Datová centra pod tlakem: výkon roste, spotřeba také

Digitální infrastruktura se v posledních letech dostala do středu pozornosti nejen kvůli rozmachu cloudu, ale také kvůli prudkému nástupu umělé inteligence, streamovacích služeb a online komunikace. Datová centra dnes zajišťují provoz bankovních systémů, e-shopů, státní správy i průmyslových aplikací. S tím ale roste i jejich energetická náročnost. Mezinárodní energetická agentura odhaduje, že datová centra, přenosové sítě a kryptoměnová infrastruktura spotřebovaly v roce 2022 zhruba 460 terawatthodin elektřiny, tedy kolem dvou procent světové spotřeby. Do roku 2026 může být tato hodnota podle odhadů výrazně vyšší, zejména kvůli AI serverům a vyšším nárokům na chlazení.

Provoz datového centra není jen o serverech. Významnou část energie spotřebují klimatizační systémy, záložní zdroje, napájecí infrastruktura a síťové prvky. U starších nebo špatně navržených objektů může chlazení tvořit až 30 až 40 procent celkové spotřeby. V moderních zařízeních je tento podíl nižší, ale stále jde o klíčovou položku. Právě tady se ukazuje, že udržitelnost IT infrastruktury nezačíná u jedné technologie, ale u celého návrhu provozu.

Největší úspory přináší chlazení a lepší využití výkonu

Jedním z nejúčinnějších nástrojů pro snižování spotřeby je optimalizace chlazení. Podle odborníků lze už správným uspořádáním serverových hal dosáhnout citelných úspor. Oddělení teplých a studených uliček, uzavření průchodů mezi racky nebo přesnější řízení průtoku vzduchu snižují zbytečné ochlazování prostoru. V praxi to znamená, že klimatizace nemusí pracovat s tak vysokým výkonem a servery mohou běžet stabilněji.

Další možností je využití volného chlazení, tedy technologií, které při vhodných klimatických podmínkách využívají venkovní vzduch nebo vodu k odvodu tepla. V severských zemích nebo v lokalitách s nižší průměrnou teplotou může free cooling snížit spotřebu chlazení o desítky procent. Například některá datová centra v Norsku nebo ve Švédsku dlouhodobě staví na chladnějším podnebí, díky čemuž dosahují nižších provozních nákladů i nižších emisí.

Významnou roli hraje také efektivní využití samotného výpočetního výkonu. V mnoha firmách běží servery s nízkým vytížením, přestože spotřebovávají téměř stejnou energii jako při vyšší zátěži. Virtualizace, konsolidace serverů a přesun aplikací do menšího počtu výkonnějších strojů mohou výrazně zlepšit poměr mezi výkonem a spotřebou. V praxi se tím snižuje počet fyzických serverů, a tedy i potřeba napájení a chlazení.

• Virtualizace umožňuje provozovat více aplikací na jednom serveru.
• Konsolidace omezuje počet nevyužívaných nebo slabě vytížených zařízení.
• Dynamické škálování přiděluje výkon podle aktuální zátěže.
• Automatické vypínání neaktivních systémů snižuje spotřebu v době nízkého provozu.

Uhlíková stopa nekončí u zásuvky: rozhoduje i zdroj elektřiny

Energetická náročnost datového centra se neodvíjí jen od toho, kolik elektřiny spotřebuje, ale také odkud tato elektřina pochází. Rozdíl mezi provozem na energii z uhlí a z obnovitelných zdrojů je zásadní. Stále více firem proto uzavírá dlouhodobé smlouvy na nákup elektřiny z větrných nebo solárních elektráren, případně investuje do vlastních zdrojů. Tím si zajišťují stabilnější cenu a současně snižují emise spojené s provozem.

V praxi se používají různé modely. Některé společnosti nakupují certifikáty původu energie, jiné budují vlastní fotovoltaické elektrárny nebo se spojují s dodavateli, kteří garantují bezemisní výrobu. V Evropě je tento trend podporován i regulací. Podle unijních cílů má být do roku 2030 výrazně vyšší podíl obnovitelných zdrojů v energetickém mixu, což může pomoci snížit emise i v digitálním sektoru. Zároveň ale platí, že samotný nákup zelené elektřiny nestačí, pokud zůstává infrastruktura neefektivní.

Odborníci upozorňují, že skutečně udržitelný provoz je kombinací dvou kroků: snížení spotřeby a dekarbonizace zbývající energie. Pokud datové centrum spotřebuje o 20 procent méně elektřiny, ale zároveň přejde na čistší zdroj, efekt na emise je násobný. Právě proto se v praxi sleduje nejen celková spotřeba, ale i ukazatel PUE (Power Usage Effectiveness), který porovnává celkovou energii datového centra s energií skutečně využitou výpočetní technikou. Čím blíže je PUE hodnotě 1, tím efektivnější provoz zařízení má.

Od návrhu po provoz: důležitá je celá životní cesta technologií

Udržitelnost IT infrastruktury nezačíná až ve chvíli, kdy servery běží, ale už při jejich návrhu a výběru. Důležité je, jak dlouho zařízení vydrží, zda je opravitelné, zda lze vyměňovat jednotlivé komponenty a jak snadno se po skončení životnosti recykluje. Výrobci dnes častěji nabízejí servery s nižší spotřebou, lepším řízením napájení a možností vzdálené správy, která omezuje nutnost fyzických zásahů.

Velké firmy také řeší prodlužování životnosti hardwaru. Zatímco dříve bývalo běžné obměňovat servery po třech až pěti letech, dnes se v mnoha provozech životní cyklus prodlužuje tam, kde to výkon dovolí. Každý rok navíc znamená méně elektronického odpadu a nižší nároky na výrobu nových zařízení, která sama o sobě vyžadují suroviny, vodu i energii. Výroba jednoho serveru může mít výraznou skrytou ekologickou stopu ještě předtím, než je vůbec připojen do sítě.

Stejně důležité je i nakládání s odpadem. Elektronický odpad patří k nejrychleji rostoucím odpadovým proudům na světě. Podle Organizace spojených národů vzniklo v roce 2022 globálně přes 60 milionů tun e-odpadu a recyklována byla jen menší část. U IT infrastruktury je proto zásadní zpětný odběr, bezpečná likvidace datových nosičů a recyklace kovů, plastů i dalších komponent. Firmy, které mají jasně nastavené procesy pro vyřazený hardware, snižují riziko ztráty dat i zbytečného plýtvání materiálem.

Jaké kroky dávají smysl firmám i provozovatelům center

Podle správců datových center se nejlépe osvědčuje kombinace technických úprav, monitoringu a pravidelného vyhodnocování. Nestačí jednorázová investice do nových serverů, pokud provozní režim dál plýtvá energií. Firmy proto zavádějí měření spotřeby po jednotlivých částech infrastruktury, sledují teplotu v rackech, využití procesorů i zátěž chlazení a podle výsledků upravují provoz.

V praxi se osvědčují zejména tato opatření:

• Pravidelný audit spotřeby napříč servery, úložišti i síťovými prvky.
• Odstranění nevyužívaných systémů, které běží bez reálného přínosu.
• Přesun aplikací do efektivnějších lokalit, kde je levnější a čistší energie.
• Využití odpadního tepla pro vytápění budov nebo technických provozů.
• Automatizace správy, která reaguje na zátěž v reálném čase.

Zajímavým směrem je také využití odpadního tepla z datových center. V některých městech už teplo z provozu serverů pomáhá vytápět kanceláře, bytové domy nebo bazény. Nejde o univerzální řešení, protože závisí na lokalitě, vzdálenosti a infrastruktuře, ale tam, kde je možné teplo efektivně předat dál, může jít o významný přínos. V době, kdy se firmy snaží snižovat emise i provozní náklady současně, začíná být právě tento model stále atraktivnější.

Regulace, tlak zákazníků i ekonomika provozu mění celý obor

Téma udržitelné IT infrastruktury už dávno není jen otázkou firemní odpovědnosti. Do rozhodování vstupuje i regulace, tlak investorů, požadavky zákazníků a rostoucí cena energií. V Evropě se navíc zpřísňují požadavky na vykazování environmentálních dopadů, což nutí firmy přesněji měřit spotřebu i emise. Provozovatelé datových center tak stále častěji zveřejňují údaje o PUE, spotřebě vody nebo podílu obnovitelných zdrojů.

Ekonomický argument je přitom často stejně silný jako ekologický. Ušetřená kilowatthodina znamená nižší náklady a menší závislost na cenových výkyvech trhu. U velkých datových center se i malé procentní zlepšení promítá do milionových částek ročně. Proto se z energetické efektivity stává nejen otázka image, ale i základní podmínka konkurenceschopnosti. V prostředí, kde digitální služby rostou rychleji než kapacita elektrických sítí, bude schopnost provozovat IT infrastrukturu úsporně a bez zbytečné zátěže jedním z hlavních témat dalších let.