À medida que a adoção abrangente de tecnologias de inteligência artificial (IA) com volume intenso de dados acelera mundialmente, as operações de data center estão enfrentando demandas de energia sem precedentes e uma pegada de carbono crescente. Elas estão às voltas com preocupações ambientais crescentes, ao mesmo tempo se esforçando para expandir o poder de computação e a capacidade de armazenamento e cumprir suas metas de custo total de propriedade (TCO).

Segundo a McKinsey ¹ , as necessidades de energia dos data centers deverão triplicar até o final de 2030. “As demandas cada vez maiores de computação e dados estão sendo aceleradas ainda mais por ganhos em recursos computacionais, além das reduções na eficiência do chip em relação ao consumo de energia”, observou a firma de análise.

Como a líder global no fornecimento de armazenamento de dados para os principais data centers do mundo, a Seagate tem um lugar de destaque nas conversas sobre sustentabilidade de data center e a crescente demanda por armazenamento de dados econômico. Entre outras coisas, trabalhar com nossos clientes nos ensinou que as metas de TCO e sustentabilidade não são mutuamente exclusivas, muitas vezes são a mesma coisa.

Para entender melhor o vínculo entre TCO e sustentabilidade, decidimos fazer uma pesquisa com profissionais de data center. Este relatório, baseado em seus insights, revela uma lacuna crucial na compreensão dos desafios de sustentabilidade dos data centers e nas formas como esses desafios afetam a cadeia de suprimento inteira. Esses insights podem informar decisões que apoiam tanto o crescimento dos negócios quanto as metas ambientais.

Uma coisa não exclui a outra.

Este relatório da Seagate Technology é baseado em um estudo global comissionado realizado pela firma de pesquisas independente Dynata, com trabalho de campo da consultoria de comunicações globais Current Global.

O estudo incluiu uma pesquisa qualitativa e quantitativa para examinar a pressão intensificada pela IA sobre a sustentabilidade do data center e as oportunidades para aumentar a eficiência das operações.

A pesquisa começou com entrevistas qualitativas profundas com cinco especialistas seniores em armazenamento de dados e infraestrutura dos Estados Unidos, Alemanha, China e Japão. Cada especialista tem mais de uma década de experiência em planejamento, operações e sustentabilidade de data center, o que gerou insights robustos sobre os desafios do setor e as tendências emergentes. Esses insights informaram o design de uma pesquisa quantitativa global.

A pesquisa quantitativa coletou respostas de 330 profissionais de data center em 11 mercados: Austrália, China, França, Alemanha, Índia, Japão, América do Norte, Singapura, Coreia do Sul, Taiwan e Reino Unido. Todos os participantes trabalham para empresas que gerenciam, pelo menos, 50 terabytes de armazenamento, sendo que a maioria deles gerencia até cinco petabytes. Os participantes eram CIOs, CTOs, VPs de TI, diretores, executivos, COOs, líderes de linha de negócios, arquitetos de armazenamento e arquitetos de soluções em empresas e organizações de armazenamento de dados que fornecem soluções de armazenamento de dados.

O estudo explorou o panorama atual da eficiência e sustentabilidade do data center. Seu objetivo é fornecer aos líderes do setor insights gerados por dados para orientar a tomada de decisões sustentável e que impulsiona os negócios.

Seagate é líder global no fornecimento de armazenamento de dados de capacidade massiva escalável, fornecendo mais de 4,5 bilhões de terabytes de capacidade nos últimos 45 anos.

Os data centers são a base da economia de IA atual. A rápida adoção atual das tecnologias de IA resultou nos data centers que enfrentam demandas de energia sem precedentes e uma crescente pegada de carbono. Os resultados da pesquisa deixam duas coisas bem claras:

• 94,5% dos participantes da pesquisa relataram que suas empresas enfrentam necessidades crescentes de armazenamento de dados.
• 97% preveem que o crescimento da IA causará ainda mais impacto na demanda por armazenamento.

Isso corresponde a uma demanda cada vez maior de energia. Segundo dados do IEEE: até 2030, a demanda de energia do data center está projetada para crescer significativamente, possivelmente respondendo por 8% das emissões globais de carbono, de 0,3% em 2022 .

Para acompanhar o ritmo da inovação da IA, as organizações devem expandir sua infraestrutura de dados, alinhando-se aos mandatos de sustentabilidade corporativa. Cada vez mais, as empresas enfrentam expectativas (e, às vezes, requisitos regulamentares) para operar os data centers de forma econômica e sustentável. Pode ser um desafio reconciliar essas duas expectativas, porque quanto mais energia os data centers usam, mais complicado é reduzir suas pegadas de carbono.

Por esse motivo, o custo total de propriedade (TCO) às vezes é visto como incompatível com as metas de sustentabilidade. A pesquisa na qual este relatório se baseia revelou que:

• O impacto ambiental é uma preocupação para quase 95% dos participantes.
• No entanto, apenas 3,3% dos profissionais de data center entrevistados disseram que suas empresas priorizam o baixo impacto ambiental nas decisões de compra de data center.

Ainda assim, outras descobertas dessa pesquisa deixam claro que TCO e sustentabilidade estão longe de ser prioridades conflitantes. As considerações de TCO e sustentabilidade podem estar alinhadas e, muitas vezes, estão alinhadas, oferecendo oportunidades para eficiências operacionais e redução do impacto ambiental.

O estudo revelou que as operações de data center são afetadas por fatores que incorporam metas de TCO e sustentabilidade. Entre elas:

Consumo de energia. O alto uso de energia gera custos operacionais e emissões de carbono, com 53,5% dos participantes identificando isso como uma grande preocupação.

Requisitos de matéria-prima. Quase 49,5% dos profissionais de data center que participaram da pesquisa citaram as grandes quantidades de matéria-prima necessárias pela infraestrutura como uma questão importante.

Restrições de espaço físico. Quase 45,5% dos participantes destacaram o peso financeiro e logística do espaço limitado.

Custos de infraestrutura. Os altos custos de construção de infraestrutura sustentável (identificado por 28,5% dos participantes da pesquisa) e os custos de aquisição de componentes de data center (27% dos participantes) afetam significativamente as despesas de capital (CapEx).

Extensão do ciclo de vida. Mais de 92% dos participantes concordaram que ampliar a vida útil do equipamento de armazenamento é importante, enfatizando a durabilidade para reduzir os custos de substituição e manutenção. (Por outro lado, apenas 15,5% dos participantes consideraram a extensão do ciclo de vida um principal fator de compra de infraestrutura de armazenamento de dados e 12.1% escolheram a durabilidade como um fator importante.)

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Essas preocupações realçam a natureza multifacetada do TCO dos data centers, que integra custos operacionais e CapEx e está diretamente ligado à sustentabilidade. O aprimoramento da eficiência energética reduz os custos operacionais e as emissões, e ampliar os ciclos de vida dos equipamentos minimiza o lixo eletrônico e a demanda por matéria-prima.

Isso não quer dizer que a sustentabilidade não complica os cálculos de TCO, mas poderia.

Por exemplo, o consumo de energia é uma parte inerente da equação do TCO. Entretanto, como sabem os operadores de data center, as fontes de energia ecológica podem sair mais caras no começo. Nesse caso, o foco na natureza da energia adquirida adiciona restrições de custo e eficiência a um problema de eficiência de custo já desafiador.

Uma escolha tripla

À medida que o uso crescente de IA impulsiona a criação de dados, as organizações precisam de mais espaço para volumes de dados em constante expansão e muitas têm dificuldade com limitações de espaço. As restrições de espaço afetam sua capacidade de expandir e implementar soluções de armazenamento mais sustentáveis. Além disso, os altos custos iniciais associados à infraestrutura sustentável continuam sendo uma barreira significativa para o progresso.

• Aproximadamente 82,5% dos participantes disseram que não têm espaço físico para construir uma infraestrutura de armazenamento de dados.

Quando indagados sobre as três principais barreiras às operações de data center sustentáveis, os participantes indicaram a falta de espaço físico (45,5% dos participantes); custo de construção da infraestrutura de armazenamento (28,5%); e custo de aquisição de componentes de data center (27%).

Por causa dessas barreiras, as organizações geralmente enfrentam uma escolha tripla. Para acomodar volumes explosivos de dados, elas devem escolher um de três:

1. Expansão vertical (adicionar mais armazenamento ao espaço central existente)
2. Expansão horizontal (adicionar um edifício ou expandir o tamanho físico do data center)
3. Migrar dados para a nuvem

Cada uma dessas opções vem com uma vantagem em sustentabilidade e TCO.

Estratégias de sustentabilidade

A pesquisa revelou que as empresas estão, cada vez mais, adotando diversas estratégias que alinham sustentabilidade com metas de TCO.

Fontes de energia renovável. Quase 62% dos participantes relataram usar fontes de energia renovável para alimentar sua infraestrutura de dados.

Infraestrutura de energia renovável. Quase 58% dos participantes da pesquisa disseram que suas organizações estão investindo em infraestrutura de energia renovável.

Operações de sustentabilidade e armazenamento habilitado com IA. Além disso, 55,5% das organizações representadas estão implementando sistemas baseados em IA para otimizar as operações de armazenamento e aprimorar o monitoramento de sustentabilidade.

Apesar desses esforços, os desafios permanecem. Muitas empresas lutam com os altos custos de infraestrutura e componentes e limitações de espaço.

O caminho para o futuro

Enfrentar esses desafios exige uma mudança na forma como o setor aborda TCO e sustentabilidade. Cada vez mais, eles andam juntos. Quando as metas de sustentabilidade complicam os planos de TCO, é preciso prestar atenção em todo o ecossistema para:

1. Escopo 1 (gases de efeito estufa, ou GEE, que uma organização emite de fontes que possui ou controla diretamente)
2. Escopo 2 (GEE decorrentes da compra de eletricidade, vapor, aquecimento ou resfriamento por uma organização)
3. Escopo 3 (emissões de GEE originadas de operações comerciais por fontes que não são de propriedade ou controladas diretamente por uma organização)

O impacto amplificado da IA na sustentabilidade do data center exige um pensamento inovador e holístico sobre as práticas do data center. Entre outras coisas, isso significa olhar além das emissões de carbono operacionais (Escopo 2 e Escopo 3), para incluir a avaliação de carbono incorporado, ou carbono emitido durante os estágios de extração upstream, produção, transporte, lista de materiais, fabricação, embalagem e distribuição de um ciclo de vida do produto (Escopo 3).

À medida que a explosão de aplicativos de IA estimular o crescimento dos data centers, a colaboração e a inovação em toda a cadeia de suprimento será a chave para alcançar uma esfera de dados sustentável e mais eficiente.

Na economia atual de IA, a rápida adoção de tecnologias inteligentes está gerando um aumento drástico na demanda de armazenamento de dados. Quase todos os participantes da pesquisa (mais de 97%) esperavam que a IA tivesse um impacto substancial nas necessidades de armazenamento. Mas os dados sempre deixam um rastro: os data centers consomem energia e geram emissões.

A crescente demanda gerada pela IA por armazenamento de dados aumenta diretamente a pegada de carbono dos data centers. À medida que os volumes de dados crescem, o mesmo acontece com a energia necessária para mantê-los. É claro que as demandas de energia da IA vão além do armazenamento de dados. As áreas que consomem mais energia incluem computação, rede e processamento de dados.

A cadeia de suprimento inteira também importa. A fabricação de componentes para IA, como processadores e hardwares especializados, consome muita energia e recursos, aumentando o carbono incorporado nesses componentes. (O carbono incorporado se refere à quantidade de emissões de GEE relacionadas aos estágios de extração upstream, produção, transporte, lista de materiais, fabricação, embalagem e distribuição do ciclo de vida de um produto.) Consequentemente, a produção e a operação de sistemas de IA contribuem para uma pegada de carbono maior, intensificando os desafios ambientais enfrentados pelos data centers.

Em resposta a essa nova demanda, os data centers começaram a priorizar a sustentabilidade e a descarbonização. Quase todos os participantes da pesquisa (quase 94,5%) relataram que suas empresas estão trabalhando para reduzir a pegada de carbono de suas operações de armazenamento de dados.

A pesquisa revelou que, para reduzir sua pegada ecológica, as empresas estão principalmente adotando energia renovável:

1. 61% dos participantes relataram que suas empresas usam fontes renováveis de energia para alimentar a infraestrutura de dados.
2. Quase 58% dos participantes disseram que suas empresas estavam construindo uma nova infraestrutura de energia renovável para alimentar equipamentos de dados.
3. Quase 42% dos profissionais de data center entrevistados relataram implementar soluções geradas por IA para determinar melhor suas necessidades operacionais ou de armazenamento de dados.

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Outra estratégia é a migração para a nuvem. Quase metade dos participantes (mais de 47%) acredita que migrar dados para sistemas de nuvem ajuda a reduzir a pegada de carbono de suas empresas. Os provedores de serviços de nuvem, com suas melhores práticas e infraestrutura, têm uma vantagem em reduzir o impacto ambiental das operações de dados.

Entretanto, as empresas que desejam implementar essa estratégia devem ter em mente que a migração para a nuvem também pode ser vista como uma transferência de responsabilidade, em vez de uma eliminação do impacto. Embora os fornecedores de serviço na nuvem possam operar de forma mais eficiente, o peso ambiental permanece. Ela é simplesmente transferida de empresas individuais para os provedores de nuvem, que precisam gerenciar as demandas de energia e recursos. Isso realça a necessidade de uma abordagem holística à sustentabilidade, na qual os provedores de nuvem e seus clientes trabalham juntos para minimizar a pegada de carbono dos dados.

Na transição para operações de armazenamento de dados mais sustentáveis, as empresas enfrentam desafios significativos. Eles incluem restrições de espaço físico, custos, alto consumo de energia e avaliação eficaz. Vamos analisar cada um desses fatores.

Desafio: Espaço e custo

As três principais barreiras às operações de data center sustentáveis são a falta de espaço físico (45,5%), o custo de construção da infraestrutura de armazenamento (28,5%) e o custo de aquisição de componentes de data center (27%). (consulte a Figura 2).

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Sem surpresa alguma, as restrições físicas, como limitações de espaço para nova infraestrutura, foram classificadas como o maior desafio, com 45,5% dos participantes citando a “falta de espaço físico” como o maior obstáculo. A construção de espaço físico adicional para data centers pode aumentar significativamente as emissões diretas (Escopo 1) de GEE, visto que envolve atividades de construção extensivas que consomem recursos e minerais raros e liberam GEE.

Devido ao dilema de ter que escolher entre a) aumentar os custos de expansão dentro do mesmo espaço, b) construir uma nova adição (também cara, muitas vezes mais do que a primeira opção) ou c) migrar dados para a nuvem (que passa a questão da sustentabilidade para a cadeia de suprimento da nuvem), a pesquisa indicou uma necessidade por soluções inovadoras para otimizar o espaço existente.

Os motivos pelos quais a expansão pode ser uma opção atraente incluem as seguintes descobertas:

• Aproximadamente 82,5% dos participantes disseram que não têm espaço físico para construir uma infraestrutura de armazenamento de dados.
• Essa barreira foi particularmente pronunciada no Japão (60,0%), Taiwan (quase 57%) e França (quase 57%), onde foi a principal preocupação.

A necessidade de acomodar mais servidores, dispositivos de armazenamento e equipamento de rede intensifica esse desafio do espaço limitado. Nas áreas urbanas, onde o espaço já é limitado, encontrar locais adequados para novos data centers é especialmente difícil. Vários países, incluindo Singapura, Japão, Taiwan, França e Alemanha, impuseram restrições ao número de data centers que podem ser construídos e onde eles podem ser construídos. Esses regulamentos têm como objetivo equilibrar os benefícios do aumento de recursos no data center com a proteção ambiental e o uso eficiente do terreno, destacando a necessidade por soluções inovadoras para atender à crescente demanda por armazenamento de dados.

Os altos custos de construção e manutenção de uma infraestrutura verde continuam sendo uma grande barreira para a implementação de soluções sustentáveis. Esses gastos incluem o investimento inicial em energia renovável e as despesas contínuas de infraestrutura de TI sustentável.

A pesquisa projeta que uma média de US$ 4,9 bilhões seria necessária para investir em operações de armazenamento de dados mais sustentáveis globalmente. Embora esse número não tenha dados orçamentários definitivos, sua escala realça a magnitude do desafio, que requer atenção, tempo e recursos significativos.

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Pontos de dados adicionais:

• Os participantes nos Estados Unidos (um pouco menos de 47%), Coreia do Sul (40%), China e Austrália (quase 37%) identificaram o “custo de construir a infraestrutura de armazenamento de dados” como sua barreira mais significativa.
• Ao analisar alguns dos custos operacionais de dados comuns para empresas, um especialista em data centers alemão observou: “Isso inclui despesas com o diretor de dados, consumo de energia, amortização e investimentos anuais em infraestrutura, totalizando cerca de € 550.000 a € 600.000. Esse orçamento também cobre as medidas de segurança. Se fizéssemos a transição para produtos de TI 100% ecológicos, estes custos aumentariam em cerca de € 60.000 a € 65.000, o que representa um aumento de aproximadamente 10 a 11% no nosso orçamento.”

Os custos de aquisição de dispositivo são o maior componente do TCO nos data centers. A despesa de capital (CapEx inicial) necessária para comprar servidores, sistemas de armazenamento e equipamento de rede representa uma parte significativa do investimento geral, principalmente em grande escala, onde as compras de hardware podem chegar a dezenas de milhões de dólares.

Adquirir hardware de ponta e eficiente em termos de energia, fontes de energia renovável e tecnologias inovadoras geralmente é caro. Apesar do potencial de economia de longo prazo e dos benefícios ambientais, esses custos mais altos podem deter os operadores de data center de fazer a troca. A necessidade de fazer atualizações contínuas para acompanhar os avanços tecnológicos aumenta ainda mais o peso financeiro.

Nas palavras de um especialista em data center entrevistado, “geralmente, os acionistas estão focados em minimizar os custos, o que pode tornar difícil justificar as altas despesas necessárias em iniciativas como reduzir o consumo de energia ou investir em fontes de energia renovável”.

Desafio: Alto consumo de energia

A operação contínua de data centers consome grandes quantidades de energia, contribuindo significativamente com as emissões indiretas de gases do efeito estufa de eletricidade, calor, resfriamento (Escopo 2). A natureza “sempre ligada” da infraestrutura da data center, incluindo servidores e sistemas de nuvem, complica os esforços de redução de energia e requer soluções inovadoras.

Nessa pesquisa com diversos mercados, os participantes identificaram suas três principais preocupações ambientais:

1. Alto consumo de energia levando a emissões de carbono (aproximadamente 53,5% dos participantes)
2. Grandes quantidades de matéria-prima necessárias para a infraestrutura do data center (aproximadamente 49,5%)
3. As substanciais demandas de energia das operações de data center (aproximadamente 35%)

Especialistas alertam que, sem ação imediata, o impacto ambiental das operações de dados continuará a aumentar.

Com relação a esse problema, muitas empresas relataram que pesquisaram energia renovável, mas descobriram que não têm como escolher fontes de energia sustentáveis.

• Quase 80% dos participantes disseram que para sua empresa não há opção de uma fonte de eletricidade mais sustentável, pois ela não está disponível em sua área.

Os altos custos associados ao fornecimento de energia renovável podem ser uma barreira significativa.

• Mais de 61% dos participantes indicaram que estão usando fontes de energia renovável como parte de sua combinação de energia para sua infraestrutura de dados, e isso tem o impacto mais significativo na redução de suas emissões indiretas de GEE.

• Entretanto, a energia renovável pode ser mais cara devido ao alto investimento inicial em infraestrutura, à necessidade de soluções de armazenamento de energia confiáveis e às modificações complexas necessárias para integrar com os sistemas existentes.

Desafio: Medição e avaliação

Embora o armazenamento de dados em si seja uma contribuição relativamente pequena às operações de data center em geral (com cargas de trabalho de computação e processamento exigindo muito mais energia), a pesquisa perguntou sobre as percepções do impacto ambiental do armazenamento de dados.

• A maioria dos participantes (quase 61%) disse que suas empresas já calculam o impacto ambiental de seu armazenamento de dados por meio de “relatórios regulares detalhando o impacto ambiental das operações de armazenamento de dados”. “50% dos particioantes afirmaram que suas empresas estão usando "software interno para monitorar o impacto ambiental das operações de armazenamento de dados".
• Metade de todos os participantes (mais de 50%) também disse que suas empresas estão usando “software interno para monitorar o impacto ambiental das operações de armazenamento de dados”, enquanto um terço (quase 33,5%) disse que suas empresas terceirizaram a medição para agências externas.
• No entanto, o rastreamento continua inconsistente, pois cerca de 32,5% dos participantes não tinham certeza ou não sabiam se suas empresas monitoram essas métricas.

Também é notável a falta de ferramentas e procedimentos para avaliar o impacto ambiental das práticas de armazenamento de dados. Sem métodos de avaliação apropriados, as empresas têm dificuldade para avaliar a eficácia de seus esforços pela sustentabilidade e tomar decisões embasadas sobre investimentos futuros em práticas sustentáveis.

Solicitando mais informações em tempo real, um dos especialistas em data center dos Estados Unidos entrevistados destacou a necessidade de saber quanta energia estamos usando, as flutuações e quaisquer outros detalhes relevantes. Essas informações devem ser registradas para podermos ver o que está acontecendo ao longo do tempo. Os data centers precisam ver a importância de fornecer essas informações e as empresas precisam exigi-las… o monitoramento e a geração de relatórios em tempo real são essenciais para a gestão.

Um especialista em sustentabilidade da região da Ásia-Pacífico reiterou a importância da transparência nos relatórios: “Os relatórios transparentes podem ajudar muito… como relatórios de impacto ambiental abrangentes, avaliação de ciclo de vida e estudos de caso de implementação bem-sucedida. Depois, há ferramentas para calcular os possíveis benefícios e economia de custos das soluções sustentáveis.” 

A pesquisa deixa claro que a maioria dos data centers poderia se beneficiar de uma reavaliação das práticas tradicionais de gerenciamento de dados. Embora muitas organizações reconheçam a importância da sustentabilidade, elas costumam tomar medidas isoladas, em vez de uma abordagem holística.

A importância do gerenciamento de ciclo de vida, ou a falta dele

Ironicamente, enquanto pelo menos 92% dos participantes concordaram que ampliar o ciclo de vida do equipamento e da infraestrutura de armazenamento afeta significativamente a sustentabilidade do data center, apenas cerca de 20,5% classificaram a durabilidade e o ciclo de vida como fatores importantes nas decisões de compra.

Destacando o foco no curto prazo dessas decisões, um especialista em data center da Alemanha observou: “Infelizmente, muitos consumidores escolhem a opção mais barata sem considerar as implicações de longo prazo. Eles podem comprar um produto mais barato e descobrir que ele apresenta defeito após dois ou três anos, necessitando de uma nova compra. Esse ciclo de substituição constante não é sustentável. Poucas pessoas pensam nesse ciclo. Quando compramos novos produtos, isso significa que mais recursos são necessários: mais componentes minerados em lugares como a África, mais processos de fabricação e mais mão de obra. Isso afeta todo o ecossistema. A abordagem atual não é tão eficaz quanto eu gostaria que fosse.”

Estender o ciclo de vida das soluções e infraestruturas de data center reduz significativamente os resíduos eletrônicos e as emissões de carbono. Ao maximizar o uso da infraestrutura existente, as extensões de ciclo de vida ajudam a mitigar emissões de upstream e downstream, muitas vezes ignoradas.

Isso realça os benefícios de considerar o ciclo de vida do equipamento nas decisões de compra. Os operadores de data center podem avaliar o ciclo de vida de todos os componentes, inclusive o fornecimento de energia, o processamento de dados e a densidade de armazenamento, para entender melhor seu impacto nas emissões de carbono em geral. Quando possível, devem selecionar equipamentos de fornecedores com programas de circularidade integrados.

Os programas de circularidade podem fornecer benefícios de sustentabilidade significativos. Eles garantem que soluções como discos rígidos sejam recondicionadas, reaproveitadas ou recicladas de uma maneira ambientalmente responsável. Ao adotar os princípios de circularidade, os data centers podem reduzir o lixo eletrônico e a demanda por novas matérias-primas, minimizando o impacto ambiental associado ao descarte de dispositivos antigos.

Essa abordagem holística não só avança as metas de sustentabilidade, como também promove o uso eficiente de recursos.

Compreensão da função do carbono incorporado

Outra lacuna identificada na pesquisa foi a forma como os fatores de impacto ambiental influem nas decisões de compra:

• Aproximadamente 95% dos participantes expressaram preocupação com o impacto ambiental das operações dos data centers.
  • As principais preocupações foram as emissões de carbono (quase 53,5%), uso de matéria-prima (próximo de 49,5%) e alto consumo de energia (um pouco menos de 35).
• Entretanto, apenas cerca de 3% consideraram o baixo impacto ambiental um fator importante nas decisões de compra.

Manter a conscientização do carbono incorporado dos equipamentos e infraestrutura (Escopo 3) pode ajudar os data centers a identificar oportunidades para reduzir sua pegada de carbono em geral além de apenas emissões operacionais (Escopo 1 e Escopo 2). O carbono incorporado refere-se à quantidade de emissões de GEE relacionadas aos estágios de extração upstream, produção, transporte, lista de materiais, fabricação, embalagem e distribuição do ciclo de vida de um produto. Os fabricantes de armazenamento e infraestrutura, bem como outros fornecedores de data center devem fornecer informações sobre o carbono incorporado na fabricação de seus produtos.

A pesquisa revelou que as empresas estão buscando duas estratégias principais para aumentar a sustentabilidade do data center:

1. Adoção de energia renovável. As empresas estão, cada vez mais, integrando fontes de energia renovável para alimentar suas infraestruturas de dados. Cerca de 62% disseram que estão atualmente usando fontes renováveis de energia para alimentar sua infraestrutura de dados e 58% disseram que estão construindo uma infraestrutura de energia renovável para alimentar equipamentos de dados.
2. Implementação de soluções baseadas em tecnologia. A implementação de soluções baseadas em tecnologia está ganhando força, desde a migração de dados para sistemas de nuvem (mais de 47% dos participantes indicaram essa solução) à adoção de uma combinação de tipos de mídia de armazenamento (47%) e sistemas baseados em IA para simplificar as operações de armazenamento de dados (42%). Como já mencionado, há compensações e custos (nas áreas financeira e de sustentabilidade) que precisam ser considerados, independentemente da solução escolhida.

Integrar fontes de energia renovável para fornecer energia para a infraestrutura de dados pode reduzir significativamente a dependência de combustíveis fósseis, diminuindo, assim, a pegada de carbono. Mas isso também apresenta vários desafios. O custo inicial da infraestrutura, como painéis sociais e turbinas estáticas, pode ser proibitivo.

Além disso, a natureza intermitente das fontes de energia renovável representa um desafio, pois a geração de energia solar e estática pode ser imprevisível e depender das condições climáticas. Por isso, é necessário haver soluções de armazenamento de energia confiáveis para garantir um fornecimento de energia consistente, o que aumenta ainda mais os custos. Além disso, integrar a energia renovável a sistemas de data center existentes pode exigir modificações e upgrades complexos, tornando a transição demorada. As barreiras regulamentares e logísticas aumentam a complexidade, visto que as políticas e requisitos variam entre as regiões.

Além de investir em energia renovável, os data centers podem se concentrar na redução do consumo de energia nos níveis do equipamento e da infraestrutura. Reduzir o consumo de energia não só corta os custos operacionais, mas também aumenta a eficácia dos esforços em energia renovável, reduzindo a demanda em geral.

A pesquisa também revelou que muitos data centers subutilizam soluções baseadas em infraestrutura para reduzir as emissões.

• Apenas 23% dos participantes usam sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) para resfriar sua infraestrutura de dados.
• Quase 16,5% adotaram sistemas líquido/imersão para resfriamento.
• Uma pequena minoria (11,5%) reutiliza o calor gerado pela infraestrutura de dados.

As soluções baseadas em infraestrutura podem desempenhar um papel central no aprimoramento da sustentabilidade do data center ao tratar do consumo de energia, das emissões de carbono e do impacto ambiental em geral.

Para fazer progressos mensuráveis em sustentabilidade, as empresas podem se beneficiar da adoção de estratégias imediatas e de longo prazo.

No prazo mais imediato, de curto a médio prazo, uma abordagem mais holística é necessária, estendendo os ciclos de vida do hardware, otimizando a eficiência energética e implementando programas de circularidade.

As soluções de longo prazo requerem colaboração em toda a cadeia de suprimento, incentivos financeiros e inovações de sustentabilidade geradas por IA para garantir a redução contínua da pegada ambiental dos data centers.

No curto prazo

Os data centers devem desenvolver uma estratégia holística que vá além da adoção de fontes de energia renovável. Embora a integração da energia renovável seja uma etapa fundamental (que pode ser complicada em termos de custo), sozinha não é suficiente para enfrentar os desafios multifacetados da sustentabilidade.

Primeiro, os data centers podem se beneficiar da implementação de avaliações e monitoramento regulares do ciclo de vida de todos os componentes, incluindo servidores, dispositivos de armazenamento e equipamentos de rede. Ao entender o ciclo de vida completo de cada componente, os data centers podem identificar oportunidades para ampliar seu uso e reduzir a sua pegada ecológica. Estender a vida útil do equipamento de armazenamento por meio de programas de manutenção, upgrade e recondicionamento regulares é crucial. Essa abordagem elimina o lixo eletrônico, minimiza a necessidade por nova matéria-prima e reduz os processos de alto consumo de energia associados à fabricação de novos equipamentos. As políticas de aquisição podem priorizar componentes duráveis e de alta qualidade com vida útil mais longa, garantindo que a sustentabilidade seja um critério-chave nas decisões de compra.

Segundo, reduzir o consumo de energia pode ser uma parte crucial dos esforços de sustentabilidade. Os data centers podem investir em tecnologias de baixo consumo de energia, como resfriamento por líquido/imersão e sistemas HVAC, que são mais eficientes na dissipação de calor. Esses sistemas podem reduzir significativamente o consumo de energia em comparação com os métodos de resfriamento tradicionais, levando a custos operacionais e emissões de carbono reduzidos. A integração de fontes de energia renovável, como energia solar e estática, nas operações do data center pode reduzir ainda mais a dependência de combustíveis fósseis e a pegada de carbono em geral. Otimizar as práticas de gestão de energia (por exemplo, com a implementação de sistemas baseados em IA para monitorar e ajustar o uso de energia) também pode contribuir para operações mais eficientes e sustentáveis.

Terceiro, os data centers devem priorizar a aquisição de soluções inovadoras, econômicas e que promovam sustentabilidade. (Para ver um exemplo do mundo do armazenamento de dados que ajuda a reduzir a pegada de carbono, confira a barra lateral abaixo.)

Por fim, estabelecer um programa de circularidade para o descarte de componentes de data center pode ser valioso. Esse programa pode garantir que os componentes sejam recondicionados, reaproveitados ou reciclados de forma responsável. O desenvolvimento de processos para recuperar materiais valiosos de equipamentos em fim de vida útil pode reduzir a demanda por novas matérias-primas e minimizar o impacto ambiental do descarte. Minimizar o lixo eletrônico por meio da reutilização e reaproveitamento não só ajuda nas metas de sustentabilidade, como promove o uso eficiente de recursos.

Ao se concentrar nessas áreas, os data centers podem aprimorar significativamente seus esforços de sustentabilidade e trabalhar para reduzir seu impacto ambiental em geral.

Inovação em densidade de área e sustentabilidade do data center

Os discos rígidos são a mídia de armazenamento mais ecológica.7 Embora eles contribuam relativamente pouco para a carga ambiental geral dos data centers, as inovações na tecnologia de gravação do disco rígido podem ajudar a otimizar o TCO dos data centers e aumentar a sustentabilidade.

Com economias de escala incomparáveis, a inovação da densidade de área tornou-se essencial para a inovação de IA e data centers sustentáveis.

Densidade de área, a medida dos dados armazenados por unidade de área de superfície em qualquer mídia, em um disco rígido refere-se especificamente à capacidade de dados de um único disco. A inovação da densidade de área influencia diretamente a eficiência de armazenamento dentro do espaço físico limitado e permite que as empresas aumentem sua capacidade de armazenamento de dados no mesmo espaço usando menos materiais e menos energia, reduzindo efetivamente suas emissões de carbono por unidade de armazenamento de dados.

O avanço trata diretamente de vários desafios de sustentabilidade indicados pela pesquisa. Ao aumentar a capacidade de armazenamento sem precisar de espaço físico adicional, a densidade de área maior ajuda a aliviar as restrições de espaço nos data centers, uma barreira significativa citada por 45,5% dos participantes. Além disso, a redução no consumo de energia possibilitada está alinhada aos esforços para reduzir o uso de energia e as emissões de carbono, uma grande preocupação para cerca de 53,5% dos participantes.

Expansão com redução do impacto global total de energia e carbono

Para data centers que gerenciam cargas de trabalho de grande escala, substituir os dispositivos de armazenamento legados por discos HAMR (heat-assisted magnetic recording, gravação magnética assistida por calor) de próxima geração pode levar a uma queda no consumo total de energia. Em grande escala, esses aprimoramentos se traduzem em reduções significativas no consumo absoluto de energia e na pegada de carbono operacional, mesmo com o crescimento da infraestrutura de armazenamento .

Globalmente, esse efeito se espalha por toda a esfera de dados. A transição para discos com densidade de área maior significa que, apesar do aumento projetado de 167% na demanda total de armazenamento de dados em nuvem até 20288, a proporção da energia total consumida pelos discos rígidos nos data centers em todo o mundo pode cair de ~8% para ~3%. Essa é uma redução total de 62% em consumo de energia pela infraestrutura de armazenamento.

Isso representa uma mudança fundamental: não só o armazenamento está se tornando mais eficiente, como também está possibilitando diretamente uma redução líquida no total de uso de energia e nas emissões de carbono entre data centers em todo o mundo, mesmo com o aumento da retenção de dados. É uma ótima notícia nas frentes de TCO e sustentabilidade do data center.

Esses benefícios de grande escala são reforçados pelos aprimoramentos de eficiência no nível do dispositivo. Com base na análise da Seagate de consumo de energia em vários tipos de mídia de armazenamento, os discos rígidos são a opção de armazenamento de alta capacidade e mais eficiente. Os fatores de eficiência energética no nível do disco, incluindo a potência operacional em watts (o total de energia consumida durante a leitura ou gravação ativa de dados) e a eficiência em watts por TB, demonstram como as capacidades mais densas reduzem a energia consumida por unidade de dados armazenados.

Ao integrar soluções de armazenamento com densidade de área mais alta, os data centers podem expandir a capacidade sem precisar de espaço adicional, reduzir o uso total de energia e cortar o impacto do carbono operacional, tudo isso enquanto atendem às crescentes demandas das cargas de trabalho geradas pela IA e da expansão da nuvem.

Para o armazenamento em grande escala, o impacto da maior densidade de área é profundo. Com a densidade de área mais alta, os data centers podem aumentar significativamente sua capacidade sem expandir o volume físico e alcançar metas de sustentabilidade ao minimizar o uso de espaço, energia e recursos naturais.

Imagine um disco rígido de 10 discos, com cada disco (também conhecido como prato) contendo 3 TB de dados. No total, o drive armazena 30 TB. Considere um data center fazendo upgrade de cada disco rígido em sua frota de 10 TB para 30 TB, um cenário realista de atualização dos dias modernos. Com esse salto em densidade de área:

• Três vezes ou mais capacidade de armazenamento no mesmo espaço de data center^9[1] 
• Redução no consumo de energia de mais de 60% por TB
• Uma redução de mais de 70% em carbono incorporado por TB^10[2]    
• Custo por TB 25% mais baixo^11[3]

Agora, considere como esses benefícios se multiplicam à medida que a tecnologia de disco rígido habilitada com HAMR aumenta as capacidades para 40 TB e 50 TB.

• Imagine o mesmo drive, mas com cada disco aumentado para 4 TB, em vez de 3 TB. Agora, os mesmos 10 discos fornecem 40 TB, um aumento de mais de 30% em capacidade no mesmo espaço físico.
• Com avanços de 5 TB por área de disco no horizonte, a mesma unidade de disco logo armazenará 50 TB e além, multiplicando ainda mais a capacidade do data center e os benefícios de consumo de energia.

No longo prazo

No longo prazo, as empresas devem explorar e usar a IA em suas operações para reduzir as emissões de carbono, demonstrando o papel da tecnologia para gerar sustentabilidade. A pesquisa revelou que 55,5% dos participantes acreditam que a IA pode otimizar as operações de armazenamento de dados para aumentar a sustentabilidade. Embora a IA ofereça um potencial significativo para promover esforços de sustentabilidade, é crucial reconhecer que, se não for desenvolvida com a eficiência em mente, a IA também pode aumentar o consumo de energia e as emissões de GEE.

Para equilibrar o potencial da IA com metas de sustentabilidade, otimizar sua eficiência será crucial. Ao se concentrar no planejamento de recursos com eficiência energética, treinamento otimizado e gerenciamento do ciclo de vida, a inovação da IA pode ser integrada a práticas sustentáveis, garantindo que seus benefícios não venham às custas do meio ambiente.

Parte do planejamento de sustentabilidade de longo prazo é o trabalho de mudar mentes e culturas. É muito mais fácil garantir a adesão dos líderes quando as medidas de sustentabilidade possibilitam uma maior eficiência, e vice-versa. Para incentivar os líderes de negócios a considerar abordagens sustentáveis à expansão das operações e infraestrutura de armazenamento, os profissionais de data center em todo o mundo identificaram o que acreditam ser os três principais motivadores.

• Mais de 56% citaram os benefícios financeiros da adoção de soluções mais ecológicas
• Mais de 40% relataram benefícios fiscais com a adoção de soluções mais ecológicas
• Pelo menos 38% destacaram o valor das certificações oficiais de empresa ecológica

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Um especialista dos EUA elaborou os benefícios financeiros: “As empresas podem não querer gastar (uma grande soma de dinheiro) em um painel solar, mas podem querer fazê-lo e não podem, pois os seus acionistas nunca aceitariam isso. Se fosse basicamente um zero líquido para todos, seria óbvio. Do ponto de vista federal, recebi um crédito fiscal de 30% no meu painel solar; ainda custou muito, mas recebi um crédito fiscal de 30% de volta, que compensou um pouco o custo.”

Os especialistas enfatizaram a importância dos incentivos financeiros, como benefícios fiscais e concessões de governos ou blocos comerciais regionais, como ASEAN e a União Europeia.

Por exemplo, as normas KfW 45 da Alemanha especificam as metas de consumo de energia para edifícios, com números mais baixos indicando maior eficiência ambiental. O cumprimento desses padrões qualifica as empresas para benefícios fiscais e bônus do governo, incentivando a adesão a práticas que levam a resultados mais sustentáveis.

A colaboração oferece às empresas caminhos adicionais para reduzir as emissões. Os profissionais de data center viram valor na parceria com governos (aproximadamente 22%) e outras agências (15% e acima) para desenvolver uma infraestrutura de armazenamento de dados mais sustentável.

Os administradores de data center podem ver valor em colaborar com parceiros do setor para desenvolver ferramentas e procedimentos padronizados para avaliar o impacto ambiental das práticas de armazenamento de dados. Essa colaboração pode ajudar a estabelecer referências e práticas recomendadas para todo o setor, permitindo que as empresas avaliem o desempenho e identifiquem áreas que precisam de aprimoramento de forma mais eficaz.

As descobertas da pesquisa destacam o papel da colaboração de todo o setor no apoio a uma esfera de dados sustentável.

Ao trabalhar juntos, os data centers, provedores de tecnologia, fornecedores de componentes e órgãos regulamentares podem desenvolver e implementar soluções inovadoras que reduzem o consumo de energia, minimizam as emissões de carbono e promovem o uso eficiente de recursos. Isso inclui adotar soluções avançadas de resfriamento, integrar fontes de energia renovável, ampliar o ciclo de vida dos equipamentos de armazenamento, escolher fornecedores com base em seus compromissos de sustentabilidade e implementar programas de circularidade para o descarte responsável de componentes. A inovação dos fornecedores pode desempenhar um papel importante ao trilhar o caminho para data centers mais sustentáveis e eficientes.

Relatórios transparentes e monitoramento em tempo real do impacto ambiental também são ferramentas que podem fornecer insights valiosos para a gestão da sustentabilidade nos data centers. O fornecimento de relatórios de impacto ambiental abrangentes, a realização de avaliações de ciclo de vida e o compartilhamento de estudos de caso de intervenções de sustentabilidade bem-sucedidas podem estimular a responsabilidade e o aprimoramento contínuo em toda a cadeia de suprimento. Incentivos financeiros, benefícios fiscais e certificações ecológicas oficiais podem incentivar ainda mais os data centers a adotar práticas mais sustentáveis.

Este relatório fornece insights sobre tendências e estratégias de sustentabilidade no setor de data center. Ao adotar uma abordagem abrangente à sustentabilidade e envolver as partes interessadas do setor, as empresas podem equilibrar as crescentes demandas das operações de data center e IA com considerações ambientais.

Por meio da colaboração e inovação, os data centers podem ajudar a criar uma esfera de dados que é escalável, eficiente e sustentável.

1. Data centers and AI: How the energy sector can meet power demand | McKinsey.
2. The Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon | arxiv (setembro de 2023); The Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon | Wisconsin University e UBC (julho de 2022).
3. Previsão de carbono incorporado para o disco rígido Seagate Mozaic de 30 TB por TB em ciclo de vida de cinco anos.
4. Análise da Seagate do detalhamento da IBM do CO^₂ e outros impactos de sustentabilidade positivos dos requisitos de refrigeração, consumo de energia e fita física da IBM para 1 disco LTO 9 + 1 mídia LTO 9 usando total de carbono incorporado com ciclo de vida de 5 anos para todas as tecnologias, LTO 9: 37 watts de potência em operação e 18 watts em inatividade.
5. Como não há dados de avaliação de ciclo de vida (ACV) acessíveis publicamente para nenhum produto SSD de data center, calculamos o carbono incorporado do SSD de 30,72 TB usando os dados públicos disponíveis na pesquisa “Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon”. Nosso objetivo é fornecer números precisos para os data centers tomarem decisões embasadas; entretanto, o setor de NAND não publica dados de ACV nem passa por auditorias de terceiros como a Seagate faz para discos rígidos.
6. Baseado na análise da Seagate do drive de fita LTO 9: Especificações do produto IBM LTO Ultrium; Disco rígido de 30 TB: Seagate Mozaic 3+ de 30 TB; SSD de 30 TB: Micron 6500 ION 30,72 TB.
7. Conforme medido pelo exame do carbono incorporado e do consumo de energia.
8. Relatório de índice de infraestrutura de nuvem da IDC de 2024.
9. Comparação do Seagate Exos X10 com o disco Seagate Exos X de 30 TB Mozaic.
10. Fonte: IDC Worldwide 1Q24 HDD Shipments and 4-Quarter Outlook by HDD Segment. Maio de 2024. No. da IDC US52080224.