Quanta energia a Internet usa?

Nos dias de Shakespeare, enviar uma mensagem para uma pessoa em outra cidade era um grande negócio. Você teve que contratar alguém para levar a mensagem para você. Essa pessoa pode ter que caminhar ou pedalar muitos quilômetros para chegar ao destino. Poderia ser uma jornada perigosa, principalmente para os mensageiros shakespearianos que pareciam ter uma taxa de sobrevivência de cerca de 50% nas tragédias.

Na época de Shakepeare, cada mensagem exigia uma grande quantidade de energia desde o momento em que alguém a escrevia até o momento em que o destinatário a lia. Mas hoje, as coisas são muito mais civilizadas. Você pode inicializar um computador, tablet, smartphone ou até mesmo console de videogame e enviar uma dúzia de mensagens em apenas alguns minutos. Melhor ainda, as mensagens chegarão na caixa de entrada do destinatário quase instantaneamente. Veja todo o esforço que economizamos!

Mas quando se trata de energia real, a Internet é um sistema faminto. É uma rede de redes e cada rede consiste em computadores. Esses computadores consomem energia e muito. Mas existe alguma maneira de saber quanta eletricidade a Internet usa?

Para estimar o uso de energia da Internet, precisamos considerar todos os componentes que se conectam ao sistema. Existem bilhões de dispositivos que compõem a Internet. Primeiro, vamos dar uma olhada nos data centers.

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Os data centers são conjuntos de computadores que compõem o back-end de um sistema. Um data center não está necessariamente conectado à Internet - pode ser um sistema interno dentro de uma organização ou empresa. Mas a Internet depende de grandes data centers que contêm centenas de milhares de computadores.

Um data center pode abrigar computadores de banco de dados, servidores Web e mainframes ou alguma combinação dos três. Vários anos atrás, era comum as empresas manterem seus próprios data centers. Alguns eram enormes - do tamanho de um armazém e cheios de milhares de computadores montados em racks. Outros eram minúsculos e consistiam em um único rack de máquinas.

Hoje, muitas empresas confiam em serviços de nuvem para suas necessidades de data center. Isso significa que eles contratam alguma outra empresa para fornecer os dispositivos físicos nos quais os dados e serviços da empresa residem. O acesso às informações da empresa chega até nós por cortesia da Internet. Os data centers de serviço em nuvem são realmente enormes, com centenas de milhares de máquinas armazenadas em edifícios enormes.

As empresas de serviços em nuvem armazenam os dados de um cliente em várias máquinas. Isso é para redundância. Se um computador falhar por algum motivo, os dados do cliente permanecem intactos porque existem em outra máquina. A desvantagem desse arranjo é que cada computador requer energia para operar.

Os computadores também geram calor, o que pode ser uma má notícia. Se os componentes eletrônicos ficarem muito quentes, eles podem funcionar mal. Para manter as máquinas operando a uma temperatura segura, os proprietários de data centers devem investir em sistemas de refrigeração. O sistema mais comum é o ar condicionado. Devemos levar em consideração os custos de energia dos data centers de ar condicionado em nossa estimativa final, pois eles são necessários para manter a Internet funcionando.

Desde 2008, o número de data centers nos Estados Unidos diminuiu [fonte: IDC ]. Isso se deve principalmente às empresas que estão mudando para o modelo de serviços em nuvem e descarregando seus data centers. Mas, embora haja menos data centers, os que permanecem estão crescendo. É como trocar um grupo de 50 hamsters por 10 elefantes – você tem menos animais no final, mas eles ocupam muito mais espaço e consomem mais energia.

É impossível obter uma contagem exata de data centers - muitas empresas mantêm as informações sobre seus data centers em sigilo porque isso pode ser uma vantagem competitiva. Também é impossível dizer com certeza quanta energia cada data center requer sem conhecer todos os detalhes. Isso não impediu as pessoas de tentar. A seguir, veremos algumas das metodologias que as pessoas usaram para estimar o consumo de energia da Internet.

Em 2011, Barath Raghavan e Justin Ma, do ICSI e da Universidade da Califórnia, em Berkeley, assumiram a tarefa de estimar a quantidade de eletricidade necessária à Internet. Eles decidiram levar em conta a energia que usamos para criar a própria Internet. Isso inclui toda a energia necessária para construir computadores, conexões de rede, torres de telefonia celular e outros hardwares. Eles chamaram essa energia incorporada ou "emergia".

Raghavan e Ma confiaram em estimativas gerais para todo o seu trabalho e reconheceram em seu relatório que sua resposta não era precisa. Seu objetivo declarado era chamar a atenção para o assunto para que outros pudessem pensar sobre o assunto mais profundamente. Suas estimativas incluíam:

Eles também incluíram outros elementos de infraestrutura da Internet. Eles ponderaram cada categoria de dispositivo com um valor mínimo e máximo para criar uma gama de requisitos de energia porque um computador pode exigir menos energia para produzir e funcionar do que outro. Eles também levaram em conta o ciclo de vida médio de cada peça da infraestrutura .

Em última análise, Raghavan e Ma estimaram que a Internet usa de 84 a 143 gigawatts de eletricidade por ano, o que equivale a entre 3,6 e 6,2 por cento de toda a eletricidade mundial. Levando em conta a emergia, o total chega a 170 a 307 gigawatts. Isso é muita energia, mas equivale a pouco menos de dois por cento do consumo mundial de energia.

Um artigo de 2012 do New York Times de James Glanz examinou como os data centers podem ser um desperdício e consumir muita energia. Para fornecer confiabilidade, os data centers precisam armazenar as mesmas informações em várias máquinas para criar redundância. Essas máquinas precisam estar ligadas e acessíveis o tempo todo. Além da necessidade de fluxo constante de energia para os servidores , os data centers exigem sistemas de resfriamento que extraem mais energia.

De acordo com as fontes da Glanz, os data centers usam cerca de 30 gigawatts de eletricidade [ Glanz ]. Ele também afirma que os data centers podem desperdiçar a maior parte dessa energia - até 90% dela. Com essa enorme quantidade de energia sendo desperdiçada, a Internet está causando mais danos do que vale a pena?

Não de acordo com Raghavan e Ma. Eles apontam em seu relatório que o consumo de energia da Internet é uma fração do consumo de energia da indústria de transporte, que responde por 61% de toda a produção de petróleo [fonte: Raghavan and Ma ]. Os dois pesquisadores sugerem que, como a Internet usa menos energia e causa um impacto ambiental menor do que o transporte, a transferência de mais tarefas para a Internet faz sentido. Usar a teleconferência em vez de viajar para reuniões pode economizar bastante energia.

A imagem real que surge quando você observa quanta energia a Internet usa é que é uma questão complexa. Sem a Internet, teríamos que contar com outros métodos de comunicação e acesso aos dados. Esses métodos podem, por sua vez, exigir mais energia e causar mais poluição do que a Internet. Se for esse o caso, diminuir nossa dependência dessas atividades e focar mais na Internet faz sentido do ponto de vista energético.

Nota do autor

Lancei a ideia para este artigo em uma sessão de brainstorming porque a questão estava me incomodando. Quanta energia a Internet usa? Confio tanto na Internet para tudo, desde sugestões de restaurantes e opções de entretenimento até serviços bancários e assistência médica, que me perguntei quanta energia estava consumindo. Eu suspeitava que a resposta seria difícil ou mesmo impossível de rastrear. Felizmente, Raghavan e Ma fizeram um ótimo trabalho estimando o consumo de energia.

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