söndag 18 oktober 2009

Google-sökningars elförbrukning

.
Jag tycker om Google. Jag har långsamt, steg för steg gått över till att använda fler och fler tjänster från Google. Det började med sökningar, gick över Gmail och Google Earth och vidare till ett antal andra applikationer och tjänster (inklusive Blogger som köptes upp av Google 2003 och som driver denna blogg).

Nästan alla tjänster jag prövat har jag gillat eller sett nyttan med (åtminstone för någon annan), men nu är det dags att sätta på sig oljetoppsglasögonen och syna Google lite närmare i sömmarna. Även om jag framför allt skriver om Google nedan, kan "Google" även vara en metafor för vilket företag som helst som konkurrerar med Google eller till och med, med en nypa salt, för hela Internet och de tjänster som nätet bistår oss med i vår vardag.

I början av året gick en ung amerikansk fysiker ut och menade att Google-sökningar starkt bidrar till CO2-utsläppen. Vinkeln var att två Google-sökningar producerade samma mängd CO2 som genereras av att koka vatten till en kopp te och att sökningar därför är "skadliga för miljön". Mer specifikt menade Alex Wissner-Gross från Harvard University att en sökning genererade 7 gram CO2-utsläpp. Koldioxiden kommer från den ström som behövs för att driva din dator och för att driva Googles datacenter. Några gram hit eller dit spelar kanske ingen större roll om det inte var för att det görs mer än två hundra miljoner Google-sökningar varje dag (andra uppskattar att det görs uppåt en miljard Google-sökningar per dag).

Vidare menade Alex att Google är "sämst i klassen" och att detta har att göra med den arkitektur man har valt. Varje Google-sökning distribueras till flera datacenter i världen som tävlar mot varandra för att leverera det snabbaste svaret på din sökning. Vinsten i snabbhet görs då på bekostnad av ökad energikonsumtion hos all den extra kapacitet av (oanvänd eller missutnyttjad och redundant) datorkraft som finns i systemet.

Allt tillbakavisades förstås av Google som istället menade att man är bäst i klassen för att man har världen mest energieffektiva datacenter. Google menar vidare att siffran 7 gram CO2 per sökning är "många gånger för hög" och att de verkliga siffrorna är 0.0003 kWh energiförbrukning och 0.2 gram CO2-utsläpp per sökning. Denna energiförbrukning ligger i paritet med den energi din kropp förbränner på 10 sekunder och är tusentals gånger lägre än de CO2-utsläpp en genomsnittlig bil släpper ut när den kör bara några kilometer. Ytterligare en kraftfull formulering från Googles sida är att "In the time it takes to do a Google search, your personal computer will likely use more energy than we will use to answer your query".

En annan jämförelse är med siffrorna från denna rapport (tack Cornucopia) om att varje skräp-mail ("spam") som du får i snitt genererar 0.3 gram CO2-utsläpp (samma mängd som om du kör din bil en meter). Eftersom det skickades 62 000 000 000 000 (62 biljoner) skräpmail 2008 så blir det en del... närmare bestämt motsvarar det CO2-utsläppen för att köra din bil runt jorden 1.6 miljoner varv... Om vi utgår från att det (lågt räknat) finns 800 miljoner bilar på jorden så motsvarar alla skräp-mail 2008 samma mängd CO2-utsläpp som om varje bil på jorden åker 80 kilometer. Jag har svårt att avgöra om det på det stora hela är mycket eller lite, men jag har inga problem med att brännmärka skräp-mail som 100% totalt onödiga, och nu av ytterligare ett skäl. Var finns de tekniska och sociala lösningarna för att stoppa dem?

Tillägg (26 nov). Jag såg en referens från januari 2008 till att ett "bisarrt" rekord slogs en dag i oktober föregående år (2007). På en dag skickades 160 000 miljoner skräp-mail - alltså två dussin skräp-mail per man, kvinna och barn på jorden. Om man jämför detta med siffran över antalet skickade skräp-mail under hela 2008 (ovan) når "rekordet" från 2007 inte ens upp till snittet för 2008...

Andra expterter som uttalat sig om (Google-)sökningars energiförbrukning menar att utsläppen ligger på mellan 1-10 gram (beroende på om du måste slå på datorn först) eller mellan 7-10 gram (om man använder datorn i 15 minuter). The Times of London som publicerade nyheten gjorde ett tillägg några dagar senare och meddelade att man accepterar Googles uppgifter om att en (enkel) sökning (som tar mindre än en sekund) bara producerar 0.2 gram CO2, och att man i artikeln syftade till en ”sökning” som kan ta åtskilliga minuter och där man måste göra flera försök att hitta det man letar efter. I ett förtydligande från Alex (forskarens) sida säger han att han aldrig specifikt har nämnt Google, att exemplet med tekoppen inte kommer från honom och, mellan raderna, att tidningen gjorde en höna av en fjäder utifrån deras intervju med honom.

Den kan hända att siffran 7 gram ursprungligen kommer från denna blog (maj 2007). Troligtvis måste man även ta Googles siffror med en nypa salt eftersom de säkerligen bara räknade på marginalkostnaden för att utföra en extra sökning och inte med att deras servrar ibland drar energi trots att de inte utför något arbete exakt hela tiden, att det behövs support och underhåll som också drar energi och att det (eventuellt, jag vet ej längre säkert om det är medräknat) utförs dubbelarbete med samma sökning i olika datacenter etc. Även idén att dålig, ineffektiv datorkod innebär slöseri med el och bidrar till ett ökat ekologiskt fotavtryck är tankeväckande (även om jag inte menar att detta skulle vara ett problem för just Google).

"Nyheten" plockades blixtsnabbt upp av flera tidningar, men det hela verkar i efterhand ha varit en storm i ett vattenglas, så låt oss ta ett steg tillbaka och fundera över de frågor som belysts ovan. Datoranvändning generellt medför ett miljö-fotavtryck. Det vi läser och tittar på när vi använder våra persondatorer är lagrat på många olika servrar och allting knyts ihop av datornätverk. Alla dessa delar drar ström (persondatorer mest, servrar och datacenter minst och nätverket mittemellan).

Denna ström genereras främst av fossila bränslen som kol och naturgas (85% av jordens totala energiförbrukning består av fossila bränslen). När Google anger 0.2 gram CO2-utsläpp för varje sökning räknar man förstås bara på energikostander för sina egna enorma-men-högeffektiva datacenter, emedan den stora energitjuven sitter mitt framför näsan på dig - din egen hem- eller jobbdator. Bara att använda sin persondator kan generera utsläpp på mellan 40 och 80 gram CO2 per timme och om man räknar in denna energiförbrukning kan man förstås tämligen lätt komma upp i 7 gram CO2-utsläpp för en avancerad sökning i flera led.

Som jag själv skrev ovan är det lätt att låta Google få representera någon mycket större än själva företaget, men det är ändå lite svårt att förstå varför man i detta fall valde att vinkla "nyheten" genom att hoppa på just Google för deras energiförbrukning. Rent generellt får Google många pluspoäng för sin energipolicy och sitt arbete med att lobba i Washington för renare energikällor. Om man leter lite på nätet finns det många exempel på intressanta och bra initiativ från Google, till exempel deras rapport "Clean energy 2030" och deras satsning RE<C (renewable energy less than coal) som går ut på att ta fram förnyelsebara energikällor som är billigare än den el som kommer från kolkraftverk. Enligt Google själva använder deras datacenter bara hälften så mycket energi som ett genomsnittligt datacenter.

Som jag har skrivit tidigare
står IT-industrin (enligt analysföretaget Gartner) för 2% av de globala CO2-utsläppen. Det låter inte så mycket men är lika mycket som den globala flygbranschen genererar, och till skillnad från en flygbransch i kris så växer IT-användningen starkt på global basis. Många aktörer betraktar siffror om elförbrukning som affärshemligheter och Google vill till exempel inte berätta hur många datacenter de har, hur stora de är och hur många servrar de äger.

Google själva menar istället att deras sökningar på det stora hela sparar pengar och naturresurser eftersom de ersätter mer energikrävande aktiviter - vi behöver inte längre använda så många bilresor, tid, pappe och bläck för att få våra frågor besvarade. Det är en bra poäng men utgår samtidigt från att vi nöjer oss med att gör samma saker (samma sökningar) som tidigare, men nu mer resurseffektivt. I själva verket gjorde vi förstås inte hundratals miljoner sökningar per dag innan Google och andra sökmotorer fanns. Vidare bränner vi också energi på att göra många nya saker med våra datorer som överhuvudtaget inte kunde göras lätt eller inte göras alls tidigare.


We may be obsessive about turning off the lights when we leave a room, but at the same time we may happily spend hours dicking around online, oblivious of the electricity lighting up our screen, heating our chip, and powering and cooling the data centers we're connected to. (It's true that in some cases Internet use may substitute for other activities, such as travel, that would consume more energy, but let's not kid ourselves: the vast majority of computer and Internet use represents additional energy consumption.) How many Twitterheads think about their electricity use before they tweet? Not many. How many bloggers think about it before they blog? Not this one.


En intressantare fråga än att specifikt granska just Google och sökningar är att fundera över elförbrukningen vid datoranvändning i allmänhet. Alex (igen) har beräknat att varje sekund man tittar på en websida genererar 0.02 gram CO2-utsläpp och om du istället tittar på animeringar eller video blir siffran 10 gånger högre. Den enkla tumregeln är förstås att ju mer du sitter vid en dator, ju mer energi förbrukar du, och att vissa aktiviteter (spela spel, titta på film) är mer energiintensiva än andra (läsa ett dokument, jobba med en ordbehandlare). Angående avatarers strömförbrukning skrev jag för nästan ett år sedan att:


Det är svårt att avgöra nyttan (eller skadan) av att använda virtuella världar. Å ena sidan använder man betydligt mindre energi (och genererar betydligt mindre utsläpp) om man ställer in en resa och istället genomför mötet i en virtuell värld. Å andra sidan använder en dator i arbete en hel del elektricitet ifall alternativet är en strömlös aktivitet (ta en promenad, samtala med en vän, hjälpa barnen med läxan).


Att spela World of Warcraft flera timmar varje dag kan knappast beskrivas som en aktivitet som ”ersätter resor”. Det troliga är istället att långvarigt spelande leder till att du får nya (avlägsna) vänner som du senare vill hälsa på (ibland genom att företa interkontinentala flygresor). Här vandrar jag omkring i ett minfält där det ligger nära tillhands att försöka skilja ”bra” från ”dålig” användning av datorer och Internet. Jag undviker att ge mig
djupare in i en sådan diskussion denna gång, men kommer kanske tillbaka till denna fråga senare eftersom galopperande datoranvändning och galopperande elförbrukning i förlängningen kan komma att utgöra ett problem - som all exponentiell utveckling: "If not addressed, unlimited, ever-increasing compute performance will ultimately consume all the energy on the planet"

Jag tycker i vilket fall att det definitivt är legitimt att kritiskt granska energiförbrukningen och CO2-fotavtrycket av att använda till exempel YouTube, Twitter och virtuella världar. Även utan att försöka närma sig problemet normativt (och att uttala sig om ”bra” och ”dålig” användning), kan det ge ledtrådar till vilka aktiviteter som skulle svida rejält ifall el- och energipriserna stiger och fortsätter att stiga framöver. Enligt en vice VD på Sun Microsystems är det i alla fall helt klart att "We need more data centres, we need more servers. Each server burns more watts than the previous generation and each watt costs more".

Ytterligare något att ta i beaktning är proportionerna. En person som använder en dator en timme per dag (40 till 80 gram CO2-utsläpp per dag) genererar alltså utsläpp på mellan 15-30 kilo på ett år. En intensiv datoranvändare som använder en dator tio timmar per dag kommer alltså kanske upp i 150-300 kg CO2-utsläpp per år. Hur mycket är då det? Om man jämför med att köra en vanlig bil så genereras ungefär 200 kilo CO2 när man företar sig en resa på 1000 kilometer (Stockholm till Göteborg tur och retur). Detta absolverar oss inte från att bry oss om datorers elförbrukning, men ger en ledtråd till att potentialen att spara på CO2-utsläpp är begränsad på detta område jämfört med minskad bilåkning.
.

6 kommentarer:

Cornucopia sa...

Jevons paradox i full fart. Internet sparar inte alls så mycket energi som folk tror, tvärt om.

flute sa...

Hur får du till koldioxidförbrukningen av min eller din persondatoranvändning? I Sverige kommer väl endast minimalt med el från fossila bränslen.
Genomsnittligt i världen är en helt annan fråga.
Bättre att tala om energiförbrukning än om koldioxidutsläpp, anser jag.

Maladets! sa...

Jag tror det är bra att man börjar diskutera hur mycket energi internet kräver, men det är ju grymt svårt att belägga. Ännu svårare är att bedöma den faktiskta effekten - om kidsen spelar Warcraft, men multinationella företag slutar med affärsresor och har konferenser online i stället, så kanske det blir en energinettovinst?

Men allra energisnålast är väl som vanligt att traska bort till biblioteket och leta efter informationen där. Om de bygger huset bra, skulle det kanske kunna vara helt CO2neutralt.

Daniel sa...

Flute, bra kommentar. Tyvärr skulle ett eftertänksamt och utforskande svar kunna vara uppgå till en halv ny text. Redan detta svar är inte så kort.

Siffran kommer från första artikeln jag hänvisar till i texten:

"A separate estimate from John Buckley, managing director of carbonfootprint.com, a British environmental consultancy, [...] Simply running a PC generates between 40g and 80g per hour, he says."

Jag har använt den siffran och nu också länkat till den mer explicit. Jag både tycker om och är tveksam till den av olika anledningar:

+ Jag ville medvetet i denna text försöka knyta siffror på datoranvändning till CO2-utsläpp, inte bara elförbrukning. Då går det att jämföra med en del andra aktiviteter (ex. köra bil).

- Jag förstår inte varför spannet bara är 40-80 eftersom det kan vara en mycket större skillnad i elförbrukning mellan datorer än bara en faktor 2.

+/- Artikeln handlar om amerikanska resultat med är publicerad i en engelsk tidning. Hur återspeglas respektive lands energimix i CO2-siffran för datoranvändning? Och vad betyder en sådan siffra i ett land som Sverige där elektricitet i huvudsak kommer från vattenkraft och kärnkraft?

Är det i så fall "gratis" vad beträffar CO2-utsläpp att använda datorer i Sverige? Eller ska man räkna på ett Europeiskt eller globalt snitt? Bra men svåra frågor.

På motsvarande sätt kan man fråga sig om CO2-utsläppen är nära noll ifall man är säker på att ett visst arbete har skett i ett datacenter som helt drivs med vattenkraft? Jag skule dock säga att denna granularitet är för fin och ger missvisande svar, man måste försöka hitta något slags snitt. Exakt vilket är dock svårare att avgöra...

beg sa...

Man kanske bör räkna in energiåtgången i produktionsledet också? Det är trots allt ganska stor omsättning på datorer i dagsläget. Detta inräknat, plus det faktum som du nämner - att vi nu gör så mycket fler saker än tidigare, så känns det tveksamt om IT verkligen bidragit till mindre miljöförstöring.

Daniel sa...

beg

"Man kanske bör räkna in energiåtgången i produktionsledet också?"

Jag håller med, och kommer att återkomma till denna fråga. Men inte inom kort, det kommer nog att dröja ett tag för frågan är svår och jag har bara börjat skrapa på ytan.