Datacenters : plus performants et moins gloutons

Le « Green Deal » européen, publié fin 2019, est ambitieux. Il prévoit notamment d’imposer des normes d’émission plus strictes aux industries, des taxes sur l’énergie et des normes de qualité de l’air plus sévères.

Tous les pays de l’UE doivent être climatiquement neutres à 100 % d’ici 2050 et atteindre un objectif de 50 % d’ici 2030. Et l’industrie des datacenters n’échappe pas au Green deal : sa neutralité en carbone doit être effective dans dix ans !

Mais avec la pandémie du Covid-19, le Green Deal ne semble plus être la priorité numéro un de la Commission européenne. Quel que soit l’avenir de ce programme, les datacenters n’ont cessé d’améliorer leurs performances techniques tout en réduisant leur consommation.

En 2018, ils représentaient environ 1 % de toute l’électricité consommée dans le monde, soit la même part qu’en 2010. En moyenne, 40 % de cette énergie est utilisée par les systèmes de refroidissement pour assurer le fonctionnement de l’installation 24h/24, 7j/7.

Pourtant, la quantité de calculs effectués dans les datacenters a plus que quintuplé entre 2010 et 2018. Mais l’Agence Internationale de l’Energie (International Energy Agency-IEA) s’attend à ce que cette tendance se poursuive (voir le graphique ci-dessous).

Et une étude de l’Université Northwestern, du Lawrence Berkeley National Laboratory et de Koomey Analytics confirme cette évolution : les récents gains d’efficacité réalisés par les centres de données ont été bien plus importants que ceux observés dans d’autres grands secteurs de l’économie mondiale.

Les chercheurs qui ont réalisé cette étude ont en effet mis au point un modèle très détaillé de la consommation énergétique des centres de données mondiaux. Ils ont intégré de nouvelles données provenant de nombreuses sources, notamment des informations sur les stocks d’équipement des centres de données, les tendances en matière d’efficacité et la structure du marché.

Le modèle qui en résulte permet une analyse détaillée de l’énergie utilisée par les équipements des centres de données (tels que les serveurs, les dispositifs de stockage et les systèmes de refroidissement), par type de centre de données (y compris le cloud computing) et par région du monde.

Les chercheurs ont conclu que les récents gains d’efficacité réalisés par les centres de données ont probablement été bien plus importants que ceux observés dans d’autres grands secteurs de l’économie mondiale.

« Le manque de données a entravé notre compréhension des tendances mondiales en matière d’utilisation de l’énergie dans les centres de données pendant de nombreuses années », a déclaré le coauteur de cette étude Jonathan Koomey de Koomey Analytics. « De telles lacunes dans les connaissances rendent la planification des affaires et des politiques incroyablement difficile ».

Grâce à leur modèle, ils ont pu constater que, bien que la demande de données ait augmenté rapidement, les gains d’efficacité massifs ont permis de maintenir la consommation d’énergie à peu près au même niveau qu’au cours de la dernière décennie.

En s’appuyant sur ce modèle, les chercheurs peuvent faire des recommandations stratégiques pour mieux gérer cette consommation d’énergie à l’avenir :

• renforcer les normes énergétiques informatiques telles qu’ENERGY STAR ;
• accroître les investissements en R&D dans les technologies de calcul, de stockage et d’évacuation de la chaleur afin d’atténuer la consommation future d’énergie ;
• encourager l’achat d’énergies renouvelables pour atténuer parallèlement les émissions de carbone…

« Bien que les progrès historiques réalisés par les datacenters en matière d’efficacité énergétique soient remarquables, nos conclusions ne signifient pas que l’industrie informatique et les décideurs politiques peuvent se reposer sur leurs lauriers », a déclaré Éric Masanet, qui a dirigé l’étude.

Selon ce professeur adjoint à l’école d’ingénierie McCormick de Northwestern, « il reste suffisamment de potentiel d’efficacité pour durer encore plusieurs années. Mais la demande sans cesse croissante de données signifie que tout le monde – y compris les décideurs politiques, les opérateurs de centres de données, les fabricants d’équipements et les consommateurs de données – doit intensifier ses efforts pour éviter une éventuelle forte augmentation de la consommation d’énergie ».

Les géants de l’IT, mais aussi les gros consommateurs d’énergie, n’ont pas attendu ces conseils pour entamer de lourds investissements

En 2019, les trois plus grands opérateurs (Facebook, Google et ATT) ont acheté 3,613 gigawatts d’énergie renouvelable en utilisant des accords d’achat d’électricité (AAE).

En janvier, Microsoft a dévoilé un plan visant à réduire de moitié ses émissions de carbone d’ici 2030, tant pour les émissions directes que pour l’ensemble de sa chaîne d’approvisionnement et de valeur.

Facebook s’appuie de plus en plus sur les énergies éolienne et solaire pour alimenter des datacenters. L’achat de sources locales d’énergie renouvelable est désormais un facteur clé dans la localisation de ses nouveaux centres de données.

Quant à Google, il a développé une plateforme informatique intelligente qui permet de réduire l’impact carbone de son énorme réseau de centres de données en programmant de gros travaux informatiques durant des périodes où ils peuvent être alimentés par des énergies renouvelables.