クラウドを超えた持続可能なコンピューティング

10 年前、データのクラウド ストレージは環境の救世主と見なされていました。 しかし、データ ストリームの極端な増加により、クラウドの二酸化炭素排出量が拡大しているため、よりエネルギー効率の高いコンピューティング方法を見つけることが、これまで以上に急務になっているようです。

昨年、世界の指導者のほとんどが COP26 に集まり、新しい環境に関する誓約を作成しました。 目標は地球の気温上昇を 1.5°C 未満に抑えることであり、企業に対する圧力が高まっており、その役割を強化する必要があります。

25 年前にインターネット時代に移行したとき、ほとんどの人は、インターネットと電子メールによって紙などの大量の物理的資源がどのように削減されるかという、環境へのメリットしか考えていませんでした。 10 年後、クラウド ストレージは IT の世界における新たな環境保護の救世主のように見えました。 サーバーをオンサイトに設置する場合と比較して、企業のエネルギー消費量を削減し、温室効果ガスの排出量を削減し、脱物質化に貢献しました。 しかし、すぐに、コンピューター、スマートフォン、およびクラウド データが保存される巨大なデータ センターの製造、電力供給、冷却によって生成される二酸化炭素排出量が、これらの利点を相殺することに気付きました。

今日、情報通信技術 (ICT) は炭素排出に大きく貢献しています。 主にデータセンターとクラウド コンピューティングで構成される ICT は、世界の電力消費量の約 3.5% を占めています。

クラウド – 有益であると同時に無駄が多い

組織が IT 運用の環境への影響を調査し、二酸化炭素排出量を削減する方法を模索している場合でも、多くの場合、データをクラウドに移動して、デジタル アプリケーションとインフラストラクチャからの排出量を削減しています。 しかし、二酸化炭素排出量を完全に取り除くのではなく、サプライチェーンに沿って移動させているだけであるという現実がある場合、これはどの程度の環境影響を与えるのでしょうか?

簡単な例を見てみましょう。 標準的なビジネス文書を保存しているとします。 ハードディスクに保存する場合、データを保存するには 1 ギガバイトあたり約 0.000005 kWh が必要です。 一方、クラウドに保存した場合、カーネギー メロン大学の研究では、データ転送とストレージのエネルギー コストは 1 ギガバイトあたり約 7 kWh であると結論付けました。 これは、クラウド データが実際のクラウドではなく建物 (途方もないエネルギーを使用する何千ものハード ドライブ ベアリング ラックで満たされた巨大な構造) に保存されているためです。 世界中に数百万のデータセンターがあり、それぞれ約 200 エーカーの土地を占めるものもあります。

データをデータ センターに送るにはエネルギーが必要です。何マイルにもわたる光ファイバー ケーブルが、途中で電力を必要とするインターネット インフラストラクチャの他の備品にちりばめられています。 センターでは、データがハードディスクに複数回保存されます。 これらすべてのディスクの絶え間ない活動は大量の熱を発生させるため、機器を過熱から保護するためにエネルギー集約型のエアコンが必要になります。

ドキュメントをクラウドに保存すると、ドキュメントを手から離すことができて便利です。 紛失の心配がなく、どこからでもアクセスできます。 また、安全なバックアップの安心感も得られますが、その代償は?

業界の大企業はすべて、新しいクラウドに多額の投資を行っています。 たとえば、Microsoft は現在、プライベート Office の顧客がハード ドライブにデータを保存する方法を変更しています。 Windows 11 標準バージョンでは、すべてのデータを自動的にクラウドに保存する Microsoft 365 に縛られます。 安価なバージョンの Microsoft 365 では、ハード ドライブに保存するオプションさえありません。

マイクロソフトは 2030 年までにカーボン ニュートラルを達成するという高い目標を掲げていますが、現在、クラウド ストレージを実際に必要としない膨大な量の個人顧客を自社の Azure クラウドに転送することで、大量の排出量を増加させています。 そして、その理由を理解するのは難しくありません。 クラウドストレージは、これらの新しい転送ユーザーが6か月間、おそらく1年間アクセスできる可能性がありますが、もちろん、長期的には巨大なキャッシュカウであり、現時点では59.99の料金でサブスクリプションサービスとして設定されています. 1 人および 1 テラバイトで年間 $。

また、Microsoft が顧客を維持するのは簡単です。 すべてのデータをクラウドに既に保存している場合、それを保持したい場合は、Microsoft との接続を継続する必要があります。 Microsoft の個人顧客向けの情報には、顧客として少なくとも月に 1 回は Azure クラウドに接続することが義務付けられていることが記載されています。 そうでない場合、接続速度が遅くなり、ソフトウェアの障害が発生するリスクがあります。

しかし、大規模なクラウド ストレージに代わる持続可能な方法はあるのでしょうか? もちろん、あります。

大規模な IoT のための代替の持続可能なソリューション

クラウドへの依存に代わる持続可能な方法を最近開発した企業の 1 つに IoE Corp があります。これは急速に進歩している R&D スタートアップで、私は現在自分のために働いています。 ただし、IoE Corp のターゲットは、ランダムなドキュメントを保存する必要がある個人の顧客ではありません。 それらは、スマート シティの新しい世界、膨大な量のデータを生成する組み込み AI サービス、自律自動化の世界、大規模な IoT および IIoT システムのためのソリューションを提供します。

スマート シティの意味は、インフラストラクチャ ソリューションよりもばかげたアプリに関するものになり始めているため、IoE Corp はその言葉を使用していません。 代わりに、IoE Corp は情報に基づいたインフラストラクチャの開発について話し、その技術ソリューションは幅広いスケーラビリティを備えています。 ある地域の信号機のシステム、1 つのスマート ホーム、またはさまざまな AI ソリューションの統合都市全体に展開される可能性があります。

IoE Corp が行っていることは、WWW から離れていることです。 それらはインターネットのコアとして機能し、すべてが相互に制御するノードのシステムに安全なブロックチェーンを設定します。これは、データが分散された分散型システムであるため、マシンを冷却する必要がある大規模なサーバー ホールは必要ありません。 アイデアは、クラウド ストレージを使用せずに、クラウドを超えて持続可能で安全なシステムを作成することです。

– 現在、一部のサービスではクラウド接続が必要ですが、IoT に関しては、セキュリティ、安定性、およびプライバシーのために、クラウドをできるだけ避けてください。 Web サービス プロバイダーは、Web を最適化するためにクラウドを構築しました。 一連の起業家であり、未来学者であり、IoE Corp の CTO である Mattias Bergstöm 氏は、大規模な IoT と Web はうまく適合しないと説明しています。

彼が作成したテクノロジーは、ヒューマン ファースト アーキテクチャに基づいており、真に分散化されたインフラストラクチャ上で実行されます。 それは Eden と名付けられました。Eden システムは、宣言型の構成と自動化を促進するデポ (分散型ポッド) とサービスを介してクラスター化されたワークロードを管理するための、分散型で自律的で移植可能な安全な仮想インフラストラクチャです。

分散型モデルは、新しいデバイスをノードとして簡単に追加できるスケーラブルなデバイス クラスタリングに基づいています。 これにより、任意のデバイスがインテリジェント メッシュ ネットワークを介してコンピューティング リソースに貢献できるようになり、コンピューティングが必要な場所と使用される場所の近くで行われるようになります。 Eden は、量子安全トンネルを介して開発され、ポリモーフィック暗号化キーとコンセンサスのあるブロックチェーンを使用して、トンネルを介してノード間で移動されるデータを検証し、信頼できるデータ ウォールド ガーデンを作成します。

コンピューティングとストレージのオーケストレーションは、サービス ルール、ポリシー、およびロジックを記述するサービス マニフェストを介して行われます。 自律的な知識ベースの AI は、ブロックチェーン上のネットワーク コンセンサスを決定メカニズムとして使用して、基礎となるオーケストレーション メカニクスを管理します。 最後に、オーケストレーションによってクラスタ トポグラフィが動的に更新され、現在のワークロードに適合します。 Eden システム サービス デポは、コンテナー イメージと同様に生成およびデプロイされます。 デポは、最初から有効な MPI (Message Passing Interface) クラスターです。

これらのイノベーションを IoT デバイスの展開に実装することで、コンピューティングのエネルギーとコストのレベルを持続可能なレベルに保つことができます。 持続可能なコンピューティング要件に準拠する、信頼性が高く安全なオペレーティング システムを維持するために、データ センターを常に再調整する必要がある実行可能なオプションを追加します。

無駄なプログラミング言語の使用をやめる必要がある

ほとんどの企業が無視している持続可能なコンピューティングのもう 1 つの側面は、コードが記述されている言語によって、サービスまたはプログラムの実行時に使用されるエネルギー量が大きく異なることです。 持続可能なコンピューティングの世界を本当に実現したいのであれば、一部のプログラミング言語の無駄の多い性質を意識し、より環境に優しいオプションを実装するように努める必要があります。

どのようなプログラミング言語を選ぶかで大きな違いがあります。 C、C++、Rust、Ada などのコンパイル済み言語は、最もエネルギー効率の高い言語の 1 つにランク付けされていますが、Perl、Python、Ruby などのインタープリター言語は、エネルギー効率が最も低い言語の 1 つです。 プログラミング パラダイムで並べ替えると、平均して、命令型言語が必要とするメモリ量が最も少なく、次にオブジェクト指向言語、関数型言語、最後にスクリプト言語が続きます。

最も無駄の多いインタープリター言語の 1 つは Python です。 非常に人気があります。 Youtube や Netflix などのグローバル アプリは、概して Python でプログラムされています。 また、教育的な品質と使いやすさから、プログラミングを教えるときにもよく使用されます。

しかしもちろん、私たちの目標が持続可能なコンピューティングを実装することである場合、これはすべてすぐに終わらなければなりません。 そのため、エッジ コミューティングと持続可能性を中心に扱う企業である IoE Corp が、C または C++ Rust を使用する代わりに、プログラムするコンパイル済み言語を選択するのは簡単でした。

– 設計による持続可能性のアイデアは素晴らしいですが、無駄な行動のほとんどは実装、無駄なプログラミング言語の解釈、およびクラウドの使用に起因することを覚えておく必要があります。 最終的な結果は、無駄なコードにかかっていると Mattias 氏は結論付けています。

持続可能な生活を始めるために、非常に緊急の必要性があります。 政府、企業、一般の人々は、地球の気温上昇をできるだけ抑えるために最善を尽くす必要があります。 また、持続可能なコンピューティングに関して言えば、IoE Corp が前進する方法は、実際に持続可能なものにすることです。つまり、コンパイルされたプログラミング言語であるエッジ コンピューティングを使用し、クラウドを超えることです。

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