По данным статистики, компьютеры сейчас потребляют около одной десятой всей электроэнергии, производимой в США, и в ближайшие 10 лет эта доля удвоится.

Такими рядами серверов может быть заполнено многоэтажное здание информационного центра.

Почему это происходит? Не только потому, что почти каждая семья обзавелась компьютером, нередко даже и не одним. Важнее то, что возник Интернет, хранящий, переваривающий и пересылающий огромные массивы данных - видеофильмы, фотографии, музыку, тексты... Весь этот поток обрабатывается серверами, стоящими в информационных центрах и работающими круглосуточно, хотя еще сравнительно недавно их включали лишь на время рабочего дня. Сейчас только американские серверы тратят больше электроэнергии, чем крупный город с полутора миллионами односемейных домов или квартир. В год (данные на 2004 год, более свежие пока не опубликованы) это около пятнадцати тераватт-часов. На то, чтобы вы получили из Интернета всего 10 мегабайт данных, каждый раз затрачивается энергия, для получения которой надо сжечь 900 граммов угля.

В 1985 году сотрудники знаменитой Лоуренсовской лаборатории высоких энергий в Беркли (США), озаботившись экономией расходов, приняли программу экономичного энергопотребления. Обычные лампочки заменили на компактные лампы дневного света, улучшили систему вентиляции и даже заменили магниты на ускорителе элементарных частиц. К 1995 году потребление энергии в этом научном учреждении, занимающем 80 гектаров, сократилось на 40%.

После такого успеха руководство лаборатории задумалось над тем, нельзя ли сэкономить на компьютерах. Опубликованный недавно анализ показал, что экономия только для этой лаборатории может составить миллиарды долларов в год.

Компьютерам, как и почти всем электронным устройствам, для работы требуется постоянный ток. Приходится выпрямлять переменный, поступающий из обычной сети. Выпрямитель имеется в каждом компьютере, в каждом сервере, а их в Лоуренсовской лаборатории многие тысячи. Выпрямители очень неэффективны и рассеивают в виде тепла массу энергии. Если проложить специальную сеть постоянного тока для всех серверов информационного центра и выпрямлять ток централизованным образом, это, во-первых, уменьшит потери на выпрямление, во-вторых, отпадет необходимость в усиленном охлаждении блоков питания компьютеров и серверов. Уже сейчас в больших компьютерных залах с рядами серверов выделяется в три раза больше тепла, чем могут устранить кондиционеры, а вскоре появится новое, еще более жадное на энергию поколение серверов.

Первые эксперименты с серверами, специально приспособленными к питанию только постоянным током, показали, что экономия энергии для крупного серверного центра может составить до 28%.

Впрочем, индийский специалист по энергетике Ракеш Кумар полагает, что экономия будет сомнительной: переделка блоков питания и создание в помещениях специальной отдельной сети постоянного тока - удовольствие дорогостоящее. Он предлагает шире использовать уже применяющееся в некоторых случаях водяное охлаждение компьютеров. Один из британских университетов намерен установить жидкостное охлаждение в своем информационном центре и греть получаемым от серверов теплом плавательный бассейн.

Увеличение вдвое рабочей частоты процессора приводит к увеличению вчетверо выделяемого им тепла. Между тем первые "пентиумы", появившиеся в 1993 году, работали с частотой 60 мегагерц, а последние модели - 3,2 гигагерца. Внутри настольного компьютера температура может достигать 80 градусов Цельсия, а при 85 градусах он отказывается работать.

Правда, энергопотребление процессоров, несмотря на рост их мощности, можно сдерживать. Известная компания АМD, выпускающая микропроцессоры, еще в 2003 году создала новый процессор "Оптерон", который после недавно внесенных усовершенствований увеличил свою вычислительную мощность на 80%, почти не увеличив энергопотребление.

В Калифорнии одна из энергетических компаний предлагает большие скидки тем информационным фирмам, которые уменьшат количество работающих у них серверов. Дело в том, что сервер, работающий на четверть своей мощности, тратит столько же энергии, сколько трудящийся в полную силу, поэтому при более разумно спланированном распределении задач можно сократить парк серверов.

Кроме того, такие компьютерные гиганты, как "Майкрософт", "Гугл" и "Яху", переносят свои информационные центры из Силиконовой долины Калифорнии туда, где энергия дешевле - например, на северо-запад США, где много гидроэлектростанций.

№6, 2007