noorwegen zou de inzet van TIP en TEA kunnen leiden tot een vermindering van de CO2-uitstoot met 63.000 ton. Dit komt overeen met ongeveer 85.000 servers. De technologie belooft ook verbeteringen in verschillende praktische toepassingen zoals weersvoorspellingen, medicijnanalyse en taalverwerking. Nu processors de grenzen van de Wet van Moore bereiken, biedt de oplossing van NTNU een weg voorwaarts, door de variabiliteit in programmaprestaties aan te pakken. Zonder te vertrouwen op het simpelweg verhogen van de chipdichtheid.

Fotonica: Een toekomst voor groene datacenters

Parallel aan de inspanningen van NTNU komt fotonica naar voren als een andere veelbelovende technologie. Astrape Networks heeft €1,6 miljoen subsidie gekregen om een ‘groen datacenter’ te creëren dat wordt aangedreven door Photonic Integrated Circuits (PIC’s). Deze circuits gebruiken licht in plaats van elektriciteit om gegevens te verzenden, wat aanzienlijke energiebesparingen oplevert en de warmteproductie vermindert. Francesco Pessolano, CEO en medeoprichter van Astrape Networks, schat een energiebesparing van 20 procent ten opzichte van conventionele datacenters. Het doel is ambitieus maar duidelijk: deze technologie binnen het volgende decennium implementeren in een van ‘s werelds top vijf datacenters.

Door fotonica van een laboratoriumomgeving over te brengen naar real-world datacenteromgevingen, ligt Astrape Networks op schema om in maart van het volgende jaar een prototype van hun optische communicatietechnologie te demonstreren. De belangrijkste uitdaging is de massaproductie van fotonische chips, een hindernis die, eenmaal overwonnen, een revolutie zou kunnen betekenen voor datacenters.

Datacenters van de toekomst zijn duurzaam en snel, dankzij fotonica

Astrape Networks, een tech start-up uit Eindhoven, heeft €1,6 miljoen aan pre-seed funding binnengehaald om datacenters naar een hoger niveau te tillen.

AI en automatiseren

Kunstmatige intelligentie (AI) en automatisering spelen ook een centrale rol bij het groener maken van datacenters. Datacenters staan erom bekend dat ze ongeveer één procent van de wereldwijde vraag naar elektriciteit verbruiken. Om hier iets aan te doen, wenden operators zich tot AI, IoT en machine learning om slimmere en energie-efficiëntere faciliteiten te ontwerpen. Voorspeld wordt dat robotica, aangedreven door AI en machine learning, de efficiëntie tegen 2025 met 30 procent zal verhogen. Deze technologieën maken voorspellend onderhoud mogelijk, verbeteren de beveiliging en automatiseren routinematige taken. Er is daardoor minder personeel nodig. Bovendien dalen de kosten.

Daarnaast worden digital twins en AI/ML-platforms gebruikt om de ecologische voetafdruk van datacenters te verkleinen. Ze bieden realtime controle over koelapparatuur en minimaliseren het energieverbruik, waardoor tot 40 procent kan worden bespaard op de stroom die aan koeling wordt besteed.

Regelgeving en de groene transitie

Maar ook de regelgeving is van grote invloed op de mate waarin groene technologieën worden toegepast in datacenters. Er wordt steeds meer nadruk gelegd op belasting en overheidsbeleid ter bevordering van duurzame praktijken. In Nederland lopen datacenters bijvoorbeeld voorop als het gaat om het gebruik van duurzame energie: 86% van hun elektriciteitsbehoefte wordt duurzaam gedekt. Langlopende overeenkomsten over stroomverbruik zijn cruciaal geweest voor de financiering van nieuwe wind- en zonneparken en laten zien hoe beleid de weg naar duurzaamheid kan sturen.

De inzet van de Nederlandse datacentersector voor groene energie blijkt duidelijk uit het rapport van de Dutch Data Center Association. Het rapport laat zien dat de sector 86 procent van zijn energiebehoefte heeft vergroend. Het Internationaal Energie Agentschap (IEA) merkt ook op dat datacenters en datatransmissienetwerken verantwoordelijk zijn voor ongeveer één procent van het wereldwijde elektriciteitsverbruik, wat het belang onderstreept van voortdurende inspanningen om de efficiëntie en duurzaamheid te verbeteren.

Conclusie

Kortom: technologische innovatie, regelgeving en betrokkenheid van de industrie spelen allemaal een cruciale rol. NTNU en Astrape Networks nemen het voortouw. Terwijl de wereld worstelt met de klimaatcrisis, bieden deze vorderingen een hoopvolle blik op een toekomst waarin datacenters kunnen functioneren als duurzame, efficiënte krachtcentrales van het digitale tijdperk.