Зеле́ні інформаці́йні техноло́гії або Зеле́ні ІТ — комплекс підходів, які стосуються безпечних для довкілля технологій обчислень та інформаційні технології. Це наука і практика проектування, виготовлення, використання та утилізації комп'ютерів, серверів та їх підсистем, таких як монітори, принтери, пристрої зберігання даних, мереж і систем зв'язку — ефективно і з мінімальним або нульовим впливом на довкілля.

Походження Концепція зелених ІТ виникла в 1992 році, коли Агентство з охорони навколишнього середовища США запустило Energy Star, програму добровільного маркування, яка допомагає організаціям заощаджувати гроші та зменшувати викиди парникових газів, визначаючи продукти, які пропонують найвищу енергоефективність. Інші компоненти зелених ІТ включають редизайн центрів обробки даних і зростаючу популярність віртуалізації, зелених мереж і хмарних обчислень.

Норми та галузеві ініціативи Організація економічного співробітництва та розвитку (ОЕСР) опублікувала опитування, понад 90 урядових та промислових ініціатив щодо «зелених ІКТ», тобто інформаційних та комунікаційних технологій, навколишнього середовища та зміни клімату. У звіті робиться висновок, що ініціативи, як правило, зосереджуються на самих екологічних ІКТ, а не на їх фактичній реалізації для подолання глобального потепління та погіршення стану навколишнього середовища. Загалом, лише 20% ініціатив мають вимірювані цілі, при цьому державні програми, як правило, включають цілі частіше, ніж бізнес-асоціації.

Уряд Багато урядових установ продовжують впроваджувати стандарти та правила, які заохочують екологічні обчислення. Програма Energy Star була переглянута в жовтні 2006 року, щоб включити суворіші вимоги до ефективності комп'ютерного обладнання, а також багаторівневу систему рейтингу для затверджених продуктів.

До 2008 року 26 штатів США створили в штаті програми перероблювання застарілих комп’ютерів та побутової електроніки. Статути або встановлюють «комісію за попереднє відновлення» за кожну одиницю, продану в роздріб, або вимагають від виробників повернути обладнання, яке є у розпорядженні.

У 2010 році президент Обама підписав закон про відновлення та реінвестування США (ARRA). Законопроєкт виділив понад 90 мільярдів доларів для інвестування в зелені ініціативи (відновлювані джерела енергії, розумні мережі, енергоефективність тощо). У січні 2010 року Міністерство енергетики США виділило 47 мільйонів доларів з ARRA на проєкт, спрямовані на підвищення енергоефективності центри обробки даних. Проєкт передбачали дослідження для оптимізації апаратного та програмного забезпечення центрів обробки даних, покращення ланцюга живлення та технологій охолодження центрів обробки даних.

Промисловість

Climate Savers Computing Initiative (CSCI) – це спроба зменшити споживання електроенергії ПК в активному та неактивному станах. CSCI надає каталог екологічно чистих продуктів від організацій-членів, а також інформацію про зниження енергоспоживання ПК. Його було розпочато 12 червня 2007 року. Назва походить від програми Climate Savers Всесвітнього фонду дикої природи, яка була започаткована у 1999 році. WWF також є членом Computing Initiative. Green Electronics Council пропонує інструмент екологічної оцінки електронних продуктів (EPEAT), щоб допомогти у покупці «екологічних» обчислювальних систем. Рада оцінює обчислювальну техніку за 51 критерієм - 23 обов'язковим і 28 необов'язковим, - які вимірюють ефективність і властивості продукту. Продукти оцінюються як золото, срібло або бронза, залежно від того, скільки додаткових критеріїв вони відповідають. 24 січня 2007 року президент Джордж Буш видав Указ № 13423, згідно з яким усі федеральні агенції США повинні використовувати EPEAT при купівлі комп’ютерних систем. Green Grid — це глобальний консорціум, який займається підвищенням енергоефективності в центрах обробки даних та екосистемах бізнес-комп’ютерів. Він був заснований у лютому 2007 року кількома ключовими компаніями в галузі – AMD, APC, Dell, HP, IBM, Intel, Microsoft, Rackable Systems, SprayCool (придбаний Parker у 2010 році), Sun Microsystems та VMware. З того часу, Green Grid зросла до сотень учасників, включаючи кінцевих користувачів і державні організації, які зосереджені на покращенні ефективності інфраструктури центрів обробки даних (DCIE). У списку Green500 суперкомп’ютери оцінюються за енергоефективністю (мегафлопс/ват), заохочуючи увагу на ефективності, а не на абсолютній продуктивності. Green Comm Challenge — це організація, яка сприяє розвитку технологій та практик енергоощадження в галузі інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ). Енергетична специфікація Transaction Processing Performance Council (TPC) доповнює чинні контрольні показники TPC, дозволяючи додаткові публікації показників енергії разом із результатами продуктивності. SPECpower — це перший стандартний тест, який вимірює споживання енергії та продуктивність для комп’ютерів серверного класу. Інші контрольні показники, які вимірюють енергоефективність, включають SPECweb, SPECvirt та VMmark.

Підходи Сучасні ІТ-системи покладаються на складну комбінацію людей, мереж та обладнання; як така, ініціатива зелених обчислень також повинна охоплювати всі ці сфери. Рішення також може знадобитися для розв'язання питання щодо задоволення кінцевих користувачів, реструктуризації управління, дотримання нормативних вимог та повернення інвестицій (ROI). Існують також значні фіскальні мотиви для компаній взяти під контроль власне споживання електроенергії; «З наявних інструментів керування живленням одним із найпотужніших може бути простий, зрозумілий, здоровий глузд.

Довговічність продукту Gartner стверджує, що на процес виробництва ПК припадає 70% природних ресурсів, які використовуються в життєвому циклі ПК. Зовсім недавно Fujitsu випустила оцінку життєвого циклу (LCA) настільного комп’ютера, яка показує, що виробництво та закінчення терміну служби припадає на більшу частину екологічного сліду цього настільного комп’ютера. Тому найбільший внесок у зелені обчислення зазвичай полягає в продовженні терміну служби обладнання. Інший звіт Gartner рекомендує «шукати довговічність продукту, включаючи можливість оновлення та модульність». Наприклад, виробництво нового ПК має набагато більший екологічний слід, ніж виробництво нового модуля RAM для оновлення що існує.

Проєктування дата-центру Об'єкти центрів обробки даних є великими споживачами енергії, на їх частку у 2010 році припадало від 1,1% до 1,5% загального споживання енергії у світі. За оцінками Міністерства енергетики США, центри обробки даних споживають у 100-200 разів більше енергії, ніж стандартні офісні будівлі.

Проєкт енергоефективного центру обробки даних має враховувати всі аспекти використання енергії, які входять до дата-центру: від ІТ-обладнання до обладнання HVAC (опалення, вентиляції та кондиціонування) до фактичного розташування, конфігурації та конструкції будівлі.

Міністерство енергетики США визначає п’ять основних сфер, на яких слід зосередитися на передових методах проєктування енергоефективних центрів обробки даних:

Системи інформаційних технологій (ІТ) Умови навколишнього середовища Управління повітрям Системи охолодження Електричні системи

Додаткові можливості енергоефективного проєктування, визначені Міністерством енергетики США, включають виробництво електроенергії на місці та перероблення відпрацьованого тепла.

Енергоефективна конструкція ЦОД має допомогти краще використовувати простір ЦОД, підвищити продуктивність та ефективність.

У 2018 році три нові патенти США використовують конструкцію установок для одночасного охолодження та виробництва електроенергії за допомогою внутрішнього та зовнішнього відпрацьованого тепла. У трьох патентах використовується конструкція силосу для стимулювання використання внутрішнього відпрацьованого тепла, в той час, як рециркуляція повітря охолоджує обчислювальні стійки силосу. Патент США 9,510,486, використовує рециркуляційне повітря для виробництва електроенергії, в той час, як дочірній патент, патент США 9,907,213, примушує рециркуляцію того ж повітря, а партнерський патент, патент США 10,020,436, використовує теплові перепади температури, що призводить до негативної ефективності використання електроенергії. Негативна ефективність використання енергії використовує екстремальні перепади температур під час роботи обчислювальних засобів, так що вони будуть працювати лише від зовнішніх джерел, крім використання енергії для обчислень.

Оптимізація програмного забезпечення та розгортання

Алгоритмічна ефективність Основна стаття: Ефективність алгоритму

Додаткова інформація: Аналіз алгоритмів

Ефективність алгоритмів впливає на кількість комп’ютерних ресурсів, необхідних для будь-якої даної обчислювальної функції, і існує багато компромісів щодо ефективності при написанні програм. Зміни алгоритму, такі як перехід від повільного (наприклад, лінійного) алгоритму пошуку на швидкий (наприклад, хешований або індексований) алгоритм пошуку, можуть зменшити використання ресурсів для даного завдання від значного до майже нульового. У 2009 році дослідження фізика з Гарварду підрахувало, що середній пошук у Google виділяє 7 грамів вуглекислого газу (CO₂). Однак Google заперечує цю цифру, стверджуючи, що типовий пошук виводить лише 0,2 грама CO₂.

Розподілення ресурсів Основна стаття: Розподіл ресурсів

Алгоритми також можна використовувати для маршрутизації даних до центрів обробки даних, де електроенергія менш дорога. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту, Університету Карнегі-Меллона та Akamai протестували алгоритм розподілу енергії, який успішно направляє трафік до місця з найнижчими витратами на електроенергію. Дослідники прогнозують до 40 відсотків економії на витратах на електроенергію, якщо буде розгорнутий запропонований ними алгоритм. Однак цей підхід фактично не зменшує кількість споживаної енергії; це знижує лише витрати компанії, яка його використовує. Однак, подібна стратегія може бути використана для спрямування руху транспорту на енергію, яка виробляється більш екологічно чистим або ефективним способом. Подібний підхід також використовувався для скорочення споживання енергії шляхом перенаправлення трафіку від центрів обробки даних у теплу погоду; це дозволяє вимикати комп’ютери, щоб уникнути використання кондиціонера. Великі серверні центри іноді розташовані там, де енергія та земля недорогі та легкодоступні. Місцева доступність відновлюваної енергії, клімат, який дозволяє використовувати зовнішнє повітря для охолодження, або розміщення їх там, де тепло, яке вони виробляють, може бути використане для інших цілей, можуть бути факторами для прийняття рішень щодо зеленого розміщення. Підходи до фактичного зниження споживання енергії мережевими пристроями за допомогою належних методів керування мережею/пристроями розглядаються в. Автори згрупували підходи за 4 основними стратегіями, а саме (i) адаптивна швидкість зв’язку (ALR), (ii) проксі-сервер інтерфейсу, (iii) інфраструктура з підтримкою енергії та (iv) додатки з максимальним рівнем енергії.

Віртуалізація Основна стаття: Апаратна віртуалізація

Дивіться також: