Con l'aumento della diffusione in tutto il mondo delle tecnologie di intelligenza artificiale (IA) che utilizzano grandi volumi di dati, le attività dei data center si trovano ad affrontare un consumo energetico senza precedenti e una crescente impronta di carbonio. Sono alle prese con continue preoccupazioni ambientali e stanno anche cercando di scalare la potenza di elaborazione e la capacità di memorizzazione e di raggiungere i loro obiettivi di costo totale di proprietà.

Secondo McKinsey ¹, si prevede che il fabbisogno energetico dei data center triplicherà entro la fine del 2030. "Le esorbitanti richieste di elaborazione e dati vengono ulteriormente accelerate dall'aumento delle capacità di elaborazione e dalla riduzione dell'efficienza dei chip rispetto al consumo energetico", ha osservato la società di analisi.

In qualità di leader globale nel settore della memorizzazione dei dati e fornitore dei principali data center del mondo, Seagate è in prima fila nelle conversazioni sulla sostenibilità dei data center e sulla crescente domanda di sistemi di memorizzazione dei dati a costi contenuti. Tra le altre cose, la collaborazione con i nostri clienti ci ha insegnato che il costo totale di proprietà e gli obiettivi di sostenibilità non si escludono a vicenda, spesso sono la stessa cosa.

Per comprendere meglio il nesso tra costo totale di proprietà e la sostenibilità, abbiamo deciso di intervistare i professionisti dei data center . Questo report, basato sulle loro conoscenze, rivela una lacuna critica nella comprensione delle sfide di sostenibilità dei data center e del modo in cui queste sfide influenzano l'intera catena di fornitura. Queste informazioni possono influenzare le decisioni che supportano sia la crescita aziendale che gli obiettivi ambientali.

Una cosa non esclude l'altra.

Questo report di Seagate Technology si basa su uno studio globale commissionato e condotto dalla società di ricerca indipendente Dynata, con il lavoro sul campo della società di consulenza per le comunicazioni globali Current Global.

Lo studio ha incluso una ricerca sia qualitativa che quantitativa per esaminare la pressione esercitata dall'IA sulla sostenibilità dei data center e le opportunità per aumentare l'efficienza delle operazioni.

La ricerca è iniziata con interviste qualitative approfondite con cinque esperti senior in memorizzazione di dati e infrastrutture provenienti da Stati Uniti, Germania, Cina e Giappone. Ciascun esperto vanta oltre un decennio di esperienza nella pianificazione, nelle attività operative e nella sostenibilità dei data center, che ha consentito di analizzare in modo approfondito le sfide del settore e le tendenze emergenti. Queste informazioni hanno ispirato la progettazione di un sondaggio quantitativo globale.

Il sondaggio quantitativo ha raccolto le risposte di 330 professionisti di data center in 11 mercati: Australia, Cina, Francia, Germania, India, Giappone, Nord America, Singapore, Corea del Sud, Taiwan e Regno Unito. Tutti gli intervistati lavorano per società che gestiscono almeno 50 terabyte di spazio di memorizzazione, la maggior parte delle quali gestisce fino a 5 petabyte. I partecipanti includevano CIO, CTO, vicepresidenti IT, direttori, dirigenti esecutivi, COO, leader line-of-business, architetti di sistemi di memorizzazione e architetti di soluzioni di società e organizzazioni che forniscono soluzioni di memorizzazione dati.

Lo studio ha esplorato l'attuale panorama dell'efficienza e della sostenibilità dei data center . Ha lo scopo di fornire ai leader del settore informazioni basate sui dati per guidare il processo decisionale sostenibile e promuovere l'attività aziendale.

Seagate è un leader globale nella memorizzazione scalabile dei dati con capacità di massa, con oltre quattro miliardi e mezzo di terabyte di capacità negli ultimi 45 anni.

I data center sono la spina dorsale dell'attuale economia dell'IA. La rapida adozione moderna delle tecnologie di IA ha portato i data center ad affrontare richieste di energia senza precedenti e una crescente impronta di carbonio. I risultati del sondaggio dimostrano chiaramente due cose:

• Il 94,5% degli intervistati ha dichiarato che le proprie società devono far fronte a crescenti esigenze di memorizzazione dei dati.
• Il 97% prevede che la crescita dell'IA avrà un ulteriore impatto sulla domanda di memorizzazione.

Ciò corrisponde a una crescente domanda di energia. Secondo i dati di IEEE: entro il 2030, si prevede che la domanda di energia data center aumenterà in modo significativo, rappresentando potenzialmente l'8% delle emissioni globali di carbonio, rispetto allo 0,3% del 2022 .

Per stare al passo con l'innovazione dell'IA, le organizzazioni devono scalare la propria infrastruttura dei dati allineandosi con i mandati di sostenibilità aziendale. Le aziende devono sempre più spesso far fronte alle aspettative, e talvolta ai requisiti normativi, di gestire i data center in modo economico e sostenibile. Conciliare queste due aspettative può essere difficile perché più energia consumano i data center, più difficile è ridurre le emissioni di anidride carbonica.

Per questo motivo, a volte il costo totale di proprietà è considerato in contrasto con gli obiettivi di sostenibilità. Il sondaggio su cui si basa questo report ha rilevato che:

• L'impatto ambientale è una preoccupazione per quasi il 95% degli intervistati.
• Ma solo il 3,3% dei professionisti data center intervistati ha affermato che le proprie società danno la priorità a un basso impatto ambientale nelle decisioni di acquisto per i data center.

Tuttavia, altri risultati emersi da questo sondaggio chiariscono che il costo totale di proprietà e la sostenibilità sono ben lungi dall'essere priorità concorrenti. Le considerazioni sul costo totale di proprietà e sulla sostenibilità possono e spesso allinearsi, offrendo opportunità per l'efficienza operativa e la riduzione dell'impatto ambientale.

Lo studio ha rilevato che le attività dei data center sono influenzate da fattori che includono sia il costo totale di proprietà che gli obiettivi di sostenibilità. tra cui:

Consumo energetico. L'elevato consumo di energia comporta sia i costi operativi che le emissioni di anidride carbonica, con il 53,5% degli intervistati che lo identifica come un problema significativo.

Requisiti di materie prime. Quasi il 49,5% dei professionisti data center intervistati ha indicato le grandi quantità di materie prime necessarie per l'infrastruttura come un problema chiave.

Limiti di spazio fisico. Quasi il 45,5% degli intervistati ha evidenziato l'onere finanziario e logistico di uno spazio limitato.

Costi di infrastruttura. Gli elevati costi di costruzione delle infrastrutture sostenibili (rilevati dal 28,5% dei partecipanti al sondaggio) e i costi di acquisizione dei componenti dei data center (il 27% degli intervistati) hanno un impatto significativo sulle spese in conto capitale (CapEx).

Estensione del ciclo di vita. Oltre il 92% degli intervistati ritiene importante estendere il ciclo di vita delle apparecchiature di memorizzazione, sottolineando la durata per ridurre i costi di sostituzione e manutenzione. (Al contrario, solo il 15.5% degli intervistati considera l'estensione del ciclo di vita un fattore di acquisto principale per infrastruttura di memorizzazione dei dati e il 12.1% ha scelto la durata come fattore importante).

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Queste preoccupazioni sottolineano la natura multiforme del costo totale di proprietà dei data center, che integra sia le spese di capitale che i costi operativi e ha un impatto diretto sulla sostenibilità. Il miglioramento dell'efficienza energetica riduce sia le emissioni che i costi operativi, mentre l'estensione del ciclo di vita delle apparecchiature riduce al minimo i rifiuti elettronici e la domanda di materie prime.

Questo non vuol dire che la sostenibilità non complichi i calcoli del costo totale di proprietà, ma può farlo.

Ad esempio, il consumo energetico è parte integrante dell'equazione del costo totale di proprietà. Ma, come sanno gli operatori dei data center, le fonti di energia ecologiche all'inizio potrebbero essere più costose. In questo caso, l'attenzione alla natura dell'energia acquistata aggiunge vincoli in termini di costi ed efficienza a un problema di efficienza dei costi già impegnativo.

Una triplice scelta

Con il crescente utilizzo dell'IA che aumenta la creazione di dati, le organizzazioni hanno bisogno di più spazio per volumi di dati in continua espansione e molte devono lottare con i limiti di spazio. I limiti di spazio influenzano la capacità di espandere e implementare soluzioni di memorizzazione più sostenibili. Inoltre, gli elevati costi iniziali associati a infrastrutture sostenibili continuano a rappresentare un ostacolo significativo al progresso.

• Circa l'82,5% degli intervistati ha dichiarato di non disporre dello spazio fisico necessario per realizzare infrastruttura di memorizzazione dei dati sostenibile.

Alla domanda sui tre principali ostacoli alle attività operative sostenibili dei data center, gli intervistati hanno indicato la mancanza di spazio fisico (45,5% degli intervistati), costo di realizzazione infrastruttura di memorizzazione (28,5%) e costo di acquisizione dei componenti data center (27%).

A causa di questi ostacoli, le organizzazioni spesso si trovano ad affrontare una triplice scelta. Per gestire volumi di dati alle stelle, devono scegliere una delle tre seguenti opzioni:

1. scale-up (aggiungere più spazio di memorizzazione all'interno del centro esistente)
2. scale-out (aggiungere un edificio o espandere la superficie del data center)
3. migrare i dati al cloud

Ognuna di queste opzioni comporta dei compromessi in termini di costo totale di proprietà e sostenibilità.

Strategie di sostenibilità

Il sondaggio ha rivelato che le aziende stanno adottando sempre più strategie che allineano la sostenibilità agli obiettivi di costo totale di proprietà.

Fonti di energia rinnovabile. Quasi il 62% degli intervistati ha dichiarato di utilizzare fonti di energia rinnovabile per alimentare l'infrastruttura dei dati.

Infrastrutture per l'energia rinnovabile. Quasi il 58% dei partecipanti al sondaggio ha dichiarato che le proprie organizzazioni stanno investendo in infrastrutture per l'energia rinnovabile.

Memorizzazione con IA e attività di sostenibilità. Inoltre, il 55,5% delle organizzazioni rappresentate sta implementando sistemi basati su IA per ottimizzare le operazioni di memorizzazione e migliorare il monitoraggio della sostenibilità.

Nonostante questi sforzi, le sfide permangono. Molte aziende devono affrontare costi elevati per infrastrutture e componenti e limitazioni di spazio.

La strada da percorrere

Per affrontare queste sfide è necessario cambiare il modo in cui il settore affronta il costo totale di proprietà e la sostenibilità. Sempre più spesso, vanno insieme. Quando gli obiettivi di sostenibilità complicano i piani del costo totale di proprietà, è necessario prestare attenzione a quanto segue nell'intero ecosistema:

1. Scope 1, gas a effetto serra (GHG) che un'organizzazione emette da fonti di sua proprietà o che controlla direttamente
2. Scope 2, GHG derivanti dall'acquisto di elettricità, vapore, calore o raffreddamento da parte di un'organizzazione
3. Scope 3, emissioni GHG derivanti da attività aziendali da fonti che non sono di proprietà o controllate direttamente da un'organizzazione

L'impatto amplificato dall'IA sulla sostenibilità dei data center richiede un pensiero innovativo e olistico sulle pratiche dei data center. Tra le altre cose, ciò significa guardare oltre le emissioni di carbonio operative (Scope 2 e Scope 3) per includere la valutazione del carbonio incorporato, o carbonio emesso durante le fasi di estrazione a monte, produzione, trasporto, distinta base, produzione, imballaggio e distribuzione di un ciclo di vita del prodotto (Scope 3).

Poiché il boom delle applicazioni di intelligenza artificiale stimola la crescita dei data center, la collaborazione e l'innovazione in tutta la catena di fornitura saranno la chiave per realizzare una datasfera sostenibile e più efficiente.

Nell'attuale economia dell'IA, la rapida adozione di tecnologie intelligenti sta determinando un forte aumento della domanda di memorizzazione dei dati. Quasi tutti i partecipanti al sondaggio (oltre il 97%) ritengono che l'IA avrà un impatto sostanziale sulle esigenze di memorizzazione. Ma i dati lasciano sempre un'impronta: i data center consumano energia e generano emissioni.

La crescente domanda di sistemi di memorizzazione dei dati, causata dall'intelligenza artificiale, aumenta direttamente l'impatto ambientale dei data center. Man mano che i volumi di dati crescono, aumenta anche l'energia richiesta per mantenerli. Naturalmente, il fabbisogno energetico dell'IA va oltre la memorizzazione dei dati. Le aree più energivore includono l'elaborazione, il networking e l'elaborazione dei dati.

Anche l'intera catena di fornitura è importante. La produzione di componenti per l'IA, come processori e hardware specializzati, richiede un elevato consumo di energia e risorse, il che aumenta il carbonio incorporato di questi componenti. Il carbonio incorporato indica la quantità di emissioni di GHG correlate alle fasi di estrazione, produzione, trasporto, distinta base, produzione, imballaggio e distribuzione a monte del ciclo di vita di un prodotto. Di conseguenza, sia la produzione che il funzionamento dei sistemi di IA contribuiscono a una maggiore impronta di carbonio, intensificando le sfide ambientali che i data center devono affrontare.

Per rispondere a questa nuova domanda, i data center hanno iniziato a dare priorità alla sostenibilità e alla decarbonizzazione. Quasi tutti i partecipanti al sondaggio (vicino al 94,5%) hanno dichiarato che le loro società stanno lavorando per ridurre l'impronta di carbonio delle attività di memorizzazione dei dati.

Il sondaggio ha rilevato che per ridurre la propria impronta ambientale, le aziende stanno adottando principalmente le energie rinnovabili:

1. Il 61% degli intervistati ha dichiarato che le proprie società utilizzano fonti di energia rinnovabile per alimentare l'infrastruttura dei dati.
2. Quasi il 58% degli intervistati ha affermato che le proprie società stavano costruendo nuove infrastrutture per l'energia rinnovabile per alimentare le apparecchiature per i dati.
3. Quasi il 42% dei professionisti dei data center intervistati ha dichiarato di aver implementato soluzioni basate su IA per determinare meglio le esigenze operative o di memorizzazione dei dati.

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Un'altra strategia è la migrazione al cloud. Quasi la metà degli intervistati (oltre il 47%) ritiene che la migrazione dei dati ai sistemi cloud contribuisca a ridurre l'impronta di carbonio della propria società. I fornitori di servizi cloud, con le loro migliori pratiche e infrastrutture, hanno un vantaggio nel ridurre l'impatto ambientale delle operazioni sui dati.

Tuttavia, le aziende che desiderano implementare questa strategia devono tenere presente che la migrazione al cloud può anche essere vista come un trasferimento di responsabilità piuttosto che un'eliminazione dell'impatto. Sebbene i fornitori di servizi cloud possano operare in modo più efficiente, il carico ambientale rimane. Viene semplicemente trasferito dalle singole società ai fornitori di servizi cloud, che devono gestire le richieste di energia e risorse. Ciò sottolinea la necessità di un approccio olistico alla sostenibilità, in cui sia i fornitori di servizi cloud che i loro clienti collaborino per ridurre al minimo l'impronta di carbonio dei dati.

Nella transizione a operazioni di memorizzazione dei dati più sostenibili, le aziende devono affrontare sfide significative. Questi includono vincoli di spazio fisico, costi, elevato consumo energetico e una valutazione efficace. Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno di questi fattori.

Scenario: Spazio e costi

I tre principali ostacoli alla sostenibilità delle attività data center sono la mancanza di spazio fisico (45,5%), il costo di realizzazione infrastruttura di memorizzazione (28,5%) e il costo di acquisizione dei componenti dei data center (27%) (vedere Figura 2).

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Non sorprende che i vincoli fisici, come i limiti di spazio per la nuova infrastruttura, siano stati classificati come la sfida più grande, con il 45,5% di tutti gli intervistati che ha indicato la "mancanza di spazio fisico" come il principale ostacolo. La creazione di ulteriore spazio fisico per i data center può aumentare in modo significativo le emissioni dirette di GHG (Scope 1), in quanto comporta attività di costruzione estese che consumano risorse e minerali di terre rare e rilasciano gas a effetto serra.

Dato il dilemma di dover scegliere tra a) aumentare i costi di espansione all'interno dello stesso spazio, b) creare una nuova aggiunta (anch'essa costosa, spesso più della prima scelta) o c) migrare i dati al cloud (che supera per la sostenibilità della catena di fornitura del cloud), il sondaggio ha evidenziato la necessità di soluzioni innovative per ottimizzare lo spazio esistente.

I motivi per cui la scalabilità può essere una scelta interessante includono i seguenti risultati:

• Circa l'82,5% degli intervistati ha dichiarato di non disporre dello spazio fisico necessario per realizzare infrastruttura di memorizzazione dei dati sostenibile.
• Questa barriera è risultata particolarmente evidente in Giappone (60,0%), Taiwan (quasi il 57%) e Francia (quasi al 57%), dove era la principale preoccupazione.

La necessità di gestire più server, dispositivi di memorizzazione e apparecchiature di rete rende ancora più complessa la sfida legata allo spazio limitato. Nelle aree urbane, dove lo spazio è già limitato, è particolarmente difficile trovare posizioni adatte per i nuovi data center. Diversi paesi, tra cui Singapore, Giappone, Taiwan, Francia e Germania, hanno imposto restrizioni sul numero di data center che possono essere costruiti e sulle località in cui possono essere costruiti. Queste normative mirano a bilanciare i vantaggi di un aumento delle risorse dei data center con la protezione dell'ambiente e un uso efficiente del territorio, sottolineando la necessità di soluzioni innovative per soddisfare la crescente domanda di memorizzazione dei dati.

I costi elevati della costruzione e della manutenzione di infrastrutture ecologiche continuano a rappresentare un ostacolo importante all'implementazione di soluzioni sostenibili. Queste spese includono l'investimento iniziale in energia rinnovabile e le spese correnti per infrastrutture IT sostenibili.

Secondo il sondaggio, sarebbero necessari in media 4,9 miliardi di dollari per investire in attività di memorizzazione dei dati più sostenibili a livello globale. Sebbene questa cifra non disponga di dati di budget definitivi, la sua scala evidenzia l'entità della sfida, che richiede attenzione, tempo e risorse significative.

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Punti dati aggiuntivi:

• Gli intervistati negli Stati Uniti (poco meno del 47%), in Corea del Sud (40%), in Cina e in Australia (entrambi quasi il 37%) hanno identificato il "costo di realizzazione infrastruttura di memorizzazione dei dati" come l'ostacolo più significativo.
• Analizzando alcuni dei costi operativi dei dati comuni per le società, un esperto di data center tedesco ha detto: "Ciò include le spese per il Chief Data Officer, il consumo energetico, l'ammortamento e gli investimenti annuali nelle infrastrutture, per un totale di circa 550.000-600.000 euro. Questa stima copre anche le misure di sicurezza. Se dovessimo passare a prodotti IT ecologici al 100%, questi costi aumenterebbero di circa 60.000 euro, raggiungendo 65.000 euro, ossia un aumento del 10-11% circa del nostro budget".

I costi di acquisizione dei dispositivi rappresentano la componente più importante del costo totale di proprietà dei data center. Le spese di capitale iniziali (CapEx) richieste per l'acquisto di server, sistemi di memorizzazione e apparecchiature di rete rappresentano una quota significativa dell'investimento complessivo, soprattutto su vasta scala, dove l'acquisto di hardware può raggiungere decine di milioni di dollari.

L'acquisto di hardware all'avanguardia ed efficiente dal punto di vista energetico, di fonti di energia rinnovabile e di tecnologie innovative spesso è un fattore importante. Nonostante i potenziali risparmi a lungo termine e i vantaggi ambientali, questi costi più elevati possono dissuadere gli operatori data center dall'effettuare il passaggio. La necessità di aggiornamenti continui per stare al passo con i progressi tecnologici aumenta ulteriormente l'onere finanziario.

Nelle parole di un esperto di data center intervistato, "gli azionisti in genere si concentrano sulla riduzione al minimo dei costi, il che può rendere difficile giustificare le ingenti spese necessarie per iniziative come la riduzione del consumo energetico o l'investimento in fonti di energia rinnovabile".

Scenario: Consumo energetico elevato

Il funzionamento continuo dei data center consuma grandi quantità di energia, contribuendo in modo significativo alle emissioni indirette di GHG dovute a elettricità, vapore, calore o raffreddamento (Scope 2). La natura "sempre attiva" dell'infrastruttura dei data center, inclusi server e sistemi cloud, complica le attività di riduzione del consumo energetico e richiede soluzioni innovative.

In questa ricerca multi-mercato, gli intervistati hanno identificato le tre principali preoccupazioni ambientali:

1. Un elevato consumo energetico genera emissioni di anidride carbonica (circa il 53,5% degli intervistati)
2. Grandi quantità di materie prime richieste per l'infrastruttura data center (circa il 49,5%)
3. L'elevato consumo energetico dei data center (quasi il 35%)

Gli esperti avvertono che senza un'azione immediata, l'impatto ambientale delle operazioni sui dati continuerà a crescere.

Ad aggravare questo problema, molte società hanno riferito di aver cercato energia rinnovabile, ma hanno scoperto di non essere in grado di scegliere fonti energetiche sostenibili.

• Quasi l'80% degli intervistati ha affermato che la propria società non aveva alcuna opzione per una fonte di elettricità più sostenibile perché non era disponibile nella propria area.

I costi elevati associati all'approvvigionamento di energia rinnovabile possono rappresentare un ostacolo significativo.

• Oltre il 61% degli intervistati ha dichiarato di utilizzare fonti di energia rinnovabile come parte della loro combinazione per alimentare l'infrastruttura dei dati, e questo ha l'impatto più significativo sulla riduzione delle emissioni indirette di GHG.

• Tuttavia, l'energia rinnovabile può essere più costosa a causa dell'elevato investimento iniziale in infrastrutture, della necessità di soluzioni di memorizzazione di energia affidabili e delle complesse modifiche necessarie per l'integrazione con i sistemi esistenti.

Scenario: Misurazione e valutazione

Sebbene la memorizzazione dei dati di per sé contribuisca relativamente poco alle operazioni complessive data center (con carichi di lavoro di calcolo ed elaborazione che richiedono molta più energia), il sondaggio ha esaminato la percezione dell'impatto ambientale della memorizzazione dei dati.

• La maggior parte degli intervistati (quasi il 61%) ha affermato che la propria società misura già l'impatto ambientale dei sistemi di memorizzazione dei dati attraverso "rapporti periodici che descrivono in dettaglio l'impronta ambientale delle attività di memorizzazione dei dati". Il 50% degli intervistati ha dichiarato che la propria società utilizza software interno per monitorare l'impatto ambientale delle attività di memorizzazione dei dati.
• La metà di tutti gli intervistati (oltre il 50%) ha dichiarato che la propria società utilizza "software interno per monitorare l'impatto ambientale delle attività di memorizzazione dei dati", mentre un terzo (circa il 33,5%) ha affermato che la propria società ha affidato le misurazioni ad agenzie esterne.
• Tuttavia, il monitoraggio rimane incoerente, in quanto circa il 32,5% degli intervistati non era sicuro o non sapeva se la propria società stesse monitorando queste metriche.

Vi è inoltre una notevole mancanza di strumenti e procedure per valutare l'impatto ambientale delle pratiche di memorizzazione dei dati. Senza metodi di valutazione adeguati, le aziende faticano a valutare l'efficacia delle loro attività di sostenibilità e a prendere decisioni informate sugli investimenti futuri in pratiche sostenibili.

Chiedendo ulteriori informazioni in tempo reale, uno degli esperti di data center statunitensi intervistati ha evidenziato la necessità di sapere quanta energia stiamo utilizzando, le fluttuazioni e qualsiasi altro dettaglio rilevante. Queste informazioni dovrebbero essere registrate in modo da poter vedere cosa sta succedendo nel tempo. I data center devono comprendere l'importanza di fornire queste informazioni e le società devono richiederle... il monitoraggio e la generazione di report in tempo reale sono essenziali per la gestione efficace della sostenibilità

Un esperto di sostenibilità della regione Asia-Pacifico ha ribadito l'importanza della trasparenza nella rendicontazione: "La creazione di report trasparenti può aiutare molto... ad esempio report completi sull'impatto ambientale, valutazioni del ciclo di vita e casi specifici di implementazione di successo. Poi ci sono gli strumenti per calcolare i potenziali vantaggi e i risparmi sui costi delle soluzioni sostenibili".

Il sondaggio mostra chiaramente che la maggior parte dei data center potrebbe trarre vantaggio da una rivalutazione delle pratiche di gestione dei dati tradizionali. Sebbene molte organizzazioni riconoscano l'importanza della sostenibilità, spesso adottano misure isolate anziché un approccio olistico.

L'importanza o la mancanza di una gestione del ciclo di vita

Ironia della sorte, mentre almeno il 92% degli intervistati concorda sul fatto che l'estensione del ciclo di vita delle apparecchiature e delle infrastrutture di memorizzazione influisce in modo significativo sulla sostenibilità dei data center, solo il 20,5% circa ha indicato la durata e il ciclo di vita come fattori principali nelle decisioni di acquisto.

Evidenziando l'obiettivo a breve termine di tali decisioni, un esperto di data center tedesco ha osservato: “Purtroppo, molti consumatori spesso scelgono l'opzione più economica senza considerare le implicazioni a lungo termine. Potrebbero acquistare un prodotto più economico solo per scoprire che dopo due o tre anni si guasta, rendendo necessario un nuovo acquisto. Questo ciclo di continue sostituzioni non è sostenibile. Non abbastanza persone pensano a questo ciclo. Quando acquistiamo nuovi prodotti, significa che sono necessarie più risorse: più componenti estratti da luoghi come l'Africa, più processi di produzione e più manodopera. Ciò ha un impatto sull'intero ecosistema. L'approccio attuale non è così efficace come mi piacerebbe che fosse".

L'estensione del ciclo di vita delle soluzioni e delle infrastrutture data center riduce in modo significativo i rifiuti elettronici e le emissioni di anidride carbonica. Ottimizzando l'uso dell'infrastruttura esistente, le estensioni del ciclo di vita aiutano a mitigare le emissioni a monte e a valle, spesso trascurate.

Ciò evidenzia i vantaggi di prendere in considerazione il ciclo di vita delle apparecchiature nelle decisioni di acquisto. Gli operatori dei data center possono valutare il ciclo di vita di tutti i componenti, tra cui erogazione di potenza, elaborazione dei dati e densità di memorizzazione, per comprendere meglio il loro impatto sulle emissioni di carbonio complessive. Quando possibile, dovrebbero scegliere le apparecchiature da fornitori con programmi di circolarità integrati.

I programmi di circolarità possono offrire significativi vantaggi in termini di sostenibilità. Garantiscono che le soluzioni, come le unità disco, vengano ricondizionate, riallocate o riciclate nel rispetto dell'ambiente. Adottando i principi della circolarità, i data center possono ridurre i rifiuti elettronici e la domanda di nuove materie prime, minimizzando al contempo l'impatto ambientale associato allo smaltimento dei vecchi dispositivi.

Questo approccio olistico non solo promuove gli obiettivi di sostenibilità, ma promuove anche l'uso efficiente delle risorse.

Comprendere il ruolo del carbonio incorporato

Un'altra lacuna identificata nel sondaggio è il modo in cui l'impatto ambientale influisce sulle decisioni di acquisto.

• Circa il 95% degli intervistati ha espresso preoccupazione per l'impatto ambientale delle attività dei data center.
  • Le principali preoccupazioni sono state le emissioni di carbonio (quasi il 53,5%), l'uso di materie prime (quasi il 49,5%) e l'elevato consumo di energia (poco meno del 35.
• Tuttavia, solo il 3% circa ritiene che il basso impatto ambientale sia un fattore chiave nelle decisioni di acquisto.

Mantenere la consapevolezza delle emissioni di anidride carbonica delle apparecchiature e delle infrastrutture (Scope 3) può aiutare i data center a identificare le opportunità per ridurre l'impronta di carbonio complessiva oltre alle semplici emissioni operative (Scope 1 e Scope 2). Il carbonio incorporato si riferisce alla quantità di emissioni di GHG correlate alle fasi di estrazione, produzione, trasporto, distinta base, produzione, imballaggio e distribuzione a monte del ciclo di vita di un prodotto. I produttori di sistemi di memorizzazione e infrastrutture e altri fornitori di data center devono fornire informazioni sulle emissioni di anidride carbonica della produzione dei loro prodotti.

Il sondaggio ha rilevato che le aziende stanno perseguendo due strategie principali per migliorare la sostenibilità dei data center.

1. Adozione di energie rinnovabili. Le aziende stanno sempre più integrando fonti di energia rinnovabile per alimentare l'infrastruttura dei dati. Circa il 62% ha dichiarato che sta attualmente utilizzando fonti di energia rinnovabili per alimentare l'infrastruttura dei dati e il 58% ha affermato che sta costruendo un'infrastruttura di energia rinnovabile per alimentare le apparecchiature dei dati.
2. Distribuzione di soluzioni basate sulla tecnologia. L'implementazione di soluzioni basate sulla tecnologia sta prendendo piede, dalla migrazione dei dati ai sistemi cloud (oltre il 47% degli intervistati ha indicato questa soluzione) all'adozione di una combinazione di tipi di supporto di memorizzazione (47%) e sistemi basati su IA per semplificare le operazioni di memorizzazione dei dati (42%). Come indicato in precedenza, ci sono compromessi e costi (sia in termini finanziari che di sostenibilità) che devono essere considerati, indipendentemente dalla soluzione scelta.

L'integrazione di fonti di energia rinnovabile per alimentare l'infrastruttura dei dati può ridurre significativamente la dipendenza dai combustibili fossili, riducendo così l'impronta di carbonio. Ma presenta anche diverse sfide. Il costo iniziale delle infrastrutture, come i pannelli solari e le turbine eoliche, può essere proibitivo.

Inoltre, la natura intermittente delle fonti di energia rinnovabile rappresenta una sfida, poiché la generazione di energia solare ed eolica può essere imprevedibile e dipendente dalle condizioni meteorologiche. Per questo motivo sono necessarie soluzioni di memorizzazione di energia affidabili per garantire un'alimentazione costante, con un ulteriore aumento dei costi. Inoltre, l'integrazione di energia rinnovabile con i sistemi data center esistenti può richiedere modifiche e upgrade complessi, rendendo la transizione che richiede molto tempo. Le barriere normative e logistiche aumentano la complessità, poiché le politiche e i requisiti variano a seconda dell'area geografica.

Oltre a investire in energie rinnovabili, i data center possono concentrarsi sulla riduzione del consumo energetico sia a livello di apparecchiature che di infrastruttura. La riduzione del consumo energetico non solo riduce i costi operativi, ma migliora l'efficacia delle energie rinnovabili riducendo la domanda complessiva.

Il sondaggio ha inoltre rilevato che molti data center non utilizzavano soluzioni basate su infrastrutture per ridurre le emissioni.

• Solo il 23% degli intervistati ha utilizzato sistemi HVAC (riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria) per raffreddare l'infrastruttura dei dati.
• Quasi il 16,5% ha adottato sistemi di raffreddamento a immersione o a liquido.
• Una piccola minoranza (11,5%) ha riutilizzato il calore generato dall'infrastruttura dei dati.

Le soluzioni basate su infrastrutture possono svolgere un ruolo fondamentale nel miglioramento della sostenibilità dei data center, tenendo conto del consumo energetico, delle emissioni di carbonio e dell'impatto ambientale complessivo.

Per fare progressi misurabili in termini di sostenibilità, le aziende possono trarre vantaggio dall'adozione di strategie sia immediate che a lungo termine.

Nel più immediato, a breve-medio termine, è necessario un approccio più olistico, estendendo i cicli di vita dell'hardware, ottimizzando l'efficienza energetica e implementando programmi di circolarità.

Le soluzioni a lungo termine richiedono una collaborazione a livello di settore e lungo tutta la catena di fornitura, incentivi finanziari e innovazioni di sostenibilità basate sull'intelligenza artificiale per garantire la continua riduzione dell'impatto ambientale dei data center.

Nel breve periodo 

I data center dovrebbero sviluppare una strategia olistica che vada oltre l'adozione di fonti di energia rinnovabile. Sebbene l'integrazione delle energie rinnovabili sia un passaggio fondamentale (anche se può essere complicato dal punto di vista dei costi), da sola non è sufficiente per affrontare le molteplici sfide della sostenibilità.

In primo luogo, i data center possono trarre vantaggio dall'implementazione di valutazioni e monitoraggio regolari del ciclo di vita di tutti i componenti, inclusi server, dispositivi di memorizzazione e apparecchiature di rete. La conoscenza dell'intero ciclo di vita di ciascun componente consente ai data center di identificare le opportunità per estenderne l'utilizzo e ridurre l'impatto ambientale. È fondamentale estendere il ciclo di vita delle apparecchiature di memorizzazione attraverso programmi di manutenzione, upgrade e ricondizionamento regolari. Questo approccio riduce i rifiuti elettronici, riduce al minimo la necessità di nuove materie prime e riduce i processi ad alto consumo energetico associati alla produzione di nuove apparecchiature. Le politiche di approvvigionamento possono dare la priorità a componenti durevoli e di alta qualità con una durata maggiore, garantendo che la sostenibilità sia un criterio chiave nelle decisioni di acquisto.

In secondo luogo, la riduzione del consumo energetico può essere una parte fondamentale degli sforzi di sostenibilità. I data center possono investire in tecnologie efficienti dal punto di vista energetico, come il raffreddamento a liquido/per immersione e i sistemi HVAC, che sono più efficienti nella dissipazione del calore. Questi sistemi consentono di ridurre significativamente il consumo energetico rispetto ai metodi di raffreddamento tradizionali, con conseguente riduzione dei costi operativi e delle emissioni di anidride carbonica. L'integrazione di fonti di energia rinnovabile, come l'energia solare ed eolica, nelle attività data center può ridurre ulteriormente la dipendenza dai combustibili fossili e ridurre l'impronta di carbonio complessiva. Anche l'ottimizzazione delle pratiche di gestione dell'energia, ad esempio l'implementazione di sistemi basati su IA per monitorare e ottimizzare il consumo energetico, può contribuire a operazioni più efficienti e sostenibili.

In terzo luogo, i data center dovrebbero dare la priorità all'approvvigionamento di soluzioni innovative, economiche e che promuovono la sostenibilità (per un esempio dal mondo della memorizzazione dei dati che aiuta a ridurre le emissioni di anidride carbonica, vedere la barra laterale di seguito).

Infine, può essere utile definire un programma di circolarità per lo smaltimento dei componenti dei data center. Tale programma può garantire che i componenti vengano ricondizionati, riallocati o riciclati in modo responsabile. Lo sviluppo di processi per il recupero di materiali preziosi da apparecchiature alla fine del ciclo di vita può ridurre la domanda di nuove materie prime e minimizzare l'impatto ambientale dello smaltimento. La riduzione al minimo dei rifiuti elettronici attraverso il riutilizzo e la riallocazione non solo supporta gli obiettivi di sostenibilità, ma promuove anche l'uso efficiente delle risorse.

Concentrandosi su queste aree, i data center possono migliorare in modo significativo gli sforzi di sostenibilità e ridurre l'impatto ambientale complessivo.

Innovazione della densità d'area e sostenibilità dei data center

Le unità disco sono il supporto di memorizzazione più ecologico.7 Sebbene contribuiscano relativamente poco al carico ambientale complessivo dei data center, le innovazioni nella tecnologia di registrazione su unità disco possono aiutare sia a ottimizzare il costo totale di proprietà dei data center che a migliorare la sostenibilità.

Con economie di scala senza pari, l'innovazione della densità d'area è diventata fondamentale sia per l'innovazione dell'IA che per i data center sostenibili.

La densità d'area, ossia la misura dei dati memorizzati per unità di superficie su qualsiasi supporto, in un'unità disco si riferisce specificamente alla capacità di dati di un singolo disco. L'innovazione della densità d'area influenza direttamente l'efficienza della memorizzazione in uno spazio fisico limitato e consente alle aziende di aumentare la capacità di memorizzazione dei dati nello stesso spazio utilizzando meno materiali e meno energia, riducendo in modo efficace le emissioni di carbonio per unità di memorizzazione dei dati.

Il progresso affronta direttamente diverse sfide di sostenibilità segnalate dal sondaggio. Aumentando la capacità di memorizzazione senza richiedere spazio fisico aggiuntivo, una maggiore densità d'area consente di ridurre i limiti di spazio nei data center, un ostacolo significativo citato dal 45,5% degli intervistati. Inoltre, la riduzione del consumo energetico è in linea con gli sforzi volti a ridurre il consumo energetico e le emissioni di carbonio, una preoccupazione principale per circa il 53,5% degli intervistati.

Crescita e riduzione del consumo energetico globale e dell'impatto delle emissioni di anidride carbonica.

Per i data center che gestiscono carichi di lavoro su larga scala, la sostituzione dei dispositivi di memorizzazione esistenti con unità HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) di nuova generazione può portare a una riduzione netta del consumo totale di energia. Su larga scala, questi miglioramenti si traducono in riduzioni significative del consumo energetico assoluto e delle emissioni di anidride carbonica operative, anche con la crescita dell'infrastruttura di memorizzazione .

A livello globale, questo effetto si somma in tutta la datasfera. La transizione a unità con densità d'area più elevata significa che, nonostante la previsione di aumento del 167% della domanda totale di dati nel cloud entro il 20288, la percentuale di energia totale dei data center consumata dalle unità disco nei data center di tutto il mondo può scendere da circa l'8% a circa il 3%. Si tratta di una riduzione totale del 62% del consumo energetico da parte dell'infrastruttura di memorizzazione.

È un cambiamento fondamentale: non solo la memorizzazione diventa più efficiente, ma consente anche una riduzione netta del consumo totale di energia e delle emissioni di carbonio nei data center di tutto il mondo, anche se la conservazione dei dati aumenta. Si tratta di un'ottima notizia sia sul fronte del costo totale di proprietà dei data center che della sostenibilità.

Questi vantaggi su larga scala sono rafforzati dai miglioramenti in termini di efficienza a livello di dispositivo. In base all'analisi condotta da Seagate sul consumo energetico di più tipi di supporto di memorizzazione, le unità disco sono la soluzione di memorizzazione ad alta capacità più efficiente dal punto di vista energetico. I fattori di efficienza energetica a livello di unità, tra cui il consumo in condizioni operative in watt (consumo totale durante la lettura o la scrittura attiva dei dati) e l'efficienza in watt per TB, dimostrano come capacità più dense consentano di ridurre il consumo energetico per unità di dati memorizzati.

Integrando le soluzioni di memorizzazione con una maggiore densità d'area, i data center possono espandere la capacità senza richiedere spazio aggiuntivo, ridurre il consumo totale di energia e l'impatto delle emissioni di anidride carbonica operativa, il tutto soddisfacendo le crescenti esigenze dei carichi di lavoro basati sull'intelligenza artificiale e dell'espansione del cloud.

Per i sistemi di memorizzazione su larga scala, l'impatto della maggiore densità d'area è profondo. Una maggiore densità d'area consente ai data center di aumentare in modo significativo la capacità senza espandere lo spazio fisico e di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità riducendo al minimo l'uso di spazio, energia e risorse naturali.

Immaginate unità disco con 10 dischi, in cui ogni disco (detto anche piatto) contiene 3 TB di dati. In totale, l'unità memorizza 30 TB. Considerate un data center che esegue l'upgrade di ciascuna unità disco del parco da 10 TB a 30 TB: uno scenario realistico di upgrade moderno. Questo aumento della densità d'area consente di ottenere:

• una capacità di memorizzazione tripla o superiore nello stesso spazio occupato nel data center^9[1]
• Oltre il 60% di risparmio energetico per TB
• Riduzione di oltre il 70% del carbonio incorporato per TB^10[2]    
• Costo per TB inferiore del 25%^11[3]

Vediamo ora come questi vantaggi si moltiplicano man mano che la tecnologia basata su unità disco con tecnologia HAMR aumenta le capacità a 40 TB e 50 TB.

• Immaginate la stessa unità, ma con ogni disco aumentato a 4 TB anziché 3 TB. Gli stessi 10 dischi ora forniscono 40 TB, un aumento di oltre il 30% della capacità a parità di spazio fisico.
• Con l'aumento della densità d'area di 5 TB per disco all'orizzonte, la stessa unità disco consentirà presto di memorizzare 50 TB e oltre, moltiplicando ulteriormente la capacità e i vantaggi energetici per il data center.

Nel lungo periodo 

A lungo termine, le aziende dovrebbero esplorare e sfruttare l'IA in tutte le loro attività per ridurre le emissioni di carbonio, dimostrando il ruolo della tecnologia riguardo alla sostenibilità delle unità. Il sondaggio ha rilevato che il 55,5% degli intervistati ritiene che l'IA possa ottimizzare le operazioni di memorizzazione dei dati per migliorare la sostenibilità. Sebbene l'IA offra un potenziale significativo per gli sforzi di sostenibilità delle unità, è fondamentale riconoscere che, se non sviluppata pensando all'efficienza, può anche aumentare il consumo energetico e le emissioni di GHG.

Per bilanciare il potenziale dell'IA con gli obiettivi di sostenibilità, sarà fondamentale ottimizzarne l'efficienza. Concentrandosi sulla pianificazione delle risorse efficiente dal punto di vista energetico, sulla formazione ottimizzata e sulla gestione del ciclo di vita, l'innovazione dell'IA può essere integrata con pratiche sostenibili, assicurando che i suoi vantaggi non vadano a scapito dell'ambiente.

Parte della pianificazione della sostenibilità a lungo termine è il lavoro del cambiamento di mentalità e cultura. È molto più facile assicurarsi la partecipazione della leadership quando le misure di sostenibilità consentono una maggiore efficienza e viceversa. Per incoraggiare i leader aziendali a prendere in considerazione approcci sostenibili per scalare le attività operative e infrastruttura di memorizzazione, i professionisti dei data center di tutto il mondo hanno identificato quelli che ritengono essere i tre motivi principali.

• Oltre il 56% ha citato i vantaggi finanziari derivanti dall'adozione di soluzioni più ecologiche.
• Oltre il 40% ha indicato sgravi fiscali per l'adozione di soluzioni più ecologiche.
• Almeno il 38% ha evidenziato il valore delle certificazioni aziendali ecologiche ufficiali.

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Un esperto statunitense ha illustrato i vantaggi finanziari: “Le società potrebbero non volere spendere (una somma di denaro elevata) per un pannello solare, ma potrebbero volerlo fare e semplicemente non possono perché i loro azionisti non lo farebbero mai. Se si trattasse sostanzialmente di uno zero netto per tutti, non sarebbe un problema. Da un punto di vista federale, ho ottenuto un credito d'imposta del 30% sul mio pannello solare; costava ancora molto, ma ho recuperato il credito d'imposta del 30% e questo ha compensato un poì il costo".

Gli esperti hanno sottolineato l'importanza di incentivi finanziari come sgravi fiscali e sovvenzioni da parte di governi o blocchi commerciali regionali come l'ASEAN e l'Unione europea.

Ad esempio, gli standard KfW 45 in Germania specificano i livelli di consumo energetico obiettivo per gli edifici, con valori più bassi che indicano una maggiore efficienza ambientale. Il rispetto di questi standard qualifica le aziende per gli sgravi fiscali e i bonus governativi, incoraggiando l'adesione a pratiche che portano a risultati più sostenibili.

La collaborazione offre alle aziende ulteriori modi per ridurre le emissioni. I professionisti dei data center hanno ritenuto importante collaborare con enti governativi (circa il 22%) e altre agenzie (15% e oltre) per sviluppare un'infrastruttura di memorizzazione dei dati più sostenibile.

I data center possono trarre vantaggio dalla collaborazione con i partner del settore per sviluppare strumenti e procedure standardizzati per la valutazione dell'impatto ambientale delle pratiche di memorizzazione dei dati. Tale collaborazione può aiutare a definire benchmark e procedure consigliate a livello di settore, consentendo alle aziende di valutare le prestazioni e identificare le aree di miglioramento in modo più efficace.

I risultati di questa ricerca evidenziano il ruolo della collaborazione a livello di settore nel supportare una datasfera sostenibile.

Grazie alla collaborazione, i data center, i fornitori di tecnologia, i fornitori di componenti e gli enti normativi possono sviluppare e implementare soluzioni innovative che riducono il consumo energetico, minimizzano le emissioni di anidride carbonica e promuovono un uso efficiente delle risorse. Ciò include l'adozione di soluzioni di raffreddamento avanzate, l'integrazione di fonti di energia rinnovabile, l'estensione del ciclo di vita delle apparecchiature di memorizzazione, la scelta dei fornitori in base ai loro impegni di sostenibilità e l'implementazione di programmi di circolarità per lo smaltimento responsabile dei componenti. L'innovazione da parte dei fornitori può svolgere un ruolo chiave nel preparare la strada a data center più sostenibili ed efficienti.

Rapporti trasparenti e monitoraggio in tempo reale dell'impatto ambientale sono anche strumenti che possono fornire approfondimenti preziosi per la gestione della sostenibilità nei data center. Fornire report completi sull'impatto ambientale, condurre valutazioni del ciclo di vita e condividere casi specifici di interventi di sostenibilità di successo possono promuovere la responsabilità e il miglioramento continuo lungo tutta la catena di fornitura. Incentivi finanziari, sgravi fiscali e certificazioni ecologiche ufficiali possono incoraggiare ulteriormente i data center ad adottare pratiche più sostenibili.

Questo report fornisce informazioni dettagliate sulle tendenze e sulle strategie di sostenibilità nel settore dei data center. Adottando un approccio completo alla sostenibilità e coinvolgendo le parti interessate del settore, le società possono bilanciare le crescenti esigenze di IA e attività dei data center con considerazioni ambientali.

Attraverso la collaborazione e l'innovazione, i data center possono contribuire a creare una datasfera scalabile, efficiente e sostenibile.

1. Data centers and AI: How the energy sector can meet power demand | McKinsey.
2. The Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon | arxiv (Sett 2023); The Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon | Wisconsin University and UBC (Lug 2022).
3. Previsione del carbonio incorporato per l'unità disco Mozaic da 30 TB di Seagate per TB per un ciclo di vita di cinque anni
4. Analisi di Seagate sulla scomposizione di IBM sulle emissioni di CO^₂ e su altri impatti positivi sulla sostenibilità dei nastri fisici di IBM e sui requisiti di consumo energetico e raffreddamento; previsioni per 1 unità LTO 9 + 1 supporto LTO 9 che utilizzano il carbonio totale incorporato con ciclo di vita di 5 anni per tutte le tecnologie, LTO 9: 37 Watt in condizioni operative e 18 Watt di assorbimento medio durante inattività.
5. Poiché non sono disponibili dati di valutazione del ciclo di vita accessibili pubblicamente per nessun prodotto SSD per data center, abbiamo calcolato il carbonio incorporato dell'unità SSD da 30,72 TB utilizzando i dati pubblici disponibili dalla ricerca " Dirty Secret of SSDs: Embodied Carbon”. Il nostro obiettivo è fornire dati precisi per consentire ai data center di prendere decisioni informate. tuttavia, il settore NAND non pubblica dati LCA né viene sottoposto a revisioni di terze parti come fa Seagate per le unità disco.
6. In base all'analisi di Seagate sull'unità a nastro LTO 9: Specifiche del prodotto IBM LTO Ultrium; Unità disco da 30 TB: Mozaic 3+ di Seagate da 30 TB; Unità SSD da 30 TB: Unità Micron 6500 ION da 30,72 TB.
7. Come misurato esaminando il carbonio incorporato e il consumo energetico.
8. Report IDC Cloud Infrastructure Index del 2024.
9. Confronto tra unità Exos X10 di Seagate e unità Mozaic Exos X da 30 TB di Seagate
10. Fonte: IDC Worldwide 1Q24 HDD Shipments and 4-Quarter Outlook by HDD Segment. Maggio 2024. IDC #US52080224.