5
עריכות
שינויים
קפיצה לניווט
קפיצה לחיפוש
הסבר כללי על מחשוב ירוק (Green IT), עקרונות ותוצאות
=מחשוב ירוק (Green IT)=
תעשיית המחשוב והתוכנה זוכה לדימוי "נקי" בדעת הקהל, לפחות בהשוואה לתעשיות מסורתיות, הנקשרות בדרך כלל בהיבט הסביבתי לשימוש מסיבי באנרגיה, ארובות פולטות עשן וזיהום הסביבה.
הדימוי הנקי נובע כנראה מכמה סיבות:
1- לתעשיית התכנה (להבדיל מתעשיית החומרה) יש באמת השפעות סביבתיות פחותות לעומת תעשיות מסורתיות. התוצר של תעשיה זו היא באופן עקרוני קוד בינארי הניתן לאחסון במחשב, או על גבי כל מדיה דיגיטאלית. במובן מסוים ניתן להגיד שהוא מוצר וירטואלי, ללא משקל, ללא נפח פיזי וללא השפעות סביבתית בפני עצמו. לצורך ייצורו כל מה שדרוש באופן תיאורטי הוא עבודת מתכנתים ומקצועות נלוות (מנתחי מערכות, אנשי בדיקה וכו') ומחשבים. מרכיבי הייצור של תעשיה מסורתית (מפעל, פס ייצור, חומרי גלם, תהליכים פיזיקאליים וכימיים, מחסנים, מלאי, פסולת, זיהום וכו') לא קיימים כאן או שהם מינימאליים.
2- תעשיית החומרה, שהיא דומה יותר באופייה לתעשייה המסורתית, קיימת לרוב מחוץ למדינות העשירות. החלק של תעשיית החומרה המתקיימת בישראל או במדינות עשירות אחרות היא בדרך כלל מחקר ופיתוח, ולפעמים האינטגרציה הסופית. לרוב הייצור המאסיבי של רכיבים אלקטרוניים וציוד שלם נעשה במדינות עניות, בבחינת "רחוק מהעין, רחוק מהלב".
3- השימוש של מוצרי הצריכה של תעשיות אלו נחשב (בטעות) ללא מזיק לסביבה. רק צורך בחשמל להפעלת הציוד נחשב למשתנה בעל השלכות סביבתיות.
התמונה הופכת לבעייתית יותר ברגע שמסתכלים על מחזור החיים של המוצר, קרי המחשב וציודו ההיקפי:
* מאזן החומרים הדרושים ליצור מחשב (material intensity) הוא פי 10 יותר גבוה מאשר בייצור מכונית או מקרר. נתון זה בעייתי במיוחד לאור העובדה שהתחלופה של המחשבים היא הרבה יותר מהירה מאשר מכוניות או מקררים.
* 80% מהאנרגיה הדרושה במחזור החיים של מחשב, נצרכת לפני שהמשתמש בכלל מדליק אותו, כלומר, בתהליך הייצור וההובלה.
* צריכת האנרגיה של המחשבים ביתיים, היא גבוהה. רק דוד חשמלי עובר אותו בצריכת אנרגיה לאורך זמן. כשמדובר על מחשוב ארגוני, כמובן שעלויות האנרגיה מאמירות ככל שהרשת גדולה ומסועפת יותר.
* קצב ההתקדמות הטכנולוגית, אי-ההתאמות המכוונות וההתיישנות המתוכננת של המחשבים הציוד הנלווה מכתיבות לא רק תחלופה מהירה, אלא גם קושי גדול במחזורם. שימוש חוזר של מחשבים צורך מ-1/5 עד 1/20 מהאנרגיה הדרושה למחזור מחשב.
* כתוצאה מכך, מיליוני מחשבים, מסכים וציוד היקפי אחר שיכולים להיות בהחלט שימושיים מושלכים מידי שנה לאתרי ההטמנה (הערכה של 150 מיליון מחשבים באתרי פסולת בארה''ב עד 2005).
* הפסולת האלקטרונית היא כיום בערך 2% מזרם הפסולת המוצקה בארה"ב, והאחוז היחסי שלה רק גדל מידי שנה.
* רעילות הפסולת האלקטרונית, לעומת זאת, חורגת בהרבה מהייצוג שלה בפסולת הכללית. יותר מ-1000 כימיקלים המשומשים במהלך הייצור (ביניהם עופרת, קדמיום, וכספית, למשל), החשודים כמסרטנים או גורמי מחלות, עלולים למצוא את דרכם לאוויר, לקרקע ולמי התהום.
מכל קשת הבעיות הסביבתיות שהוזכרו, המחשוב הירוק (Green IT) מתמקד בעיקר בצמצום צריכת האנרגיה על ידי המחשבים, בדרך כלל בסביבה העסקית,כלומר, במרכזי המחשוב של חברות גדולות ובמערך תחנות העבודה שלהם.
קיימות גם יוזמות של יצרני מחשבים אישיים המנסות להתמודד הן עם התשומות הבעייתיות (חומרים, כימיקלים) של הייצור והן עם בעיית השימוש החוזר של המחשבים וטיפולם "מהעריסה לעריסה". קיימות תוכניות של חברות ענק כמו SUN Microsystem ו-Microsoft שבהם לקוחות יכולים להחזיר לחברה ציוד מיושן ללא עלות, והחברה מפרקת אותו ומנצלת מחדש את החלקים הניתנים לשימוש חוזר. מבחינת הרשויות גם קיימות יוזמות (כמו הדירקטיבה האירופית לפסולת חשמלית ואלקטרונית) הקשורות לטיפול בפסולת האלקטרונית באירופה ובארה"ב.
===בעיות האנרגיה של מרכזי מחשוב===
מרכז מחשוב (data center) בחברה הגדולה הוא המקום הפיזי איפה שרוב תשתיות המחשוב של החברה העסקית נמצאות. מדובר על שרתים (כלומר מחשבים גדולים המשרתים אפליקציות ותכונות שמשתמשי הארגון צריכים), ספקי כוח, מערכות גיבוי נתונים, ציוד תקשורת ורשת וכדומה. מרכזי מחשוב בדרך כלל ממוקמים בחדרים אטומים, משיקולי הגנה על המידע (גישה פיזית מותרת רק למספר מצומצם מאוד של עובדים) ומשיקולי בקרת אקלים (ציוד זה הוא ברך כלל רגיש מאוד לשינויי טמפרטורה ולחות).
הציוד הקיים במרכז המחשוב דורש הרבה אנרגיה להפעלתו, ומתחמם מהר מאוד, מה שגורם בתורו לדרישה נוספת של אנרגיה לטובת הקירור.
האחראי על מרכז מחשוב על פי תפיסת המחשוב הירוק אמור לעשות מהפך תפיסתי שמתחיל מצורך תפעולי (חוסר מקום, בעיות קירור ובעיות הספקת אנרגיה), דרך הצורך הפיננסי (חיסכון בחשבון החשמל) עד לתפיסה ירוקה (רצון לתרום למאמץ הפחתת טביעת הרגל האקולוגית של החברה).
על פי ניתוחים של אנליסטים בתחום ה-IT, ב-2008, כ-50% ממרכזי המחשוב יתקשו לספק את האנרגיה והקירור הדרושים לצמיחת המערכות של הארגון, וכמעט חצי מתקציב התפעולי של יחידות התשתיות יופנה לתשלום על חשמל בלבד.
לאן הולך החשמל במרכז מחשוב ?
* 33% לטובת הציוד עצמו (שרתים, נתבי רשת וכו')
* 34% לטובת מיזוג האוויר
* 33% הנותר מתחלק בין איבודי אנרגיה בממירים, בקרת לחות, תאורה, וכו'
אבל על כל וואט הנחסך בגין הקטנת הצריכה של הציוד עצמו, נחסך לפחות עוד וואט בסעיפים הנלווים (בעיקר בגין חיסכון במיזוג אוויר).
===בעיות האנרגיה של תחנות העבודה===
בנוסף למרכז המחשוב, ישנם הלקוחות של המערכות המתוחזקות שם, קרי, משתמשי הארגון. המשמעות של כל משתמש היא בדרך כלל מחשב שולחני או נייד נוסף, הפועל כתחנת קצה, המחוברת לרשת. האנרגיה הנצרכת על ידי מחשב בודד (בין 40 ל-100 וואט) יכולה להיראות נמוכה, עד שמכפילים אותה בכמות המשתמשים (למשל, 100 בארגון בינוני, ואולי 10,000 בארגון ענק). גם כאן, כל צמצום בצריכת האנרגיה, יכול לגרום לחיסכון גדול, הן בחשבון החשמל, הן סביבתית.
===הפתרונות המוצעים על ידי גישת המחשוב הירוק===
1- רכישת ציוד חסכוני בחשמל: רוב הספקי המחשבים מחזיקים כיום דגמים חסכוניים בחשמל,ועם התגברות הביקוש היעילות האנרגטית של המחשבים משתפרת כל הזמן.
2- הטמעת מדיניות שמירת אנרגיה בארגון: למשל, קונפיגורציה של המחשבים והמסכים כך שייכבו לאחר כמה דקות ללא שימוש וכו'
3- תחנות קצה וירטואליות (Virtual desktops): מדובר על מחשבים אישיים קלים במיוחד, במובן הזה שמשמשות רק להעברת פיקסלים, הקשות על המקלדת ולחיצות עכבר בין השרת (בו התוכנות רצות) לבין התחנה שמולה המשתמש יושב. היות ואין כמעט חישוב בתחנה עצמה, הדרישות להספק יורדות בצורה משמעותית (עד 4 וואט לתחנה).
4- קונסולידציה של שרתים (server consolidation): איחוד כמה שרתים פיזיים גדולים, בשרת אחד מתקדם, המסוגל להריץ את כולם בצורה וירטואלית, כאשר כל שרת "כאילו" רץ לבד עם המשאבים הדרושים לו. השרת המאוחד הוא חסכוני בהרבה לעומת השרתים הקודמים.
5- יישום שינויי ארכיטקטורה בשרתים שבמרכז המחשוב (שינויים טכניים) כך שאיבוד האנרגיה יורד למינימום ההכרחי.
===תוצאות המחשוב הירוק===
על פי חברת SUN, התוצאות של פרויקטי מחשוב ירוק שבוצעו על ידם בכמה מקומות באירופה ובארה"ב הם מרשימות:
* יותר מ-60% חיסכון במקום במרכז המחשוב
* יותר מ-60% חיסכון בהוצאות חשמל עבור שרתים ותחנות עבודה
* יותר מ-30% חיסכון בעלויות תחזוקת מרכז המחשוב
* שיפור יעילות השימוש בשרתים ביתר מ-80%
* חיסכון בפליטות פחמן לאטמוספרה בהתאם לצמצום השימוש בחשמל
===קישורים===
[http://pubs.acs.org/subscribe/journals/esthag-w/2004/oct/tech/kb_calculating.html לצפייה במאמר על חישוב העלות הסביבתית של המחשוב]
[http://www.sbc.co.il/vod/status/green/4.pdf לצפייה במצגת של חברת SUN Microsystems]
תעשיית המחשוב והתוכנה זוכה לדימוי "נקי" בדעת הקהל, לפחות בהשוואה לתעשיות מסורתיות, הנקשרות בדרך כלל בהיבט הסביבתי לשימוש מסיבי באנרגיה, ארובות פולטות עשן וזיהום הסביבה.
הדימוי הנקי נובע כנראה מכמה סיבות:
1- לתעשיית התכנה (להבדיל מתעשיית החומרה) יש באמת השפעות סביבתיות פחותות לעומת תעשיות מסורתיות. התוצר של תעשיה זו היא באופן עקרוני קוד בינארי הניתן לאחסון במחשב, או על גבי כל מדיה דיגיטאלית. במובן מסוים ניתן להגיד שהוא מוצר וירטואלי, ללא משקל, ללא נפח פיזי וללא השפעות סביבתית בפני עצמו. לצורך ייצורו כל מה שדרוש באופן תיאורטי הוא עבודת מתכנתים ומקצועות נלוות (מנתחי מערכות, אנשי בדיקה וכו') ומחשבים. מרכיבי הייצור של תעשיה מסורתית (מפעל, פס ייצור, חומרי גלם, תהליכים פיזיקאליים וכימיים, מחסנים, מלאי, פסולת, זיהום וכו') לא קיימים כאן או שהם מינימאליים.
2- תעשיית החומרה, שהיא דומה יותר באופייה לתעשייה המסורתית, קיימת לרוב מחוץ למדינות העשירות. החלק של תעשיית החומרה המתקיימת בישראל או במדינות עשירות אחרות היא בדרך כלל מחקר ופיתוח, ולפעמים האינטגרציה הסופית. לרוב הייצור המאסיבי של רכיבים אלקטרוניים וציוד שלם נעשה במדינות עניות, בבחינת "רחוק מהעין, רחוק מהלב".
3- השימוש של מוצרי הצריכה של תעשיות אלו נחשב (בטעות) ללא מזיק לסביבה. רק צורך בחשמל להפעלת הציוד נחשב למשתנה בעל השלכות סביבתיות.
התמונה הופכת לבעייתית יותר ברגע שמסתכלים על מחזור החיים של המוצר, קרי המחשב וציודו ההיקפי:
* מאזן החומרים הדרושים ליצור מחשב (material intensity) הוא פי 10 יותר גבוה מאשר בייצור מכונית או מקרר. נתון זה בעייתי במיוחד לאור העובדה שהתחלופה של המחשבים היא הרבה יותר מהירה מאשר מכוניות או מקררים.
* 80% מהאנרגיה הדרושה במחזור החיים של מחשב, נצרכת לפני שהמשתמש בכלל מדליק אותו, כלומר, בתהליך הייצור וההובלה.
* צריכת האנרגיה של המחשבים ביתיים, היא גבוהה. רק דוד חשמלי עובר אותו בצריכת אנרגיה לאורך זמן. כשמדובר על מחשוב ארגוני, כמובן שעלויות האנרגיה מאמירות ככל שהרשת גדולה ומסועפת יותר.
* קצב ההתקדמות הטכנולוגית, אי-ההתאמות המכוונות וההתיישנות המתוכננת של המחשבים הציוד הנלווה מכתיבות לא רק תחלופה מהירה, אלא גם קושי גדול במחזורם. שימוש חוזר של מחשבים צורך מ-1/5 עד 1/20 מהאנרגיה הדרושה למחזור מחשב.
* כתוצאה מכך, מיליוני מחשבים, מסכים וציוד היקפי אחר שיכולים להיות בהחלט שימושיים מושלכים מידי שנה לאתרי ההטמנה (הערכה של 150 מיליון מחשבים באתרי פסולת בארה''ב עד 2005).
* הפסולת האלקטרונית היא כיום בערך 2% מזרם הפסולת המוצקה בארה"ב, והאחוז היחסי שלה רק גדל מידי שנה.
* רעילות הפסולת האלקטרונית, לעומת זאת, חורגת בהרבה מהייצוג שלה בפסולת הכללית. יותר מ-1000 כימיקלים המשומשים במהלך הייצור (ביניהם עופרת, קדמיום, וכספית, למשל), החשודים כמסרטנים או גורמי מחלות, עלולים למצוא את דרכם לאוויר, לקרקע ולמי התהום.
מכל קשת הבעיות הסביבתיות שהוזכרו, המחשוב הירוק (Green IT) מתמקד בעיקר בצמצום צריכת האנרגיה על ידי המחשבים, בדרך כלל בסביבה העסקית,כלומר, במרכזי המחשוב של חברות גדולות ובמערך תחנות העבודה שלהם.
קיימות גם יוזמות של יצרני מחשבים אישיים המנסות להתמודד הן עם התשומות הבעייתיות (חומרים, כימיקלים) של הייצור והן עם בעיית השימוש החוזר של המחשבים וטיפולם "מהעריסה לעריסה". קיימות תוכניות של חברות ענק כמו SUN Microsystem ו-Microsoft שבהם לקוחות יכולים להחזיר לחברה ציוד מיושן ללא עלות, והחברה מפרקת אותו ומנצלת מחדש את החלקים הניתנים לשימוש חוזר. מבחינת הרשויות גם קיימות יוזמות (כמו הדירקטיבה האירופית לפסולת חשמלית ואלקטרונית) הקשורות לטיפול בפסולת האלקטרונית באירופה ובארה"ב.
===בעיות האנרגיה של מרכזי מחשוב===
מרכז מחשוב (data center) בחברה הגדולה הוא המקום הפיזי איפה שרוב תשתיות המחשוב של החברה העסקית נמצאות. מדובר על שרתים (כלומר מחשבים גדולים המשרתים אפליקציות ותכונות שמשתמשי הארגון צריכים), ספקי כוח, מערכות גיבוי נתונים, ציוד תקשורת ורשת וכדומה. מרכזי מחשוב בדרך כלל ממוקמים בחדרים אטומים, משיקולי הגנה על המידע (גישה פיזית מותרת רק למספר מצומצם מאוד של עובדים) ומשיקולי בקרת אקלים (ציוד זה הוא ברך כלל רגיש מאוד לשינויי טמפרטורה ולחות).
הציוד הקיים במרכז המחשוב דורש הרבה אנרגיה להפעלתו, ומתחמם מהר מאוד, מה שגורם בתורו לדרישה נוספת של אנרגיה לטובת הקירור.
האחראי על מרכז מחשוב על פי תפיסת המחשוב הירוק אמור לעשות מהפך תפיסתי שמתחיל מצורך תפעולי (חוסר מקום, בעיות קירור ובעיות הספקת אנרגיה), דרך הצורך הפיננסי (חיסכון בחשבון החשמל) עד לתפיסה ירוקה (רצון לתרום למאמץ הפחתת טביעת הרגל האקולוגית של החברה).
על פי ניתוחים של אנליסטים בתחום ה-IT, ב-2008, כ-50% ממרכזי המחשוב יתקשו לספק את האנרגיה והקירור הדרושים לצמיחת המערכות של הארגון, וכמעט חצי מתקציב התפעולי של יחידות התשתיות יופנה לתשלום על חשמל בלבד.
לאן הולך החשמל במרכז מחשוב ?
* 33% לטובת הציוד עצמו (שרתים, נתבי רשת וכו')
* 34% לטובת מיזוג האוויר
* 33% הנותר מתחלק בין איבודי אנרגיה בממירים, בקרת לחות, תאורה, וכו'
אבל על כל וואט הנחסך בגין הקטנת הצריכה של הציוד עצמו, נחסך לפחות עוד וואט בסעיפים הנלווים (בעיקר בגין חיסכון במיזוג אוויר).
===בעיות האנרגיה של תחנות העבודה===
בנוסף למרכז המחשוב, ישנם הלקוחות של המערכות המתוחזקות שם, קרי, משתמשי הארגון. המשמעות של כל משתמש היא בדרך כלל מחשב שולחני או נייד נוסף, הפועל כתחנת קצה, המחוברת לרשת. האנרגיה הנצרכת על ידי מחשב בודד (בין 40 ל-100 וואט) יכולה להיראות נמוכה, עד שמכפילים אותה בכמות המשתמשים (למשל, 100 בארגון בינוני, ואולי 10,000 בארגון ענק). גם כאן, כל צמצום בצריכת האנרגיה, יכול לגרום לחיסכון גדול, הן בחשבון החשמל, הן סביבתית.
===הפתרונות המוצעים על ידי גישת המחשוב הירוק===
1- רכישת ציוד חסכוני בחשמל: רוב הספקי המחשבים מחזיקים כיום דגמים חסכוניים בחשמל,ועם התגברות הביקוש היעילות האנרגטית של המחשבים משתפרת כל הזמן.
2- הטמעת מדיניות שמירת אנרגיה בארגון: למשל, קונפיגורציה של המחשבים והמסכים כך שייכבו לאחר כמה דקות ללא שימוש וכו'
3- תחנות קצה וירטואליות (Virtual desktops): מדובר על מחשבים אישיים קלים במיוחד, במובן הזה שמשמשות רק להעברת פיקסלים, הקשות על המקלדת ולחיצות עכבר בין השרת (בו התוכנות רצות) לבין התחנה שמולה המשתמש יושב. היות ואין כמעט חישוב בתחנה עצמה, הדרישות להספק יורדות בצורה משמעותית (עד 4 וואט לתחנה).
4- קונסולידציה של שרתים (server consolidation): איחוד כמה שרתים פיזיים גדולים, בשרת אחד מתקדם, המסוגל להריץ את כולם בצורה וירטואלית, כאשר כל שרת "כאילו" רץ לבד עם המשאבים הדרושים לו. השרת המאוחד הוא חסכוני בהרבה לעומת השרתים הקודמים.
5- יישום שינויי ארכיטקטורה בשרתים שבמרכז המחשוב (שינויים טכניים) כך שאיבוד האנרגיה יורד למינימום ההכרחי.
===תוצאות המחשוב הירוק===
על פי חברת SUN, התוצאות של פרויקטי מחשוב ירוק שבוצעו על ידם בכמה מקומות באירופה ובארה"ב הם מרשימות:
* יותר מ-60% חיסכון במקום במרכז המחשוב
* יותר מ-60% חיסכון בהוצאות חשמל עבור שרתים ותחנות עבודה
* יותר מ-30% חיסכון בעלויות תחזוקת מרכז המחשוב
* שיפור יעילות השימוש בשרתים ביתר מ-80%
* חיסכון בפליטות פחמן לאטמוספרה בהתאם לצמצום השימוש בחשמל
===קישורים===
[http://pubs.acs.org/subscribe/journals/esthag-w/2004/oct/tech/kb_calculating.html לצפייה במאמר על חישוב העלות הסביבתית של המחשוב]
[http://www.sbc.co.il/vod/status/green/4.pdf לצפייה במצגת של חברת SUN Microsystems]