محاسبات سبز چیست؟

محاسبات سبز که به عنوان فناوری سبز نیز شناخته می‌شود، استفاده از رایانه‌ها و سایر دستگاه‌ها و تجهیزات محاسباتی به روش‌های کارآمد انرژی و سازگار با محیط زیست است. سازمان‌هایی که از روش‌های محاسبات سبز استفاده می‌کنند، اغلب واحدهای پردازش مرکزی (CPU)، سرورها، تجهیزات جانبی، سیستم‌های قدرت و سایر تجهیزات فناوری اطلاعات را مستقر می‌کنند. آنها همچنین بر کاهش استفاده از منابع و دفع صحیح زباله های الکترونیکی تمرکز می کنند.

در بسیاری از سازمان‌ها، محاسبات سبز بخش کلیدی ابتکارات محیطی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) است که بر اتخاذ شیوه‌های تجاری پایدار و اخلاقی تمرکز دارد. همچنین به تلاش‌های گسترده‌تر برای پایداری کسب‌وکار کمک می‌کند، که هدف آن تعیین موقعیت شرکت‌ها برای موفقیت مداوم بر اساس مدیریت و استراتژی‌های شرکتی مسئولانه است.

چه چیزی در استراتژی محاسبات سبز گنجانده شده است؟

صرفه جویی در هزینه های انرژی و فناوری اطلاعات یکی از عوامل محرک رویکردهای محاسبات سبز است. مقررات دولتی مربوط به صرفه جویی در انرژی نیز تلاش های سبز را هدایت می کند. نگرانی در مورد تغییرات آب و هوایی، همراه با فشار داخلی و خارجی برای مسئولیت پذیری محیط زیست، سومین عامل پشت جنبش محاسبات سبز است.

مدیران فناوری اطلاعات معمولاً تلاش‌های بهره‌وری انرژی را بر روی مراکز داده و همچنین اتاق‌های تجهیزات جداگانه و مناطق ذخیره‌سازی داده‌ها متمرکز می‌کنند که مقادیر قابل توجهی انرژی مصرف می‌کنند یا تحت تأثیر استفاده از آن قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، ارتقاء سیستم‌های فناوری اطلاعات می‌تواند با جایگزینی تجهیزات قدیمی‌تری که اغلب انرژی بیشتری مصرف می‌کنند و گرمای بیشتری نسبت به فناوری‌های جدیدتر تولید می‌کنند، کمک کند.

علاوه بر این، راه‌اندازی راهروهای سرد و گرم دارایی‌های مرکز داده را بر اساس مصرف انرژی و دمای خروجی با هم ترکیب می‌کنند و کارایی سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) را بهینه می‌کنند.

استراتژی‌های محاسباتی سبز شرکت‌ها همچنین می‌تواند شامل اقدامات زیر باشد، چه در مرکز داده و چه فراتر از آن:

استقرار فناوری هوشمند. سازمان‌ها می‌توانند از حسگرهای اینترنت اشیا و ابزارهای نظارتی هوش مصنوعی (AI) برای جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل اطلاعات مربوط به مراکز داده و ایجاد یک مدل مصرف انرژی استفاده کنند. ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی همچنین می توانند به طور مستقل گرمایش، سرمایش و برق را در مرکز داده مدیریت کنند.
خاموش کردن تجهیزات فناوری اطلاعات در صورت عدم استفاده. سرورها، CPU ها و سایر دستگاه ها را می توان در طول دوره های طولانی عدم فعالیت خاموش کرد. به ویژه، تجهیزات جانبی پر انرژی، مانند پرینترهای لیزری، فقط باید در صورت نیاز روشن شوند.
برنامه ریزی استراتژیک استفاده از کامپیوتر کارهای مربوط به کامپیوتر را در زمان های اختصاصی انجام دهید و در زمان های دیگر سخت افزار را خاموش کنید.
انتخاب کامپیوتر و نمایشگر کم مصرف لپ‌تاپ‌ها انرژی کمتری نسبت به کامپیوترهای رومیزی مصرف می‌کنند و نمایشگرهای کریستال مایع انرژی کمتری مصرف می‌کنند و گرمای کمتری نسبت به مانیتورهای لوله پرتو کاتدی می‌دهند.
مدیریت برق خودکار این ویژگی ها را می توان طوری تنظیم کرد که پس از چند دقیقه عدم فعالیت، هارد دیسک ها و مانیتورها را به طور خودکار خاموش کند.
بررسی دما برای خنک شدن کمتر دستگاه های جدید فناوری اطلاعات می توانند با خیال راحت در دماهای بالاتر نسبت به دستگاه های قدیمی کار کنند، بنابراین ممکن است نیاز نباشد مرکز داده مانند گذشته خنک باشد.
دفع زباله های الکترونیکی زباله های الکترونیکی را طبق مقررات فدرال، ایالتی و محلی دفع کنید.
انرژی جایگزین و فرصت های خنک کننده. منابع انرژی جایگزین، مانند نیروی باد و برق آبی، و همچنین سرمایش زمین گرمایی و دیگر روش‌های جدید خنک‌سازی مراکز داده را بررسی کنید.
پشتیبانی از کار از راه دور همه‌گیری COVID-19 باعث تغییرات زیادی در محیط کار شده است، از جمله افزایش کار از راه دور و ترکیبی که منجر به کاهش مصرف انرژی شده است. علاوه بر کاهش تعداد افرادی که به محل کار رفت و آمد می کنند، تعداد کارکنانی که معمولاً در تاسیسات یک سازمان حضور دارند را نیز کاهش می دهد و تقاضا برای برق و سایر منابع مورد نیاز برای راه اندازی رایانه ها را کاهش می دهد.

اهمیت محاسبات سبز

ماموریت کلیدی محاسبات سبز کاهش مصرف انرژی است. این نه تنها هزینه های انرژی را برای سازمان ها کاهش می دهد، بلکه ردپای کربن، به ویژه دارایی های IT را نیز کاهش می دهد. علاوه بر صرفه جویی در هزینه، رویکردهای سبز برای محاسبات می تواند به سازمان ها در انطباق با مقررات کمک کند و به طور بالقوه به آنها برتری بازاریابی نسبت به رقبای مشتریان و سرمایه گذاران بدهد.

تأثیر زیست محیطی اجزای فناوری اطلاعات در فرآیند طراحی مرکز داده مهم است. پیشرفت‌ها در مدیریت انرژی و صرفه‌جویی در انرژی، سیستم‌های فناوری اطلاعات و سایر منابع محاسباتی را بسیار کارآمد کرده است. طراحی سبز مراکز داده، فضای اداری و سایر امکاناتی که مقادیر زیادی انرژی مصرف می کنند، به بخش کلیدی ساخت و سازهای جدید و ارتقاء ساختمان ها تبدیل شده است تا آنها را از نظر زیست محیطی پایدارتر کند.

این شامل استفاده از HVAC با انرژی کارآمد، سیستم های برق و روشنایی و انواع تجهیزات جانبی می شود. به عنوان مثال، بسیاری از اجزای مرکز داده دارای حالت خواب هستند که مصرف برق را کاهش می‌دهد یا در زمان‌های کم استفاده یا عدم استفاده، سیستم را کاملاً خاموش می‌کند. همچنین، اکثر فروشندگان تجهیزات فناوری اطلاعات از شیوه های تولید سبز پشتیبانی می کنند. لوگوی انرژی استار دولت ایالات متحده یک معیار مهم در هنگام انتخاب تجهیزات فناوری اطلاعات و عناصر مرکز داده است.

یکی دیگر از ملاحظات مهم در مورد محاسبات سبز و مفهوم مرتبط با فناوری اطلاعات سبز، پتانسیل آنها برای کاهش استفاده سازمان از سوخت های فسیلی است. این به کاهش میزان آلودگی منتشر شده در جو و منابع آب کمک می کند – نشان داده شده است که چنین کاهش انتشار گازهای گلخانه ای اثرات مثبتی بر آب و هوا، آلودگی هوا و کیفیت آب دارد.

چالش های محاسبات سبز

در حالی که محاسبات سبز مزایای بسیاری دارد، هر سازمانی تغییرات لازم برای سبز شدن واقعی را پذیرا نیست. چالش هایی که سازمان ها می توانند در ابتکارات محاسبات سبز با آن مواجه شوند شامل موارد زیر است:

هزینه های تعویض تجهیزات شاید بزرگترین چالش، هزینه جایگزینی دارایی‌های فناوری موجود با دستگاه‌های کم مصرف باشد، مانند دستگاه‌هایی که دارای گواهی ستاره انرژی هستند. این همچنین می تواند به جایگزینی سیستم های تهویه مطبوع، برق و روشنایی و همچنین سیستم های امنیتی فیزیکی گسترش یابد. ارتقای دارایی های فناوری اطلاعات، مانند سرورها، تجهیزات شبکه، دستگاه های ذخیره سازی، و سیستم های برق اولیه و پشتیبان، باید به اندازه کافی آسان باشد، اما هزینه آن باید به دقت بررسی شود.
ارتقاء به فضای اجاره ای. سازمان‌هایی که فضایی را در ساختمان‌هایی که مراکز داده در آن‌ها قرار دارند اجاره می‌کنند، می‌توانند از مالک ساختمان در مورد برنامه‌هایی برای کاهش مصرف انرژی – برای مثال با پذیرش استانداردهای رهبری شورای ساختمان‌های سبز ایالات متحده در طراحی انرژی و محیطی (LEED) سؤال کنند. اما صاحبان ساختمان‌های قدیمی‌تر احتمال کمتری دارند که چنین ارتقایی را انجام دهند، در حالی که ساختمان‌های جدیدتر را می‌توان آسان‌تر برای دستیابی به گواهینامه LEED طراحی یا مقاوم‌سازی کرد.

با این حال، حتی در آن زمان، هزینه ایجاد چنین تغییراتی ممکن است بسیار زیاد باشد – یا اگر تغییرات اعمال شوند، می توانند منجر به افزایش اجاره بها شوند. یک شرکت همچنین می‌تواند از مدیریت ساختمان برای ارتقای سیستم‌های فیزیکی مجوز بخواهد، اما ممکن است محدودیتی در میزان امکان ارتقا وجود داشته باشد، همانطور که در قرارداد اجاره مشخص شده است.
فقدان تخصص محاسبات سبز چالش بالقوه دیگر، یافتن متخصصانی در محاسبات سبز است که می توانند در فرآیند طراحی مرکز داده و ارتقای دارایی های IT کمک کنند. برای مثال، آن‌ها می‌توانند به برنامه‌ریزی مجموعه‌ای از اقدامات – مثلاً در یک دوره یک یا دو ساله – برای جایگزینی دستگاه‌های موجود با واحدهای کارآمد انرژی کمک کنند. اما با وجود افزایش در دسترس بودن خدمات مشاوره برای تلاش‌های پایدار، یافتن چنین کارشناسانی دشوار است.

نحوه دستیابی به محاسبات سبز

در زیر فهرستی از راه های افزایش محاسبات سبز و بهره وری انرژی در مراکز داده و سایر امکانات IT آمده است:

سیستم های محیطی ساختمان را نصب کنید که از نظر انرژی کارآمد هستند.
روشنایی بالای سر را با مصرف انرژی کم نصب کنید و تایمرها یا آشکارسازهای حرکت را برای کنترل کلیدهای نور و کاهش زمان استفاده از چراغ ها در نظر بگیرید.
خرید سرورهای کم مصرف، سوئیچ ها، لپ تاپ ها، سیستم های رومیزی، چاپگرها، اسکنرها و سایر تجهیزات فناوری اطلاعات.
برای کاهش گرما، پنجره ها و درهای کم مصرف را نصب کنید که دارای شیشه بازتابنده هستند.
برای کاهش گرما، فن ها را در سراسر قفسه های تجهیزات نصب کنید.
سیستم هایی را که کار برنامه ریزی شده را انجام نمی دهند خاموش کنید.
از کارتریج های پرینتر قابل شارژ استفاده کنید.

رهبران فناوری اطلاعات همچنین باید اهمیت مراکز داده سبز و سایر اقدامات محاسباتی سبز را برای مدیریت ارشد توضیح دهند و مطمئن شوند که از حمایت آنها برای ابتکار عمل برخوردار می شوند. سیاست‌های شرکتی که بر حفظ انرژی و استفاده از تجهیزات کارآمد انرژی تاکید دارند، می‌توانند برای رسمی کردن تلاش‌ها ایجاد شوند.

تاریخچه محاسبات سبز

در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970، مراکز داده به عنوان مصرف کنندگان اصلی برق مطرح شدند. با ظهور سیستم‌های پردازشی بزرگ، مانند مین‌فریم‌ها، و همچنین بسیاری از دستگاه‌های جانبی مختلف مرتبط با آنها، مراکز داده از نظر اندازه و مصرف انرژی رشد کردند.

در آن زمان، مدیران مراکز داده اندکی در مورد نگرانی های زیست محیطی فکر می کردند. چاپگرها کوه‌هایی از کاغذ تولید می‌کردند که بیشتر آن‌ها در زباله‌دان‌ها دور ریخته می‌شدند – ایجاد مقادیر زیادی زباله و احتمال بروز مشکلات امنیتی داده‌ها به دلیل غواصی در زباله‌دان توسط مهاجمان. از آب برای خنک کردن مین‌فریم‌های بزرگ استفاده می‌شد، به‌ویژه آنهایی که توسط IBM ساخته می‌شدند، که باعث افزایش مصرف آب توسط شرکت‌ها شد.

با رشد صنعت محاسبات، فروشندگان فناوری اطلاعات، سیستم‌های کوچک‌تر و سریع‌تری را طراحی کردند، اما مفهوم فناوری سبز تا سال 1992 که آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات متحده (EPA) برنامه انرژی استار را برای ارتقای بهره‌وری انرژی در سخت‌افزار محاسباتی و موارد دیگر راه‌اندازی کرد، مطرح نشد. انواع محصولات خرید تجهیزات فناوری اطلاعات با برچسب Energy Star به این معنی است که در مصرف برق صرفه جویی می کند و به طور کلی اثرات زیست محیطی کمتری خواهد داشت.

اکنون به طور مشترک توسط EPA و وزارت انرژی ایالات متحده اجرا می شود، این برنامه داوطلبانه به طور گسترده توسط سازندگان رایانه و سایر سازندگان دستگاه اجرا شده است. برچسب Energy Star در تجهیزات فناوری اطلاعات، به ویژه برای رایانه های لپ تاپ و نمایشگرها رایج است. بسیاری از کشورهای اروپایی و آسیایی نیز برنامه های مشابهی را اجرا کرده اند.

EPA بعداً همچنین بودجه توسعه یک استاندارد زیست محیطی برای رایانه ها و سایر محصولات الکترونیکی، به علاوه ابزاری برای ارزیابی انطباق با استاندارد را تأمین کرد. در سال 2006، آژانس کمکی به شورای جهانی الکترونیک (GEC) برای ایجاد رجیستری از محصولاتی که معیارهای استاندارد ابزار ارزیابی زیست محیطی محصولات الکترونیکی (EPEAT) را برآورده می کند، صادر کرد. GEC به مدیریت رجیستری EPEAT و “ecolabel” ادامه می‌دهد، که اکنون رایانه‌ها و نمایشگرهای کاربر نهایی، تلفن‌های همراه، سرورها، تجهیزات شبکه، دستگاه‌های تصویربرداری و سایر محصولات غیر IT را پوشش می‌دهد.

به گفته EPA، سازمان‌ها می‌توانند از EPEAT برای شناسایی فناوری‌های «ارجح زیست‌محیطی» برای خرید استفاده کنند. به عنوان مثال، مقررات فدرال اکتساب، که برای همه سازمان‌های دولتی ایالات متحده اعمال می‌شود، الزام می‌کند که 95 درصد از محصولات الکترونیکی خریداری شده توسط آنها در رجیستری EPEAT ذکر شده باشد.

با رشد استفاده از خدمات ابری، فروشندگان پلتفرم ابری مراکز داده جدیدی با تاکید بیشتر بر بهره وری انرژی، کاهش انتشار و پایداری کلی ساختند. قابلیت‌های سازگار با محیط‌زیست رویکرد ابر سبز می‌تواند مزیت دیگری برای انتقال به فضای ابری باشد، علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌های تجهیزات و فضای مرکز داده.

در سال‌های اخیر، استانداردهای اضافی توسعه داده شده‌اند که مشخصات و معیارهای معیار قابل اجرا برای محاسبات سبز را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، سازمان بین المللی استاندارد، یک سازمان استاندارد جهانی که معمولاً به عنوان ISO شناخته می شود، چندین خانواده استاندارد دارد که می توانند در برنامه ریزی و مدیریت برنامه های محاسبات سبز مورد استفاده قرار گیرند.

این شامل ISO 14000 برای سیستم های مدیریت زیست محیطی، ISO 50001 برای سیستم های مدیریت انرژی، ISO 50002 همراه برای ممیزی انرژی و ISO/IEC 33000، یک استاندارد ارزیابی فرآیند فناوری اطلاعات است که توسط کمیته فنی مشترک ایجاد شده توسط ISO و کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی ایجاد شده است.

مزایای بالقوه محاسبات سبز به طور کلی به خوبی مستند شده است، و روند فعلی این است که تیم‌های فناوری اطلاعات به استقرار فناوری محاسبات سبز در هر کجا که ممکن است ادامه دهند.