ניו יורק טיימס, 25/9/2012
למכונות של ג'ף רוטשילד בפייסבוק היתה בעיה, שרוטשילד ידע כי עליו לפתור במהירות. הן עמדו להינמס. החברה דחסה בשטח שכור של 12 על 18 מטר ערימות שרתים שנדרשו לאכסן ולעבד מידע מחשבונות המשתמשים. החשמל שהוזרם למחשבים האלו חימם יתר על המידה את שקעי האית'רנט -רשת התקשורת המקומית- ומרכיבים חיוניים אחרים.
לאחר חשיבה זריזה, רוטשילד, המהנדס הראשי של החברה, שלח כמה עובדים לקנות כל מאוורר שיוכלו למצוא כדי לשלוח אוויר קר אל הציוד ולמנוע מהאתר לקרוס.
כל זה אירע בתחילת 2006, כשלפייסבוק היתה כמות צנועה של 10 מיליון משתמשים ומרכז שרתים אחד. היום, המידע שיוצרים קרוב למיליארד אנשים דורש תשתיות עצומות, עם שורות על גבי שורות של שרתים המתפרשות על פני מאות ואלפי מטרים רבועים, ומערכות קירור תעשיתיות.
התשתיות של פייסבוק הן שבריר מעשרות אלפי מרכזי שרתים שקיימים כיום ותומכים במפץ של העידן הדיגיטלי. כמויות כבירות של נתונים נכנסות לתנועה מידי יום עם כל קליק או נגיעה במסך, כשאנשים מורידים סרטים מאייטיונס, בודקים את חשבון האשראי באתר ויזה, שולחים מייל ביאהו עם קובץ מצורף, רוכשים באמזון, מצייצים בטוויטר או קוראים עיתון ברשת.
בדיקה באורך שנה שערך הניו-יורק טיימס חשף כי יסודות אלו של תעשיית המידע עומדים בסתירה לתדמית היעילות והידידותיות לסביבה שנוצרה לתעשיה זו.
מרבית מרכזי השרתים, מכורח העיצוב שלהם, צורכים כמויות עצומות של אנרגיה בבזבזנות בלתי הולמת. חברות האינטרנט מפעילות את המתקנים שלהם בקיבולת מלאה סביב השעון, ללא קשר לביקוש. כתוצאה מכך, מרכזי השרתים יכולים לבזבז 90% או יותר מהחשמל שהם צורכים.
כדי לשמור מפני נפילת מתח, חברות האינטרנט מסתמכות על בנקים של גנרטורים שפולטים דיזל. לפי מסמכים, הרשויות מתחילות לקבוע בהדרגה כי הזיהום ממרכזי השרתים מפר תקנות אוויר נקי. בעמק הסיליקון, מרכזי שרתים רבים נמצאים ברשימת הגופים המזהמים ביותר את האוויר.
ברחבי העולם, מאכסני המידע הדיגיטלי משתמשים בכ-30 מיליארד וואט של חשמל, כמות השווה בחישוב גס לתוצר של 30 תחנות כוח גרעיניות, כך לפי הערכת מומחים. מרכזי שרתים בארה"ב אחראים לרבע עד שליש מתצרוכת זו.
"ההבנה של המספרים והגודל האמיתי של המערכות האלו מטלטל, גם עבור אנשים מהתעשיה", אמר פיטר גרוס, שסייע בתכנון מאות מרכזי שרתים. "מרכז שרתים בודד יכול לצרוך יותר חשמל מעיר בגודל בינוני".
יעילות אנרגטית משתנה מאוד מחברה לחברה, אך ניתוח של הניו-יורק טיימס ומקינזי של צריכת האנרגיה במרכזי שרתים מצא כי בממוצע, 6%-12% מתצרוכת החשמל לשרתים משמשת לביצוע חישובים. השאר משמש להשארת השרתים במצב המתנה, כך שיהיו מוכנים לשימוש במצב של עליה בפעילות, כך שהאתר לא יאט או יקרוס.
המחקר דגם כ-20,000 שרתים ב-70 מרכזי שרתים גדולים של חברות תרופות, ספקים לצבא, בנקים, חברות מדיה וסוכנויות ממשלה. "זה הסוד המלוכלך של התעשיה, ואף אחד לא רוצה להיות הראשון להודות באשמה", אמר מנהל בכיר שביקש לא להזדהות, כדי להגן על המוניטין של החברה שלו. "אם היינו מפעל ייצור, היו סוגרים אותנו מייד".
המציאות הפיזית הזו של הנתונים רחוקה מהמיתולוגיה שנוצרה לאינטרנט: היכן שחיים מתקיימים במרחב הוירטואלי וכל פיסת זיכרון מאוכסנת "בענן".
השימוש הלא יעיל בחשמל מונע לרוב ממערכת היחסים הסימביוטית בין המשתמשים שדורשים תגובה מיידית לקליק עכבר וחברות שאי עמידה בציפיות האלו פירושה סיכון לעסק שלהן.
גם חשמל זורם במלוא התפוקה אינו מספק עבור התעשיה. בנוסף לגנראטורים, מרבית מרכזי השרתים הגדולים מחזיקים בנקים של גלגלי תנופה ענקיים עם אלפי סוללות, רבות מהן דומות למצברים של רכב, כדי להזרים חשמל למחשבים במקרה של כשל מערכת, בתוך כמה אלפי שניות.
"זה בזבוז", אמר דניס פ.סימנסקי, חוקר בכיר במוסד לאנרגיית חשמל, קבוצה ללא מטרות רווח. "יש כאן יותר מידי פוליסות ביטוח".
לפחות תריסר מרכזי שרתים גדולים תועדו מפרים תקנות אוויר נקי בווירג'יניה ובאילינוי לבדה, לפי רישומים ממשלתיים. אמזון היתה אחראית ל-24 הפרות בשלוש השנים האחרונות בצפון וירג'יניה, כולל הפעלת חלק מהגנראטורים של החברה ללא אישור בסיסי.
מספר חברות אמרו שהשתמשו בתוכנה שהונדסה מחדש באופן היקפי ובמערכות קירור שנועדו להפחית את בזבוז החשמל. ביניהן פייסבוק וגוגל, שעיצבו מחדש את החומרה שלהן. עדיין, לפי גילויים אחרונים, מרכזי השרתים של גוגל צורכים קרוב ל-300 מיליון וואט, ואלו של פייסבוק כ-60 מיליון וואט.
רבים מהפתרונות האלו זמינים באופן מיידי, אך בתעשיה הסולדת מסיכון מרבית החברות נרתעות משינוי סיטונאי. שיפור או הערכת מצב בנושא מסובכים, בשל האופי החשאי של התעשיה שמבוססת ברובה על גישה למידע אישי של אנשים.
מסיבות של אבטחה, חברות אפילו לא חושפות את המיקום של מרכזי השרתים שלהן, שממוקמים במבנים אנונימיים תחת אבטחה כבדה. חברות גם שומרות על הטכנולוגיה שלהן מסיבות תחרותיות, אמר מייקל מנוס, מנהל ותיק בתעשיה. "כל הצעדים הללו הם משחק שנועד לגונן על מועדון החברים הסגור", אמר.
החשאיות מתגברת כשמגיעים לשימוש באנרגיה. כדי לסבך ביצוע הערכות מצב, אף סוכנות ממשלתית יחידה לא מחזיקה בסמכויות המעקב אחר התעשיה. למעשה, הממשל הפדרלי לא יכל לקבוע כמה אנרגיה צורכים מרכזי השרתים שלו עצמו, לפי פקידים שהיו מעורבים במחקר שהושלם בשנה שעברה.
במחקר כן התגלה שמספר מרכזי השרתים הפדרליים צמח מ-432 ב-1998 ל-2,094 ב-2010. המחקר התבסס על אלפי מסמכים מקומיים וממשלתיים, תיעודים של ארגוני סביבה וחופש מידע, וביקורים במרכזי שרתים.
חלק מהאנליסטים מזהירים מכך שככל שכמות הנתונים והאנרגיה ימשיכו לעלות, חברות שלא ישנו את התנהגותן יעמדו בסופו של דבר בפני טלטלה בתעשיה שהיתה נתונה בעבר לתהפוכות, כולל התפוצצות של בועת הדוט.קום בשנות ה-90.
"זה לא בר קיימא", אמר מארק בראמפיט, יועץ לתעשיות מידע. "הם הולכים להתנגש בקיר לבנים".
מיליארדים של בייטים
כשהוא לבוש בטי-שירט של FC ברצלונה ובמכנסי ברמודה פשוטים, אנדריי טראן טייל במרכז השרתים של יאהו בסנטה קלרה, היכן שהוא משמש כמנהל התפעול של האתר. הממלכה של טראן, שכללה שרתים המוקדשים לספורט, פנטזיה ושיתוף תמונות, כמו גם לדברים אחרים, היתה שטח הגון של אינספור חדרי מחשבים היכן שגלי הגאות של הנתונים נשטפים.
מסדרונות אחרי מסדרונות של שרתים עם אורות מהבהבים כחולים, ירוקים ובצבע ענבר, המונחים על רצפה מנוקבת חורים עגולים שפולטים אוויר קר. בתוך כל שרת מסתובבים כוננים קשיחים שמאכסנים את המידע. הרמז היחיד לכך שמדובר במרכז של יאהו, ששמה לא נראה בשום מקום, נמצא בסבך כבלים הצבועים בצבעי החברה – סגול וצהוב.
"כאן יכולים להימצא מיילים של אלפי אנשים", אמר טראן והצביע לעבר אחד המסדרונות. "אנשים שומרים מיילים וקבצים מצורפים לנצח, כך שצריך הרבה מקום".
בכל שנה המעבדים בשרתים הופכים מהירים יותר, ואכסון מדיה הופך דחוס וזול יותר, אך הקצב המסחרר של ייצור המידע מעט גבוה יותר.
ג'רמי ברטון, מומחה לאכסון מידע, סיפר שכשעבד בחברת מחשבים לפני עשור, הלקוח ה'כבד' ביותר מבחינת נתונים החזיק מסד נתונים של 50,000 ג'יגה-בייט.
היום, כמיליון ג'יגהבייט מעובדים ומאוכסנים במרכז שרתים במהלך יצירת סרט תלת-מימד בודד, אמר ברטון, כעת בכיר בחברת אחסון המידע EMC. רק אחת מלקוחות החברה, הבורסה בניו-יורק, מייצרת עד 2,000 ג'יגהבייט של נתונים ביום, אותם חייבים לשמור למשך שנה, הוסיף.
EMC וארגון הנתונים הבינלאומי מעריכים שיותר מ-1.8 טריליון ג'יגהבייט של מידע דיגיטלי נוצרו ברחבי העולם בשנה שעברה. "זה מירוץ בין היכולת שלנו לייצר מידע ובין היכולת שלנו לאכסן ולנהל מידע", אמר ברטון. כשלושה-רבעים מהמידע הזה, מעריכים ב-EMC, נוצר על-ידי צרכנים בודדים.
ללא מושג על כך שהמידע הוא פיזי, וששמירתו צורכת מקום ואנרגיה, הצרכנים האלו פיתחו הרגל של שליחת קבצים עצומים של מידע הלוך ושוב, כמו מיילים קבוצתיים עם תמונות מצורפות וסרטי וידיאו.
גם הפעולות היומיומיות של הפעלת אפליקציה או חיפוש מסעדה איטלקית במנהטן דורשות שרתים המוצבים בהיכון כדי לעבד את המידע. "אם תאמר למישהו שהוא לא יכול להיכנס ליו-טיוב או להוריד סרט מנטפליקס, הם יגידו לך שזו זכות שניתנה להם מהאל", אמר ברוס טיילור, סגן נשיא Uptime, ארגון מקצועי לחברות המפעילות מרכזי שרתים.
כדי לתמוך בכל הפעילות הדיגיטלית הזו, ישנם כיום יותר משלושה מיליון מרכזי שרתים בגדלים משתנים רחבי העולם. בארה"ב צרכו מרכזי שרתים 2% מתצרוכת החשמל של המדינה ב-2011, לפי ניתוח של ג'ונתן ג'י. קומי מאוניברסיטת סטנפורד.
בתעשיה טוענים מזה זמן רב שמחשוב פעולות עסקיות ומשימות יומיומיות כמו בנקאות חוסך אנרגיה ומשאבים. השוואה ישירה בין התעשיות קשה: נייר צורך אנרגיה נוספת לשינועו ולשריפת הפסולת שנגרמת מייצורו.
באופן דומה, הפעולה של מרכזי השרתים מערבת עשרות מיליוני מחשבים ניידים, טלפונים וטאבלטים.
מרכזי שרתים הם גם לקוחות נחשקים מאוד עבור רשויות שונות. ספקי חשמל רבים בארצות הברית מקבלים רווחים ממרכזי השרתים שצורכים סביב השעון. הספקים יכולים לתכנן מראש את קניית האנרגיה שלהם, ולספק שירות בלילה, בזמן שבו צריכת החשמל בבתים צונחת.
בראמפיט חושש שהדינאמיקה הזו מעודדת את התעשיה הבזבזנית. עם כל האנרגיה והחומרה שזורמות כל הזמן, אחרים מאמינים שיהיה זה אתגר לשיטות עיבוד ואכסון המידע הנוכחיות להתמודד עם הצונאמי הדיגיטלי.
חלק מהמומחים בתעשיה מאמינים שהפתרון טמון בענן: מרכוז המחשוב סביב מרכזי שרתים גדולים המתופעלים כראוי. המרכזים הללו יסתמכו על וירטואליזציה, שתאפשר לשרתים למזג את הזהויות שלהם למשאבי מחשוב גדולים וגמישים שיחולקו בין המשתמשים לפי הצורך והמיקום.
תומך אחד בגישה הזו הוא קומי, מומחה למרכזי שרתים מאוניברסיטת סטנפורד. אך לדבריו חברות רבות שמנסות לנהל מרכזי שרתים משלהן, בתוך שטח החברה או בשטח שכור, אינם בקיאים או אינם בוטחים בטכנולוגית הענן החדשה. לרוע המזל, החברות הללו אחראיות לרוב צריכת האנרגיה במרכזי שרתים.
מומחים אחרים מביעים ספקות לגבי הענן, ואומרים שהאמונה בעלת הנופך המיסטי ביכולותיו מתנפצת כשמתגלה הצורך הפיזי בתשתיות הנדרשות כדי לתמוך בו. שימוש בענן "רק משנה את המקום שבו רצות האפליקציות", אמר האנק סידר, מנהל מחקר וחינוך ב- Uptime. "הכל הולך למרכז שרתים איפהשהוא".
חלק תוהים אם שפת האינטרנט עצמה היא מחסום להבנת הפיסיות שלו, והשפה הזו לא הולכת להיעלם. קחו, לדוגמה, את נושא אחסון המידע, אמר רנדל ה. ויקטורה, פרופסור להנדסת חשמל באוניברסיטת מינסוטה החוקר מכשירי אחסון מגנטי.
"כשמישהו אומר, 'אני הולך לאחסן משהו בענן, אין לנו צורך בכוננים עוד' – הענן הוא הכונן", אמר ויקטורה. "אנחנו מקבלים את הכוננים בצורה זו או אחרת, אנחנו פשוט לא יודעים מזה".
מה שלא יקרה בחברות, ברור כי בקרב הצרכנים, הציפיות מניעות את הצורך בתשתיות אדירות. "זה מה שמניע את הצמיחה האדירה – ציפייתו של משתמש הקצה לזמניות של כל דבר, בכל שעה ובכל מקום", אמר דיוויד קפוצ'יו, מנהל מחקר וסגן נשיא בגרטנר. "אנחנו מה שגורם לבעיה".