بناء مراكز البيانات مع وضع الاستدامة في الاعتبار: ما الذي ينجح
تُبقي مراكز البيانات العالم الحديث متصلاً بالإنترنت. فهي تعمل على تشغيل الذكاء الاصطناعي الذي يتنبأ بعملية الشراء التالية، وبث برامجك المفضلة دون تخزين مؤقت، وتخزين مكتبتك المتنامية من الصور، وتتيح لك مراسلة الأصدقاء في الجانب الآخر من العالم في ثوانٍ. ولكن كل هذا يأتي بتكلفة. إذ تستهلك هذه المحركات الرقمية كميات هائلة من الكهرباء والمياه، مما يجهد الموارد المحلية ويزيد من الانبعاثات العالمية.
مع استمرار ارتفاع الطلب على الذكاء الاصطناعي والخدمات السحابية والبيانات، تحول بناء مراكز بيانات مستدامة من فكرة لطيفة إلى ضرورة تجارية.
لا يناقش قادة البنية التحتية ما إذا كانت الاستدامة مهمة أم لا. إنهم يركزون على كيفية تحقيقها - على تصميم المرافق التي تلبي أهداف البيئة والصحة والسلامة والبيئة والحوكمة وتخفض التكاليف وتواكب النمو الرقمي المتواصل. ومع تحول الاستدامة إلى المعيار الجديد، يبرز سؤال واحد: ما الذي ينجح؟
الطاقة: خفض الاستهلاك وتحسين الكفاءة
لماذا يعتبر PUE مهمًا (ولماذا لا يعتبر القصة الوحيدة)
يظل استخدام الطاقة أهم جزء من لغز الاستدامة. تقدر وكالة الطاقة الدولية أن مراكز البيانات تمثل الآن ما يقرب من 1-2% من الطلب العالمي على الكهرباء، وهو رقم من المتوقع أن يستمر في الارتفاع مع توسع الذكاء الاصطناعي والتطبيقات الأخرى كثيفة الحوسبة (وكالة الطاقة الدولية، 2023).
تراقب فرق مراكز البيانات عن كثب فعالية استخدام الطاقة (PUE) لتقييم كفاءة الطاقة في العالم الحقيقي. ويعني معدل 1.0 PUE المثالي أن كل واط يذهب مباشرةً إلى الخوادم، دون إهدار في التبريد أو الإضاءة. يمكن لأفضل المنشآت اليوم تحقيق معدل يتراوح بين 1.1 و1.4، وهو ما يمثل تحسناً كبيراً مقارنةً بالتصميمات السابقة.
الخطوات العملية التي تحدث فرقاً
يلجأ المشغلون إلى استراتيجيات مجربة لمحاولة خفض هذه الأرقام:
-التبريد السائل:
على عكس أنظمة الهواء، ينقل السائل الحرارة بعيداً بفعالية أكبر بكثير. حتى أن بعض المرافق تغمر بعض الخوادم في سوائل خاصة تعزز نقل الحرارة وتقلل من الطاقة التي قد تستهلكها المراوح.
-أدوات التحكم في المناخ المُدارة بالذكاء الاصطناعي:
يمكن لنماذج التعلم الآلي التنبؤ بأعباء عمل الخوادم وأنماط الطقس المحلية، وتعديل التبريد في الوقت الفعلي لتجنب إهدار الطاقة.
-أنظمة UPS المعيارية:
وبدلاً من زيادة حجم النسخ الاحتياطية للطاقة، تستخدم العديد من مراكز البيانات الآن وحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة التي توفر السعة المطلوبة بدقة، في المكان المطلوب.
ويُعد مركز بيانات Google في هامينا، فنلندا، مثالاً مثاليًا على ذلك. من خلال سحب مياه البحر الباردة للتبريد، لم تخفض الشركة تكاليف التشغيل فحسب، بل خفضت أيضًا بصمة الكربون في الموقع بشكل كبير (Google، 2022). يسلط هذا النوع من التكيف المحلي الضوء على كيف يمكن للهندسة الذكية المقترنة بالجغرافيا أن تؤتي ثمارها في كل من الاستدامة والنتائج النهائية.
المياه: لماذا هي مهمة بقدر أهمية الطاقة
نحن نميل إلى التركيز على الطاقة، ولكن المياه مهمة أيضاً. يمكن لأجهزة التبريد التبخيري القديمة أن تستهلك ملايين الجالونات من المياه كل عام - وهو أمر يصعب استدامته في المناطق المنكوبة بالجفاف.
يتجه المشغلون الرائدون الآن إلى أساليب أكثر مسؤولية:
-التبريد الأديباتيكي:
تقوم هذه الأنظمة بتبريد الهواء مسبقاً برذاذ خفيف، وتبخر الماء فقط عند الحاجة الفعلية إليه، مما يقلل من الهدر.
-تبريد سائل الحلقة المغلقة:
فبدلاً من سحب المياه العذبة باستمرار، تقوم هذه الأنظمة بتدوير المياه نفسها بشكل متكرر، مما يؤدي إلى خفض الاستخدام الكلي بشكل كبير.
توضح منشأة فيسبوك في برينفيل بولاية أوريغون فعالية هذه الاستراتيجيات. من خلال الجمع بين أنظمة المياه المبتكرة، قلل الموقع من الاستهلاك بنسبة تزيد عن 70% مقارنةً بالتصميمات القديمة (Meta Platforms 2021). هذا النهج يفعل أكثر من مجرد تلميع تقرير الاستدامة - فهو يساعد بفعالية المجتمعات المحلية التي تعتمد على مصادر المياه المشتركة تلك.
الموقع لماذا لا تزال الخريطة مهمة
قبل وقت طويل من قيام المشغلين بتركيب رف واحد، يلعب اختيار مكان البناء دورًا كبيرًا في الكفاءة. وغالبًا ما تستخدم المرافق في المناخات الأكثر برودة التبريد بالهواء الحر معظم أيام السنة، مما يقلل من الحاجة إلى الأنظمة الميكانيكية كثيفة الاستهلاك للطاقة. لهذا السبب تستمر الدول الإسكندنافية وكندا وشمال غرب المحيط الهادئ في جذب مشاريع مراكز البيانات الجديدة.
لا يوجد بديل عن الاستفادة من الطاقة النظيفة القريبة. من خلال تحديد مواقع مراكز البيانات بالقرب من مزارع الرياح أو مجمعات الطاقة الشمسية أو محطات الطاقة الكهرومائية، يمكن للشركات تأمين طاقة خضراء موثوقة من خلال اتفاقيات الشراء المباشر. خذ على سبيل المثال مزارع أمازون للرياح في أيرلندا أو مواقع مايكروسوفت للطاقة الشمسية في أريزونا - هذه التحركات تقلل من الانبعاثات وتمنع زيادة الفواتير في كل مرة ترتفع فيها أسعار النفط والغاز (وكالة الطاقة الدولية، 2023).
البناء الصحيح منذ البداية: البناء المستدام
لا تبدأ الاستدامة عند تشغيل الخوادم. فهي تبدأ من اليوم الأول، مع المواد وممارسات البناء.
إليك كيفية قيام البناة ذوي التفكير المستقبلي بإعداد المسرح:
-استخدمالفولاذ والخرسانة المعاد تدويرها أو منخفضة الكربون:
إن اختيار هذه المواد يقلل من البصمة الكربونية المتضمنة في البناء نفسه.
-تعتمدعلى مكونات معيارية مسبقة الصنع:
يقلل بناء الأجزاء خارج الموقع من الهدر ويحسن الجودة ويسرّع الجداول الزمنية للمشروع.
-التصميممع احتواء الممر الساخن والممر البارد:
من خلال الفصل الطبيعي بين تيارات الهواء الساخن والبارد بشكل طبيعي، تجعل هذه التصميمات نظام التبريد بأكمله أكثر كفاءة منذ البداية.
على مدى العمر الطويل لمركز البيانات، تبدأ هذه القرارات في التراكم. يمكن لخطة تدفق الهواء المبتكرة وحدها أن تقلل من احتياجات طاقة التبريد بنسبة تصل إلى 30%.
الاحتفاظ بالنتيجة: أهمية المقاييس والشفافية
لمواصلة التحسين، يجب على المشغلين تتبع أدائهم. توفر مراقبة PUE وفعالية استخدام المياه (WUE) للفرق الرؤى التي يحتاجونها لضبط عملياتهم. يطالب المستثمرون والشركاء الآن بشكل متزايد بتقارير واضحة وعمليات تدقيق من طرف ثالث للتحقق من صحة مطالبات الاستدامة.
هذا المستوى من الشفافية يتجاوز مجرد الامتثال، فهو يكسب الثقة. وبينما تزيد الشركات من تركيزها على الآثار الكربونية لسلسلة التوريد، فإنها ستدخل في شراكات مع مراكز البيانات التي تثبت التزامها الحقيقي بالممارسات الخضراء.
أكثر من مجرد بصريات ESG
من الإنصاف أن نتساءل عما إذا كان كل هذا من أجل العناوين الرئيسية في مجال الحوكمة البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات. ولكن مرارًا وتكرارًا، تُظهر النتائج أن هذه الاستثمارات تؤتي ثمارها. فاستخدام كميات أقل من الطاقة والمياه يقلل من الفواتير، ويحمي المشغلين من نقص الموارد، ويساعد على تجنب الإجراءات التنظيمية غير المتوقعة.
هناك أيضًا زاوية تنافسية. تميل الشركات الرائدة في مجال الاستدامة إلى كسب العملاء الذين ينظرون إلى البنية التحتية الخضراء كامتداد لقيم علامتهم التجارية. أما الشركات التي تتخلف عن الركب فتخاطر بفقدان حصتها في السوق وسمعتها.
إلى أين تتجه: من التعديلات الذكية إلى التجارب الجريئة
لا تتوقف الصناعة عند التحسينات الطفيفة. فالمهندسون يستكشفون أفكاراً كبيرة، من وضع الرفوف تحت الماء إلى تسخير التيارات الطبيعية للتبريد، إلى توجيه الحرارة المهدرة إلى الأحياء المحلية. لا تزال العديد من هذه المفاهيم قيد التطوير، لكنها تُظهر التزام القطاع بإيجاد حلول أكثر ابتكاراً وأكثر مراعاة للبيئة.
كانت مراكز البيانات ذات يوم مستهلكة سيئة السمعة للطاقة. أما الآن، فقد أصبحت حلولاً حقيقية للمناخ. وسواء أكانوا يغمرون الخوادم بالزيت، أو يعزلون السوائل، أو يستخدمون الذكاء الاصطناعي لتقليل استهلاك الطاقة، أو يختارون مواد بناء منخفضة الكربون، فإن كل إنجاز يساعد التكنولوجيا والكوكب على الازدهار جنباً إلى جنب.
الشراكة مع إنترول لبناء أكثر ذكاءً
في Introl، نوجه العملاء من خلال المفاضلات المعقدة لبناء مراكز البيانات التي يجب أن تكون سريعة وقابلة للتطوير وصديقة للبيئة. وسواء كنت تقوم بنشر مجموعات كثيفة من وحدات معالجة الرسومات للذكاء الاصطناعي أو تقوم بنشر مواقعك المتطورة العادية، فإن القرارات التي تتخذها الآن سيكون لها تأثير بيئي لسنوات.
إذا كنت مستعداً لاستكشاف كيف يمكن لمشروعك القادم أن يتبنى استراتيجياتك الخضراء دون التضحية بالأداء أو الجداول الزمنية، دعنا نتحدث. معاً، يمكننا أن نبني معاً بنية تحتية ضرورية وفعّالة، ونساعد في خلق مستقبل يزدهر جنباً إلى جنب مع كوكب أكثر صحة.
المراجع (أسلوب شيكاغو)
- الوكالة الدولية للطاقة. مراكز البيانات وشبكات نقل البيانات. الوكالة الدولية للطاقة، 2023.
- جوجل. التقرير البيئي لعام 2022. Alphabet Inc., 2022.
- المنصات الوصفية. أبرز معالم الاستدامة. ميتا، 2021.
- الوكالة الدولية للطاقة. تتبع مراكز البيانات 2023. الوكالة الدولية للطاقة، 2023.
التأثير البيئي للحوسبة السحابية - Mudiator. https://mudiator.com/the-environmental-impact-of-cloud-computing/
