La 'fiebre verde' llega a la industria tecnológica
Las TIC son elementos claves para combatir el cambio climático
El consumo de energía está siendo un asunto central a escala mundial, dados fenómenos como el cambio climático y el incremento del efecto invernadero. Se ha identificado que las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) pueden colaborar a reducir el consumo energético, y, por lo tanto, combatir el cambio climático, principalmente en dos líneas: por un lado, ayudando a optimizar la generación, transporte y consumo de energía, y, por otro, reduciendo el consumo energético en los propios productos y servicios TIC.
El informe Smart 2020 [1] identifica cuatro grandes áreas en las que las Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones (TIC) pueden ayudar a reducir el consumo energético: optimizando el funcionamiento de motores industriales (smart motor systems), mejorando la logística (smart logistics), mejorando el diseño y la gestión de los edificios (smart buildings) y, finalmente, mejorando la monitorización y la gestión de la red eléctrica (smart grids). Según este informe, estas mejoras reducirán en el año 2020 las emisiones de gases invernadero en 6.200 millones de toneladas de CO2 (MtCO2), y supondrán un ahorro de más de medio billón de euros. Además de con estas acciones, las TIC pueden reducir el consumo de energía de mucha otras formas, como, por ejemplo, sustituyendo viajes y reuniones presenciales por teleconferencias, lo que supondría una reducción en las emisiones estimada de 25 MtCO2 [2].
Las TIC como grandes consumidoras de energía
El consumo energético en los productos y servicios TIC no ha sido tradicionalmente considerado importante a nivel global. Sin embargo, actualmente supone un 2% del total de emisiones de CO2 a nivel mundial, cifra que se espera se duplique para el año 2020 si no cambia la tendencia [3]. A grandes rasgos este consumo se produce en tres componentes de los sistemas TIC: los centros de proceso de datos (CPD), las redes de comunicación (principalmente Internet y las redes inalámbricas) y los terminales de usuario. Estos tres elementos representan aproximadamente un 23%, 31% y 46% de las emisiones de CO2, respectivamente [4].
En los centros de datos, entre un 15 y un 20% de su coste de funcionamiento corresponde a la energía [5]. Una proporción considerable de la energía consumida se dedica a refrigerar el propio CPD, por lo que cualquier reducción en la energía consumida por los sistemas de cómputo y almacenamiento tendrá el efecto adicional de reducir la energía consumida en refrigeración.
Aunque los CPD supongan actualmente un 23% de las emisiones de CO2, es de esperar que la expansión del cómputo en cloud (en la 'nube') aumente esta proporción. La técnica básica para reducir la energía consumida en un centro de datos es hacer un estudio detallado del flujo de refrigeración, corrigiendo cualquier deficiencia. Dado que los procesadores aumentan su consumo de forma superlinear con la carga, equilibrar la carga en los procesadores del CPD puede reducir también el consumo. Una tercera propuesta es aumentar la temperatura ambiente en el centro de datos, ya que estudios recientes dan a entender que esto no va a tener un impacto importante en la fiabilidad de los equipos [6].
En lo que se refiere al consumo energético de las redes de comunicación, recientemente ha sido lanzada una iniciativa, denominada GreenTouch [3], que es un consorcio de empresas y centros de investigación cuyo objetivo es aumentar la eficiencia energética en las comunicaciones. La iniciativa pretende mejorar las tecnologías existentes (principalmente la fibra óptica y la comunicación inalámbrica) y proponer nuevas tecnologías que permitan aumentar dicha eficiencia en un factor de 1.000 durante la próxima década.
Terminales
Sin embargo, como se indicó anteriormente, el mayor consumo energético en equipamiento TIC lo realizan los equipos terminales (PC, monitores e impresoras), que junto con los equipos de red local suponen un 53% del total [4]. Este consumo es el resultado de la agregación de la energía consumida por muchos dispositivos. Por ello, cualquier pequeña reducción del consumo por dispositivo tiene un efecto multiplicativo y tendrá un impacto global significativo. Esto ya se ha observado con la sustitución de las pantallas de rayos catódicos (CRT) por pantallas de cristal líquido (LCD). Además de cambios en la tecnología física, se están introduciendo modos de funcionamiento de menor consumo energético para los periodos en los que no es necesaria la capacidad completa de procesamiento o comunicación. Por ejemplo, ADSL2 y ADSL2+ pueden operar a diversas velocidades [7], y el IEEE está normalizando versiones con mejor eficiencia energética de 802.3 (Energy Efficient Ethernet) en las que la velocidad se puede adaptar rápidamente (Adaptive Link Rate) o en enlace se puede suspender (Low Power Idle) [8]. Una técnica propuesta recientemente, llamada proxying, que podría reducir sustancialmente la energía consumida por equipos (PC o impresoras) encendidos que no están siendo usados [9]. Proxying permite a estos equipos seguir siendo visibles cuando en realidad están suspendidos.
Sin duda, la reducción de la emisión de CO2 y el consumo energético es una prioridad hoy en día. Las TIC pueden ser un factor esencial para que esta reducción se realice (pronto). n
[1] http://www.smart2020.org
[2] http://ec.europa.eu/environment/etap/inaction/showcases/eu/411_es.html
[3] http://www.greentouch.org
[4] http://www.gartner.com
[5] http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2008:0241:FIN:Es:HTML
[6] Eduardo Pinheiro, Wolf-Dietrich Weber and Luiz André Barroso, Failure Trends in a Large Disk Drive Population, 5th USENIX Conference on File and Storage Technologies (FAST' 07), February 2007.
[7] George Ginis. Low-power modes for ADSL2 and ADSL2+. White Paper, Broadband Communications Group, Texas Instruments, Jan. 2005.
[8] IEEE P802.3az Energy Efficient Ethernet Task Force. http://grouper.ieee.org/groups/802/3/az/public/index.html
[9] B. Nordman and K. Christensen, "Proxying: The Next Step in Reducing IT Energy Use," (Green IT column) IEEE Computer, Vol. 43, No. 1, pp. 91-93, January 2010.
Antonio Fernández Anta es catedrático de la Universidad Rey Juan Carlos y experto en redes y sistemas distribuidos.
El informe Smart 2020 [1] identifica cuatro grandes áreas en las que las Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones (TIC) pueden ayudar a reducir el consumo energético: optimizando el funcionamiento de motores industriales (smart motor systems), mejorando la logística (smart logistics), mejorando el diseño y la gestión de los edificios (smart buildings) y, finalmente, mejorando la monitorización y la gestión de la red eléctrica (smart grids). Según este informe, estas mejoras reducirán en el año 2020 las emisiones de gases invernadero en 6.200 millones de toneladas de CO2 (MtCO2), y supondrán un ahorro de más de medio billón de euros. Además de con estas acciones, las TIC pueden reducir el consumo de energía de mucha otras formas, como, por ejemplo, sustituyendo viajes y reuniones presenciales por teleconferencias, lo que supondría una reducción en las emisiones estimada de 25 MtCO2 [2].
Las TIC como grandes consumidoras de energía
El consumo energético en los productos y servicios TIC no ha sido tradicionalmente considerado importante a nivel global. Sin embargo, actualmente supone un 2% del total de emisiones de CO2 a nivel mundial, cifra que se espera se duplique para el año 2020 si no cambia la tendencia [3]. A grandes rasgos este consumo se produce en tres componentes de los sistemas TIC: los centros de proceso de datos (CPD), las redes de comunicación (principalmente Internet y las redes inalámbricas) y los terminales de usuario. Estos tres elementos representan aproximadamente un 23%, 31% y 46% de las emisiones de CO2, respectivamente [4].
En los centros de datos, entre un 15 y un 20% de su coste de funcionamiento corresponde a la energía [5]. Una proporción considerable de la energía consumida se dedica a refrigerar el propio CPD, por lo que cualquier reducción en la energía consumida por los sistemas de cómputo y almacenamiento tendrá el efecto adicional de reducir la energía consumida en refrigeración.
Aunque los CPD supongan actualmente un 23% de las emisiones de CO2, es de esperar que la expansión del cómputo en cloud (en la 'nube') aumente esta proporción. La técnica básica para reducir la energía consumida en un centro de datos es hacer un estudio detallado del flujo de refrigeración, corrigiendo cualquier deficiencia. Dado que los procesadores aumentan su consumo de forma superlinear con la carga, equilibrar la carga en los procesadores del CPD puede reducir también el consumo. Una tercera propuesta es aumentar la temperatura ambiente en el centro de datos, ya que estudios recientes dan a entender que esto no va a tener un impacto importante en la fiabilidad de los equipos [6].
En lo que se refiere al consumo energético de las redes de comunicación, recientemente ha sido lanzada una iniciativa, denominada GreenTouch [3], que es un consorcio de empresas y centros de investigación cuyo objetivo es aumentar la eficiencia energética en las comunicaciones. La iniciativa pretende mejorar las tecnologías existentes (principalmente la fibra óptica y la comunicación inalámbrica) y proponer nuevas tecnologías que permitan aumentar dicha eficiencia en un factor de 1.000 durante la próxima década.
Terminales
Sin embargo, como se indicó anteriormente, el mayor consumo energético en equipamiento TIC lo realizan los equipos terminales (PC, monitores e impresoras), que junto con los equipos de red local suponen un 53% del total [4]. Este consumo es el resultado de la agregación de la energía consumida por muchos dispositivos. Por ello, cualquier pequeña reducción del consumo por dispositivo tiene un efecto multiplicativo y tendrá un impacto global significativo. Esto ya se ha observado con la sustitución de las pantallas de rayos catódicos (CRT) por pantallas de cristal líquido (LCD). Además de cambios en la tecnología física, se están introduciendo modos de funcionamiento de menor consumo energético para los periodos en los que no es necesaria la capacidad completa de procesamiento o comunicación. Por ejemplo, ADSL2 y ADSL2+ pueden operar a diversas velocidades [7], y el IEEE está normalizando versiones con mejor eficiencia energética de 802.3 (Energy Efficient Ethernet) en las que la velocidad se puede adaptar rápidamente (Adaptive Link Rate) o en enlace se puede suspender (Low Power Idle) [8]. Una técnica propuesta recientemente, llamada proxying, que podría reducir sustancialmente la energía consumida por equipos (PC o impresoras) encendidos que no están siendo usados [9]. Proxying permite a estos equipos seguir siendo visibles cuando en realidad están suspendidos.
Sin duda, la reducción de la emisión de CO2 y el consumo energético es una prioridad hoy en día. Las TIC pueden ser un factor esencial para que esta reducción se realice (pronto). n
[1] http://www.smart2020.org
[2] http://ec.europa.eu/environment/etap/inaction/showcases/eu/411_es.html
[3] http://www.greentouch.org
[4] http://www.gartner.com
[5] http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2008:0241:FIN:Es:HTML
[6] Eduardo Pinheiro, Wolf-Dietrich Weber and Luiz André Barroso, Failure Trends in a Large Disk Drive Population, 5th USENIX Conference on File and Storage Technologies (FAST' 07), February 2007.
[7] George Ginis. Low-power modes for ADSL2 and ADSL2+. White Paper, Broadband Communications Group, Texas Instruments, Jan. 2005.
[8] IEEE P802.3az Energy Efficient Ethernet Task Force. http://grouper.ieee.org/groups/802/3/az/public/index.html
[9] B. Nordman and K. Christensen, "Proxying: The Next Step in Reducing IT Energy Use," (Green IT column) IEEE Computer, Vol. 43, No. 1, pp. 91-93, January 2010.
Antonio Fernández Anta es catedrático de la Universidad Rey Juan Carlos y experto en redes y sistemas distribuidos.
