Informatique durable au-delà du cloud

Le stockage des données dans le cloud était considéré il y a dix ans comme un sauveur environnemental. Mais les augmentations extrêmes des flux de données augmentent l’empreinte carbone du cloud, il semble donc plus urgent que jamais de trouver des moyens de calcul plus économes en énergie.

L’année dernière, la plupart des dirigeants mondiaux se sont réunis à la COP26 pour prendre de nouveaux engagements environnementaux. L’objectif est de maintenir la hausse de la température mondiale en dessous de 1,5 °C, et la pression augmente sur les entreprises pour qu’elles interviennent et jouent leur rôle.

Lorsque nous sommes entrés dans l’ère d’Internet il y a 25 ans, la plupart des gens ne voyaient que les avantages environnementaux, comment Internet et le courrier électronique réduisaient des tonnes de ressources physiques comme le papier. Dix ans plus tard, le stockage cloud apparaissait comme le nouveau sauveur écologique du monde informatique. Il a réduit la consommation d’énergie des entreprises par rapport à la présence de serveurs sur site, réduit les émissions de gaz à effet de serre et contribué à la dématérialisation. Mais très vite, nous avons réalisé que les émissions de carbone produites par la fabrication, l’alimentation et le refroidissement des ordinateurs, des smartphones et des énormes centres de données où les données cloud sont stockées égalisent ces avantages.

Aujourd’hui, les technologies de l’information et de la communication (TIC) contribuent de manière significative aux émissions de carbone. Les TIC, principalement constituées de centres de données et de cloud computing, représentent environ 3,5 % de la consommation mondiale d’électricité.

Le Cloud – rentable et inutile à la fois

Lorsque les organisations examinent l’impact environnemental de leurs opérations informatiques et cherchent des moyens de réduire leur empreinte carbone, elles déplacent encore souvent leurs données vers le cloud, réduisant ainsi les émissions de leurs applications et infrastructures numériques. Mais quel impact cela a-t-il sur l’environnement alors qu’en réalité vous ne faites que déplacer cette empreinte carbone le long de la chaîne d’approvisionnement plutôt que de la supprimer entièrement ?

Prenons un exemple simple. Supposons que vous enregistrez un document commercial standard. Si vous l’enregistrez sur votre disque dur, il faut environ 0,000005 kWh par gigaoctet pour enregistrer vos données. D’autre part, si vous l’enregistrez sur le cloud, une étude de l’Université Carnegie Mellon a conclu que le coût énergétique du transfert et du stockage des données est d’environ 7 kWh par gigaoctet. En effet, les données du cloud ne sont pas stockées dans de vrais nuages, mais dans des bâtiments – des structures massives remplies de milliers de racks de disques durs utilisant une énergie énorme. Il existe des millions de centres de données dans le monde, certains occupant près de 200 acres de terrain chacun.

Il faut de l’énergie pour acheminer les données vers le centre de données – des kilomètres de câbles à fibres optiques parsemés d’autres équipements de l’infrastructure Internet qui nécessitent tous de l’électricité en cours de route. Au centre, vos données sont stockées plusieurs fois sur des disques durs. L’activité constante de tous ces disques crée beaucoup de chaleur, nécessitant des climatiseurs énergivores pour protéger l’équipement contre la surchauffe.

L’enregistrement d’un document dans le Cloud est pratique car cela vous enlève les mains. Vous n’avez pas à vous soucier de le perdre et vous pouvez y accéder n’importe où. Cela vous donne également la tranquillité d’esprit d’une sauvegarde sécurisée, mais à quel prix ?

Tous les grands acteurs de l’industrie ont investi beaucoup d’argent dans de nouveaux clouds. Par exemple, Microsoft change maintenant les possibilités de ses clients Office privés pour enregistrer des données sur leurs disques durs. Avec la version standard de Windows 11, vous êtes lié à Microsoft 365, qui enregistre automatiquement toutes vos données dans le cloud. Vous n’avez même pas la possibilité de le conserver sur le disque dur dans les versions moins chères de Microsoft 365.

Donc, même si Microsoft a des objectifs élevés d’être neutre en carbone d’ici 2030. À l’heure actuelle, ils augmentent les émissions en grand nombre en transférant une énorme pile de clients privés, sans réel besoin de stockage en nuage, dans leur nuage Azure. Et la raison n’est pas difficile à comprendre. Le stockage en nuage pourrait être accessible pour ces nouveaux utilisateurs transférants pendant six mois, peut-être un an, mais bien sûr, c’est une vache à lait géante, à long terme, mise en place car c’est un service d’abonnement, pour le moment avec des frais de 59,99 $/an pour une personne et un téraoctet.

Et il est facile pour Microsoft de garder les clients une fois qu’ils sont à bord. Si vous avez déjà stocké toutes vos données dans le cloud, vous devez continuer à être connecté à Microsoft si vous souhaitez les conserver. Il est écrit dans les informations aux clients privés de Microsoft que vous, en tant que clients, êtes tenus d’être connectés au cloud Azure au moins une fois par mois. Sinon, ils risquent des vitesses de connexion plus lentes et des pannes logicielles.

Mais existe-t-il alors des alternatives durables au stockage massif dans le cloud ? Bien sûr, il y en a.

Une solution durable alternative pour l’IoT massif

Une entreprise qui a récemment développé une alternative durable au cloud est IoE Corp, la start-up R&D à progression rapide pour laquelle je travaille actuellement. Cependant, la cible d’IoE Corp n’est pas les clients privés qui ont besoin de sauvegarder des documents aléatoires. Ils fournissent une solution pour le nouveau monde des villes intelligentes, pour les services d’IA intégrés qui produisent de grandes quantités de données, un monde d’automatisation autonome et des systèmes IoT et IIoT massifs.

Étant donné que la signification des villes intelligentes a commencé à concerner davantage les applications stupides que les solutions d’infrastructure, IoE Corp n’utilise pas ce mot. IoE Corp parle plutôt de développer une infrastructure informée, et leur solution technologique a une grande évolutivité. Il peut être déployé sur un système de feux de circulation dans une zone, une maison intelligente ou toute une ville intégrée de différentes solutions d’IA.

Ce que fait IoE Corp, c’est qu’ils restent à l’écart du WWW. Ils travaillent sur le cœur d’Internet, mettant en place une blockchain sécurisée pour les systèmes de nœuds qui se contrôlent tous les uns les autres, un système décentralisé où les données sont réparties, ne nécessitant donc pas de grandes salles de serveurs où les machines doivent être refroidies. L’idée est de créer des systèmes durables et sécurisés au-delà du cloud sans stockage dans le cloud.

Certains services nécessitent aujourd’hui une connexion au cloud, mais en ce qui concerne l’IoT, dans un souci de sécurité, de stabilité et de confidentialité, évitez le cloud autant que possible. Les fournisseurs de services Web ont construit le cloud pour optimiser le Web. Mattias Bergstöm, entrepreneur en série, futuriste et CTO d’IoE Corp, explique que l’IdO massif et le Web ne font pas bon ménage.

La technologie qu’il a créée est basée sur une architecture humaine et fonctionne sur une infrastructure véritablement décentralisée. Il s’appelle Eden, et le système Eden est une infrastructure virtuelle décentralisée, autonome, portable et sécurisée pour gérer les charges de travail en cluster sur les dépôts (pods décentralisés) et les services qui facilitent la configuration et l’automatisation déclaratives.

Le modèle décentralisé est basé sur un clustering d’appareils évolutif, où l’ajout de nouveaux appareils en tant que nœuds est facile. Cela permet à n’importe quel appareil de contribuer aux ressources informatiques sur un réseau maillé intelligent afin que l’informatique puisse se produire là où elle est nécessaire et à proximité de l’endroit où elle sera utilisée. Eden est développé via des tunnels à sécurité quantique, utilisant des clés de cryptage polymorphes et une blockchain avec consensus pour vérifier les données déplacées entre les nœuds sur les tunnels, créant ainsi des jardins de données sécurisés.

L’orchestration du calcul et du stockage s’effectue via des manifestes de service qui décrivent les règles, les politiques et la logique du service. Une IA autonome basée sur les connaissances gère les mécanismes d’orchestration sous-jacents en utilisant le consensus du réseau sur la blockchain comme mécanisme de décision. Enfin, la topographie du cluster est mise à jour dynamiquement par l’orchestration pour s’adapter à la charge de travail actuelle. Les dépôts de service du système Eden sont générés et déployés de la même manière que les images de conteneur ; les dépôts sont des clusters MPI (Message Passing Interface) activés dès le départ.

La mise en œuvre de ces innovations dans le déploiement des appareils IoT aide à maintenir les niveaux d’énergie et de coût de l’informatique à un niveau durable. Ajouter une option viable aux centres de données qui devront constamment être réajustés pour maintenir un système d’exploitation fiable et sûr, conforme aux exigences informatiques durables.

Nous devons arrêter d’utiliser des langages de programmation inutiles

Un autre aspect de l’informatique durable que la plupart des entreprises négligent est que le langage dans lequel le code est écrit fait une énorme différence dans la quantité d’énergie utilisée lors de l’exécution d’un service ou d’un programme. Nous devons être conscients de la nature inutile de certains langages de programmation et essayer de mettre en œuvre des options plus écologiques si nous voulons vraiment qu’un monde d’informatique durable devienne une réalité.

Il y a une grande différence dans le type de langage de programmation que vous choisissez. Les langages compilés comme C, C++, Rust et Ada sont parmi les plus économes en énergie, tandis que les langages interprétés comme Perl, Python et Ruby sont parmi les moins économes en énergie. En moyenne, si triés par leur paradigme de programmation, les langages impératifs avaient le moins besoin de mémoire, suivis par les langages orientés objet, fonctionnels et enfin, les langages de script.

L’un des langages interprétés les plus gaspilleurs est Python. C’est extrêmement populaire. Les applications mondiales comme YouTube et Netflix sont, dans l’ensemble, programmées en Python. Il est également souvent utilisé lors de l’enseignement de la programmation en raison de ses qualités pédagogiques et de sa facilité d’utilisation.

Mais bien sûr, tout cela doit se terminer bientôt si notre objectif est de mettre en œuvre une informatique durable. Par conséquent, il était facile pour IoE Corp, une entreprise qui travaille avec la mobilité en périphérie et la durabilité au cœur, de choisir un langage compilé pour programmer au lieu de C ou C++ Rust est utilisé.

– L’idée de durabilité par le design est fantastique, mais nous devons nous rappeler que la plupart des comportements de gaspillage proviennent de la mise en œuvre, de l’interprétation de langages de programmation qui sont inutiles et qui utilisent le Cloud ; ce résultat dépend du code inutile, conclut Mattias.

Il y a un besoin énorme et urgent de commencer à vivre de manière durable. Nous devons tous faire de notre mieux – gouvernements, entreprises et citoyens ordinaires – pour empêcher les températures mondiales d’augmenter aussi bas que possible. Et en ce qui concerne l’informatique durable, la voie à suivre d’IoE Corp est d’être durable pour de vrai : en utilisant l’informatique de pointe, un langage de programmation compilé, et en allant au-delà du cloud.

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