I Quaderni del Cloud: Cloud Computing e Ambiente

Il Cloud computing si presenta come la più grande opportunità che l’ICT abbia avuto nel contribuire all’abbattimento delle emissioni di CO2. Poiché le tecnologie cloud sono ottimizzate per servire migliaia di clienti contemporaneamente, esse rendono possibile fino al 50% di risparmio energetico dell’ICT, che oggi contribuisce al 2% delle emissioni globali, per non parlare dei risparmi che si possono conseguire ottimizzando processi e attività non ICT, che rappresentano il 98% delle emissioni.

Emissioni globali e ruolo dell’ICT

Il Report SMART 2020 (Enabling the low carbon economy in the information age, The Climate Group) fa una stima delle emissioni globali nel mondo, che dal 2002 al 2020 cresceranno da 40 a 53 GtCO2 (miliardi di tonnellate di anidride carbonica). In questo modello, l’ICT contribuirebbe per circa il 2% a queste emissioni globali, che potrebbero essere dimezzate grazie all’uso estensivo del Cloud computing. Inoltre, l’ICT ha le potenzialità per contribuire a un taglio del 15% delle emissioni globali provocate da processi non-ICT, che rappresentano il 98% delle emissioni. Per esempio, uno studio del WWF ha concluso che incrementando i meeting virtuali e il telelavoro, si possono risparmiare fino a 3 GtCO2. Il Cloud computing è un componente fondamentale di questo impegno.

Proiezione dei consumi elettrici dei datacenter negli Stati Uniti e nel mondo Fonte: Microsoft, elaborazione su dati Koorney ed EPA

Fattori di efficienza energetica del Cloud computing

Diversi sono i fattori chiave che consentono al Cloud computing di abbassare il consumo energetico e quindi le emissioni di CO2.

• Dimensionamento dinamico delle risorse: nei sistemi tradizionali le risorse elaborative sono sovradimensionate per far fronte al “caso peggiore” in cui la domanda di “energia computazionale” raggiunge i picchi più alti. Nel caso del sito di un’agenzia governativa per esempio, che eroga servizi ai cittadini online, occorre attrezzare l’infrastruttura IT a supporto per i periodi in cui si verifica il maggior numero  di accessi e di richieste da parte degli utenti. A fronte di una domanda di risorse variabile nel tempo, il Cloud computing permette di ridurre sprechi attraverso un migliore bilanciamento fra domanda e offerta delle risorse.
• Co-allocazione delle risorse (Multi-tenancy): i carichi di picco possono essere meno variabili servendo un grande numero di organizzazioni contemporaneamente. Le curve di domanda da un numero elevato di organizzazioni possono rendere le fluttuazioni della domanda meno brusche e più predicibili.
• Grado di utilizzazione dei server: nella cloud i server operano a tassi di utilizzazione più elevati. Mentre una tipica applicazione on-premises viene eseguita al 5 o 10 percento di tasso di utilizzazione, nella cloud la stessa applicazione può ottenere tassi di utilizzo che vanno dal 40 al 70 percento.
• Efficienza dei datacenter: i datacenter di tipo cloud sono progettati per ridurre gli sprechi di energia sfruttando tecnologie ottimizzate per il raffreddamento e l’alimentazione dei sistemi. Si parla in questi casi di Power Usage Effectiveness (PUE) , definita come il rapporto fra l’energia che entra nel datacenter e l’energia utilizzata dai sistemi informatici (il resto dell’energia è consumata nel raffreddamento e per altre funzioni). Nel 2007 l’Agenzia di Protezione dell’Ambiente americana aveva valutato in 1,91 il PUE medio dei data center negli Stati Uniti. Oggi i più avanzati datacenter progettati per I servizi cloud raggiungono livelli di Power Usage Effectiveness di 1,1 o 1,2. Solamente agendo sulle caratteristiche progettuali del data center è possibile raggiungere tassi fino al 40 percento nella riduzione dei consumi.

Altri accorgimenti testimoniano l’efficienza delle tecnologie cloud riguardo all’ambiente.

• Efficienza “by design”: i fornitori di servizi cloud sono i primi ad adeguare le componenti infrastrutturali ai bisogni specifici dei datacenter in termini di ottimizzazione delle risorse energetiche. Essi collaborano alla definizione delle specifiche e alle linee guida di progettazione con i diversi fornitori di tecnologie e sono in grado di ottenere risultati che una normale struttura IT aziendale o dipartimentale non potrebbe conseguire se non a prezzo di investimenti considerevoli.
• Applicazioni e configurazione: nel codice applicativo e nelle configurazioni i fornitori di servizi cloud sono naturalmente portati a introdurre maggiore efficienza nei sistemi.
• Sorgenti di elettricità: i fornitori di servizi cloud possono ridurre le emissioni facendo ricorso a sorgenti di elettricità pulite, come l’idroelettrico e l’eolico.

Quanto si può risparmiare con i servizi cloud?

Un’indagine (Cloud Computing and Sustainability: The Environmental Benefits of Moving to the Cloud, 2010) condotta da Accenture sui prodotti e servizi cloud di Microsoft, ha concluso che I risparmi energetici delle aziende nel passare al cloud dipendono dalla dimensione dell’organizzazione. In particolare:

• più del 90% per le installazioni più piccole, fino a circa 100 utenti
• dal 60% al 90% per le installazioni di medie
  dimensioni, fino a circa 1000 utenti
• dal 30% al 60% per le installazioni più grandi
  fino a circa 10.000 utenti.

Lo studio analizza il caso di un’azienda globale produttrice di beni di consumo per stimare il potenziale risparmio energetico conseguibile con la migrazione dei sistemi di posta elettronica e messaggistica a servizi cloud. L’analisi si è concentrata sulle attività dell’azienda in Europa e Nord America. La tradizionale infrastruttura on premises per circa 50.000 utenti già rende possibili notevoli economie di scala, con un tasso di emissioni per utente molto più basso per qualsiasi normale configurazione di dimensioni piccole o medie. Tuttavia, l’analisi ha rivelato che la migrazione a una soluzione cloud  porterebbe a risparmi energetici e a una riduzione delle emissioni per circa il 32%. Questi risultati sono in linea con le stime riportate sopra: i servizi cloud vantano notevoli margini di efficienza rispetto alle tradizionali infrastrutture on premises, anche nel caso di configurazioni molto grandi e già ottimizzate come quelle dell’azienda globale esaminata in questo caso.

Conclusioni

Il mondo dell’Information Technology è stato tradizionalmente concentrato sull’incremento delle prestazioni e della potenza. Oggi alla ricerca delle performance deve accompagnarsi una nuova attenzione per i consumi. Il cloud computing ha un enorme potenziale per trasformare il mondo dell’IT, riducendo i costi, migliorando l’efficienza e l’agilità dei sistemi e contribuendo alla realizzazione di un mondo più sostenibile. Anche nella Pubblica Amministrazione gli enti e le agenzie che adotteranno servizi cloud potranno beneficiare di grandi vantaggi in termini di innovazione ed efficienza interna e di servizi migliori per i cittadini. A ciò si aggiunge oggi l’opportunità di giocare un ruolo cruciale nel rendere l’IT più sostenibile riducendo i consumi energetici e le emissioni.

Carlo Iantorno