اینترنت چقدر انرژی مصرف می‌کند؟

در روزگاران قدیم، ارسال پیام به شخصی در شهر دیگر کار سختی بود. شما مجبور می‌شدید کسی را استخدام کنید تا پیام را برای شما ارسال کند. آن شخص برای رسیدن به مقصد ممکن بود مجبور باشد مایل‌های زیادی را پیاده یا سواره طی کند. این کار می‌توانست یک سفر خطرناک باشد، به ویژه برای پیام رسانان آن زمان که به نظر می‌رسید حدود ۵۰ درصد شانس زنده ماندن داشته باشند.
در زمان قدیم، از زمانی که شخصی پیام را می‌نوشت تا زمانی که گیرنده آن را می‌خواند، هر پیام به انرژی زیادی نیاز داشت. اما امروز، همه چیز بسیار متمدنانه‌تر است. می‌توانید کامپیوتر، لپ تاپ، تلفن هوشمند یا حتی کنسول بازی ویدیویی را روشن کنید و فقط در عرض چند دقیقه ده پیام بفرستید. حتی بهتر، پیام‌ها تقریباً بلافاصله به صندوق ورودی گیرنده می‌رسند. تصور کنید تمام انرژی صرفه جویی شده در بین چقدر است!
وقتی صحبت از مصرف انرژی می‌شود، اینترنت یک سیستم حریص است. این سیستم تنها یکی از شبکه‌ها است و هر شبکه از مجموعه ای از کامپیوتر‌ها تشکیل شده است. این کامپیوترها برق و مقدار زیادی انرژی مصرف می‌کنند. اما آیا راهی برای دانستن میزان برق مصرفی اینترنت وجود دارد؟
برای تخمین میزان مصرف انرژی در اینترنت، ما باید هر جزء متصل به سیستم را در نظر بگیریم. اینترنت از میلیاردها قطعه تشکیل شده است. ابتدا، بیایید نگاهی به مراکز داده بیندازیم.

همسترها و فیل‌ها

مراکز داده مجموعه ای از کامپیوتر‌ها هستند که سیستم به آن‌ها منتهی می‌شود. یک مرکز داده لزوماً به اینترنت متصل نیست بلکه می‌تواند بخشی از یک سیستم داخلی در یک سازمان یا شرکت باشد. اما اینترنت به مراکز داده عظیم متشکل از صدها هزار کامپیوتر متکی است.
یک مرکز داده می‌تواند کامپیوترهای پایگاه داده، وب سرورها و فریم های اصلی یا ترکیبی از هر سه را در خود جای دهد. چندین سال پیش،صاحبان مشاغل عمده خود از مراکز داده نگهداری می‌کردند. اندازه برخی از مرکزها بسیار بزرگ و قفسه‌ها مملو از هزاران کامپیوتر بود. مرکزهای سازمان‌های دیگر کوچک و تنها از یک قفسه تجهیزات پر شده بود.
امروزه بسیاری از صاحبان مشاغل برای تأمین نیازهای مرکز داده خود به شبکه‌ی خدمات ابری اعتماد می کنند. این بدان معناست که آن‌ها شرکت‌های دیگری را برای تهیه‌ی دستگاه‌های فیزیکی که داده ها و خدمات تجاری در آن‌ها قرار دارد به کار می‌گیرند. به لطف اینترنت اطلاعات کسب و کار به راحتی در دسترس ما قرار می‌گیرد. مراکز داده شبکه‌ی ابری با صدها هزار دستگاه ذخیره شده در ساختمان‌های بزرگ، واقعاً غول آسا هستند.
شرکت‌های ارائه دهنده‌ی خدمات ابری، داده‌های مشتری را در دستگاه‌های متعددی ذخیره می‌کنند. این کار برای محکم کاری انجام می‌شود تا اگر رایانه ای به دلایلی خراب شد، داده‌های مشتری دست نخورده باقی بماند زیرا داده‌ها در دستگاه دیگری نیز ذخیره شده‌اند. نکته‌ی منفی این کار این است که هر کامپیوتر برای کار کردن به برق نیاز دارد.
کامپیوترها تولید گرما نیز می‌کنند که اصلا خبر خوبی نیست. اگر اجزای الکترونیکی بیش از حد داغ شوند، احتمال دارد از کار بیفتند. برای اینکه دستگاه‌ها در دمای مطمئن کار کنند، دارندگان مراکز داده باید روی سیستم‌های خنک کننده سرمایه گذاری کنند. رایج‌ترین سیستم، تهویه‌ی مطبوع است. باید برای برآورد نهایی مصرف اینترنت هزینه‌های انرژی تهویه‌ی مطبوع مراکز داده را در نظر بگیریم چرا که برای ادامه‌ی کار اینترنت ضروری هستند.
از سال ۲۰۰۸، تعداد مراکز داده در ایالات متحده کاهش یافته که این موضوع بیشتر به دلیل روی آوردن شرکت‌ها به مدل خدمات ابری و خاموش کردن مراکز داده‌ی خود است. اگر چه تعداد مراکز داده در حال کم شدن است، اما مراکزی که باقی مانده‌اند در حال رشد و گسترش هستند. این کار مثل عوض کردن ۵۰ همستر با ۱۰ فیل است که در نهایت حیوانات کمتری دارید، اما فضای بزرگتری اشغال و انرژی بیشتری را مصرف می‌کنند.
بدست آوردن تعداد دقیق مراکز داده غیرممکن است. بسیاری از شرکت‌ها اطلاعات مراکز داده‌ی خود را محرمانه نگه می‌دارند زیرا این کار یک مزیت رقابتی محسوب می‌شود. همچنین بدون دانستن همه‌ی جزئیات نمی‌توان به طور قطعی گفت که هر مرکز داده چه میزان انرژی مصرف می‌کند. با این حال این موضوع باعث نمی‌شود که مردم از تلاش برای محاسبه‌ی میزان مصرف انرژی دستگاه‌ها دست بکشند. در قسمت بعد، برخی از روش‌هایی را که مردم برای تخمین مصرف انرژی اینترنت استفاده کرده اند، بررسی خواهیم کرد.

دوبار اندازگیری یکبار پرداخت

در سال ۲۰۱۱، Barath Raghavan و Justin Ma از ICSI و دانشگاه برکلی کالیفرنیا، تخمین میزان برق مورد نیاز اینترنت را به عهده گرفتند. آن‌ها تصمیم گرفتند انرژی را که ما برای ایجاد شبکه‌ی اینترنت خود استفاده می‌کنیم برآورد کنند که شامل تمام توان مورد نیاز برای ساخت رایانه، اتصالات شبکه، دکل تلفن همراه و سایر سخت افزارها است. آن‌ها این انرژی‌ را انرژی تجسمی یا به اختصار “Emergy‌” نامیدند.
Raghavan و Ma برای تمام کارهای خود به تخمین های کلی اعتماد کردند و در گزارش خود تصدیق کردند که پاسخ آنها دقیق نبوده است و هدف آن‌ها جلب توجه دیگران به این موضوع بود تا عمیق تر در مورد آن بیندیشند. تخمین آن‌ها شامل موارد زیر می‌شود:
۷۵۰ میلیون کامپیوتر دسکتاپ
۷۵۰ میلیون لپ‌تاپ
۱ میلیارد تلفن هوشمند
۱۰۰ میلیون سرور
گزارش آن‌ها شامل سایر عناصر زیرساخت اینترنت نیز بود. آن‌ها هر دسته از دستگاه‌ها را با حداقل و حداکثر مقدار سنجیدند تا طیف وسیعی از انرژی مورد نیاز را ایجاد کنند زیرا ممکن است یک کامپیوتر برای تولید و کارکرد، کمتر از کامپیوتر دیگر نیاز به انرژی داشته باشد. آن‌ها متوسط ​​چرخه‌ی عمر هر قطعه از زیرساخت‌ها را نیز در نظر گرفتند.
در نهایت، Raghavan و Ma تخمین زده اند که اینترنت سالانه ۸۴ تا ۱۴۳ گیگاوات برق مصرف می‌کند که این میزان بین ۳.۶ تا ۶.۲ درصد از کل برق در سراسر جهان است. با در نظر گرفتن و اضافه کردن Emergy، کل مقدار به ۱۷۰ تا ۳۰۷ گیگاوات می‌رسد. این مقدار خیلی زیاد است اما در واقع کمتر از ۲ درصد کل انرژی مصرف سالانه‌ی جهان را تشکیل می‌دهد.

آیا باید اینترنت را خاموش کنیم؟

سال ۲۰۱۲ نیویورک تایمز مقاله ای با عنوان چگونه مراکز داده می‌توانند بی فایده باشد و انرژی زیادی مصرف کنند توسط جیمز گلانز منتشر کرد. به منظور ایجاد امنیت و اطمینان خاطر، مراکز داده باید اطلاعات یکسانی را در چندین دستگاه ذخیره کنند. این دستگاه‌ها باید همیشه روشن و در دسترس باشند. علاوه بر نیاز سرورها به جریان مداوم، مراکز داده به سیستم‌های خنک کننده ای نیاز دارند که انرژی بیشتری را جذب می کنند.
طبق منابع Glanz، مراکز داده از حدود ۳۰ گیگاوات برق استفاده می‌کنند. وی همچنین اظهار داشت که مراکز داده می‌توانند بیشتر این انرژی را تا ۹۰ درصد هدر دهند. آیا با این حجم انرژی عظیمی که هدر می رود، اینترنت بیشتر از آنکه مفید باشد آسیب نمی‌رساند؟
بر اساس گزارش Raghavan و Ma، مصرف انرژی اینترنت بخشی از صنعت حمل و نقل است که ۶۱ درصد از کل تولید نفت را تشکیل می‌دهد. این دو محقق معتقدند از آنجا که اینترنت از انرژی کمتری استفاده می‌کند و اثرات زیست محیطی کمتری نسبت به حمل و نقل دارد، محول کردن وظایف بیشتر به اینترنت منطقی است. استفاده از کنفرانس تلفنی به جای مسافرت برای جلسات می‌تواند صرفه جویی زیادی در هزینه‌های الکترونیکی داشته باشد.
بررسی و محاسبه‌ی میزان دقیق انرژی مصرفی اینترنت یک مسئله‌ی پیچیده است. بدون اینترنت، برای برقراری ارتباط و دسترسی به داده ها باید به روش های دیگر اعتماد کنیم. این روش‌ها ممکن است به نوبه‌ی خود نیاز به انرژی بیشتری داشته باشند و آلایندگی بیشتری نسبت به اینترنت ایجاد کنند. در این صورت،از دیدگاه انرژی، تمرکز بیشتر ما بر روی استفاده از اینترنت منطقی‌تر خواهد بود!