インターネットはどのくらいのエネルギーを使用しますか?

シェイクスピアの時代、別の都市にいる人にメッセージを送ることは大変なことだった。あなたに代わってメッセージを伝える人を雇わなければなりませんでした。その人は目的地に着くまで何マイルも歩くか車に乗らなければならないかもしれません。特に悲劇の中で生存率が約50パーセントであると思われるシェイクスピアの使者にとって、それは危険な旅になる可能性があります。

シェイクピアの時代、すべてのメッセージは、誰かがそれを書いた瞬間から受信者がそれを読む瞬間まで、多大なエネルギーを必要としていました。しかし今日では、物事ははるかに文明化されています。コンピューター、タブレット、スマートフォン、さらにはビデオゲーム機を起動して、わずか数分で大量のメッセージを削除できます。さらに良いことに、メッセージは受信者の受信箱にほぼ瞬時に届きます。私たちが節約した労力を見てください!

しかし、実際のエネルギーに関して言えば、インターネットは飢えたシステムです。これはネットワークのネットワークであり、各ネットワークはコンピューターで構成されています。これらのコンピューターは電力を大量に消費します。しかし、インターネットがどれだけの電力を使用しているかを知る方法はあるのでしょうか?

インターネットのエネルギー使用量を見積もるには、システムに接続するすべてのコンポーネントを考慮する必要があります。インターネットを構成するデバイスは数十億台あります。まず、データセンターについて見てみましょう。

ハムスターとゾウ

データセンターは、システムのバックエンドを構成するコンピューターの集合です。データ センターは必ずしもインターネットに接続されている必要はありません。組織または企業内の内部システムである場合もあります。しかし、インターネットは、数十万台のコンピュータを収容する大規模なデータセンターに依存しています。

データ センターには、データベース コンピューター、 Web サーバー、メインフレーム、または 3 つすべての組み合わせを収容できます。数年前までは、企業が独自のデータセンターを維持するのが一般的でした。中には倉庫ほどの大きさの巨大なものもあり、ラックに数千台のコンピューターが積み込まれていました。他のものは非常に小さく、単一ラックのマシンで構成されていました。

現在、多くの企業は、データセンターのニーズを満たす代わりにクラウド サービスに依存しています。これは、ビジネスのデータとサービスが存在する物理デバイスを提供するために他の会社を雇うことを意味します。ビジネスの情報へのアクセスは、インターネットを通じて行われます。クラウド サービスのデータ センターは、巨大な建物に数十万台のマシンが保管されているまさに大規模なものです。

クラウド サービス会社は、顧客のデータを複数のマシンに保存します。これは冗長化のためです。何らかの理由でコンピュータに障害が発生した場合でも、顧客のデータは別のマシンに存在するため、そのまま残ります。この構成の欠点は、各コンピューターの動作に電力が必要なことです。

コンピューターも熱を発生するため、悪いニュースになる可能性があります。電子部品が熱くなりすぎると、誤動作する可能性があります。マシンを安全な温度で動作し続けるために、データセンターの所有者は冷却システムに投資する必要があります。最も一般的なシステムは空調です。データセンターの空調はインターネットの稼働を維持するために必要であるため、最終的な見積もりにはデータセンターの空調にかかるエネルギーコストを考慮する必要があります。

2008 年以降、米国のデータセンターの数は減少しています 。その主な原因は、企業がクラウド サービス モデルに移行し、データ センターをオフロードしていることです。しかし、データセンターは減少している一方で、残っているデータセンターはますます大規模になっています。これは、50 匹のハムスターのグループを 10 頭のゾウと交換するようなものです。最終的には動物の数は減りますが、より多くのスペースを占有し、より多くのエネルギーを消費します。

データ センターの正確な数を把握することは不可能です。多くの企業は、競争上の利点となる可能性があるため、データ センターに関する情報を非公開にしています。また、すべての詳細が分からない限り、各データセンターに必要な電力量を正確に言うことは不可能です。それは人々の挑戦を止めませんでした。次に、インターネットの電力消費量を見積もるために人々が使用してきた方法論のいくつかを見ていきます。

測定は 2 回、請求は 1 回

2011 年、ICSI およびカリフォルニア大学バークレー校の Barath Raghavan 氏と Justin Ma 氏は、インターネットに必要な電力量を見積もるという課題に取り組みました。彼らは、インターネット自体を構築するために私たちが使用するエネルギーを考慮に入れることにしました。これには、コンピューター、ネットワーク接続、携帯電話の塔、その他のハードウェアを構築するために必要なすべての電力が含まれます。彼らはこの体現されたエネルギーを「エマージー」と呼びました。

ラガバン氏とマー氏はすべての研究について一般的な推定に依存しており、その答えが正確ではなかったことを報告書の中で認めた。彼らが述べた目標は、他の人がこの問題についてより深く考えることができるように、この問題に注目を集めることでした。彼らの見積もりには次のものが含まれていました。

これらには、他のインターネット インフラストラクチャ要素も含まれていました。彼らは、デバイスの各カテゴリを最小値と最大値で重み付けして、さまざまなエネルギー要件を作成しました。これは、あるコンピューターの生成と実行に必要なエネルギーが別のコンピューターよりも少ないためです。また、インフラストラクチャの各部分の平均ライフサイクルも考慮に入れました。

最終的に、Raghavan 氏と Ma 氏は、インターネットでは毎年 84 ～ 143 ギガワットの電力が使用されていると推定しました。これは、世界中の全電力の 3.6 ～ 6.2 パーセントに相当します。緊急時を考慮すると、合計は 170 ～ 307 ギガワットになります。これは大量のエネルギーですが、世界のエネルギー消費量の 2% 弱に相当します。

止めたほうがいいでしょうか？

James Glanz による 2012 年のニューヨーク タイムズの記事では、データ センターがいかに無駄で大量のエネルギーを消費するかについて考察しました。信頼性を提供するために、データセンターは同じ情報を複数のマシンに保存して冗長性を確保する必要があります。これらのマシンは常にオンになっており、アクセスできる必要があります。サーバーに常時電力を流す必要があることに加えて、データセンターにはより多くの電力を供給する冷却システムが必要です。

Glanz の情報筋によると、データセンターは約 30 ギガワットの電力を使用します []。また、データセンターはそのエネルギーのほとんど、最大 90% を無駄にする可能性があるとも述べています。膨大な電力が無駄に消費されることになるので、インターネットは価値以上に害を及ぼしているのでしょうか?

ラガヴァンとマーによるとそうではありません。彼らは報告書の中で、インターネットのエネルギー消費は、石油生産全体の 61 パーセントを占める運輸業界のエネルギー消費のほんの一部であると指摘しています 。 2 人の研究者は、インターネットは交通機関に比べて消費電力が少なく、環境への影響も小さいため、より多くのタスクをインターネットに移行するのが理にかなっていると示唆しています。会議のために出張するのではなくテレビ会議を使用すると、かなりのエネルギーを節約できる可能性があります。

インターネットが使用するエネルギーの量を見ると、それが複雑な問題であるという本当の姿が浮かび上がります。インターネットがなければ、通信したりデータにアクセスしたりするために他の方法に依存する必要があります。これらの方法は、インターネットよりも多くのエネルギーを必要とし、より多くの汚染を引き起こす可能性があります。そうであれば、これらの活動への依存を減らし、インターネットにより重点を置くことは、エネルギーの観点から合理的です。

著者のメモ

質問が気になったので、ブレーンストーミング セッションでこの記事のアイデアを提案しました。インターネットはどのくらいのエネルギーを使用しますか?私はレストランの提案や娯楽のオプションから銀行取引やヘルスケアに至るまで、あらゆるものをインターネットに大きく依存しており、どれだけのエネルギーを消費しているのかと思うほどでした。私は、その答えを突き止めるのは難しい、あるいは不可能であるとさえ思っていました。幸いなことに、Raghavan と Ma はエネルギー消費量の推定に優れた仕事をしました。