Чем мощнее компьютеры, тем больше они требуют энергии – по крайней мере, сегодня это неоспоримый факт. Крупные центры обработки данных в общей сложности поглощают 2,7 процента электроэнергии в Европе. И со временем этот показатель обещает только расти. В стремлении переломить тенденцию IТ–гиганты возводят солнечные и ветряные электростанции, а также переносят серверы за Полярный круг – чтобы сократить колоссальные энергозатраты на их охлаждение. Однако есть и альтернативный путь – создание новых энергоэффективных компьютерных концепций, которые щадят окружающую среду и экономят затраты. Пионером такого рода технологии стал физик Фолькер Линденштрут (Volker Lindenstruth). В 2008 году во Франкфуртском университете он основал высокопроизводительный вычислительный центр для создания "зеленого" суперкомпьютера. Еще один проект ученого – вычислительный центр "Green Cube" в Центре по изучению тяжелых ионов им. Гельмгольца в Дармштадте – в 2014 году он завоевал первое место в  мировом экорейтинге.

Линденштрут совершил революционную перемену внутри компьютера, заменив процессор видеокартой. Такое решение могло бы сбить с толку – ведь процессор считается главным обрабатывающим устройством электронно-вычислительной машины. Но оказалось, что это не аксиома. И понять это удалось не в последнюю очередь благодаря достижениям игровой индустрии. Так, к примеру, при оптическом проектировании динамических игровых ландшафтов необходима вычислительная мощность, перегружающая любой процессор. И тогда как процессор взаимодействует с одним вычислительным механизмом, видеокарта имеет несколько тысяч таковых, которые выполняют задачи параллельно. Это и натолкнуло немецкого физика на идею сделать видеокарту центральным вычислительным блоком.

Переход на значительно более экономичную видеокарту, считает 58-летний ученый, – вопрос времени. Впрочем, некоторые компании, такие как Airbus, уже воплощают немецкое ноу-хау в жизнь. А немецкий исследовательский центр "Jülich", на вооружении которого находятся два самых быстрых компьютера в мире, планирует перейти на видеокарту. Но в целом революционная реформа, по прогнозам автора идеи, потребует немало времени и финансовых затрат на программирование,  ведь переписан должен быть каждый алгоритм.
"В долгосрочной перспективе научные задачи уже не могут быть решены с помощью процессора. При  этом счета за электричество уже сегодня почти неподъемны для ВУЗов. А эксплуатация суперкомпьютеров и вовсе обходится в 1,5 миллиона евро ежегодно", – объясняет Фолькер Линденштрут. Тогда как отказ от процессора в пользу видеокарты, по его словам, снизит энергозатраты примерно вдвое.

Переход исключил бы и еще одну существенную статью расходов: реконструкцию центров обработки данных, поглощающих массу энергии вследствие того, что они охлаждаются воздухом. К слову, именно стремясь сократить расходы на охлаждение своих серверов, Microsoft запустила подводный экспериментальный дата-центр у берегов Шотландии. В разработанном же Линденштрутом концепте водопроводная вода циркулирует через серверы, а затем, уже охлажденная через другую систему теплообмена, возвращается туда, откуда пришла: в реку или другой источник.

Кроме этого, запатентованная немецким исследователем система обладает образцовым энергобалансом. Так, в отличие от традиционного охлаждения, потребляющего 30-40 %  расходуемого непосредственно на вычисления электричества, в инновационном центре "Green Cube" этот коэффициент составляет рекордные 7 % . Если бы все дата-центры охлаждались так же, по расчетам Фолькера Линденштрута, это обернулось бы внушительной экономией: 15 миллиардов евро и 21 миллион тонн углекислого газа в год.

Арина Попова