Google sẽ sử dụng 100% năng lượng xanh trong các TTDL vào năm 2030?

Theo CNBC, gã khổng lồ công cụ tìm kiếm Google đã công bố kế hoạch vận hành các TTDL bằng 100% năng lượng không carbon vào năm 2030. Giám đốc điều hành Sundar Pichai gọi mục tiêu mạnh mẽ này là "tia sáng lớn tiếp theo của nhân loại". Tuy nhiên, liệu điều này có khả thi không?

Hoá đơn điện khổng lồ

Các TTDL của Google cần sử dụng điện 24/7 để duy trì các ứng dụng Internet hoạt động 24/7. Tuy nhiên, các dịch vụ chạy suốt ngày đêm đó kéo theo chi phí tiêu thụ điện khổng lồ. Phần lớn lượng khí thải carbon của Google đến từ khí thải liên quan đến tiêu thụ điện năng.

Theo Forbes, chỉ trong năm 2019, các TTDL của Google đã tiêu thụ khoảng 12,4 terawatt giờ điện, nhiều hơn mức tiêu thụ hàng năm của các quốc gia như Sri Lanka và Zambia.

Michael Terrell, Giám đốc năng lượng của Google, cho biết lượng năng lượng mà Google sử dụng đang tăng lên khi việc sử dụng Internet nói chung và hoạt động kinh doanh của họ phát triển. Trong năm 2020, tổng cộng Google đã sử dụng 15,5 terawatt giờ điện và phần lớn trong số đó được chuyển đến các TTDL của hãng. Các TTDL của Google trên khắp thế giới sử dụng lượng điện cao gấp đôi so với mức tiêu thụ điện của toàn thành phố San Francisco.

Để giải quyết bài toán này, Google đã phát triển một chiến lược quản lý năng lượng mang tính tiên phong trên toàn cầu để cung cấp nguồn năng lượng không carbon cho các TTDL. Kể từ năm 2007, Google đã tuyên bố trở thành một công ty trung lập với carbon bằng cách liên tục đầu tư mới vào năng lượng tái tạo.

Google đã làm như thế nào?

Vận hành tất cả các TTDL của Google, các đám mây và thậm chí cả các khuôn viên văn phòng bằng năng lượng xanh 24/7 vào năm 2030 là một mục tiêu cao cả. Vậy gã khổng lồ công nghệ lớn này đã làm như thế nào cho đến nay?

Giám đốc điều hành Sundar Pichai đã tuyên bố tổng cộng 5 TTDL (3 ở Hoa Kỳ và 2 ở châu Âu) đã chạy gần bằng hoặc ở mức 90% năng lượng không có carbon, theo báo cáo của ZDNet. Bên cạnh đó, hãng cũng tuyên bố cam kết chi khoảng 4 tỷ USD để mua năng lượng sạch từ hơn 50 công ty năng lượng gió và năng lượng mặt trời đến năm 2034.

Đó không phải là tất cả. Trong gần hai năm qua, Google còn giám sát các mô hình thời tiết trong nỗ lực làm cho các TTDL của mình "xanh" hơn. Bằng cách theo dõi dữ liệu thời tiết, công ty có thể xác định thời điểm tốt nhất để chuyển các TTDL của họ sang vận hành bằng năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời. Do các máy chủ cần phải hoạt động 24/7 mà không bị lỗi nên đây là một bước tiến lớn để giảm lượng khí thải carbon tổng thể của TTDL.

Một chỉ số mà Google tập trung cải thiện là hiệu quả sử dụng điện năng (PUE). Đây tỷ lệ giữa tổng lượng điện năng tiêu thụ, bao gồm cả phần dành cho việc làm mát và phân phối, và lượng điện năng tiêu thụ dành riêng cho việc xử lý dữ liệu. Một TTDL hoạt động tối ưu sẽ có chỉ số PUE = 1. PUE = 2 tức là rằng lượng điện sử dụng để chạy các thiết bị xử lý dữ liệu chỉ chiếm một nửa số điện tiêu thụ bởi toàn bộ TTDL, phần điện năng còn lại được sử dụng để làm mát và phân phối nguồn cho các thiết bị.

Năm 2008, các TTDL của Google đạt tỷ lệ PUE là 1,22, như vậy vẫn còn lãng phí khoảng 22% điện năng. Chỉ số PUE mới nhất mà Google đã công bố trong quý 2/2021 là 1,1. Tuy nhiên, ở nhiều TTDL khác trên thế giới, tỷ lệ này vẫn còn cao hơn rất nhiều, khoảng 1,57, theo Khảo sát TTDL năm 2021 của Viện Uptime.

Để cải thiện PUE, Maud Texier, người đứng đầu bộ phần phát triển năng lượng cho các TTDL tại Google, cho biết công ty kết hợp giữa phát triển phần cứng và phần mềm. Đối với phát triển phần cứng, Google đầu tư vào các vật liệu mới cho các máy chủ của mình, đặc biệt là tìm kiếm các vật liệu tỏa ra ít nhiệt hơn "để ít phải làm mát ngay từ đầu".

Tháng 3 năm ngoái, Tech Times đã báo cáo rằng chip dựa trên ARM đang có nhu cầu cao trên thị trường máy chủ, bởi hiệu suất năng lượng tuyệt vời của chúng so với chip x86 truyền thống. Mặc dù, theo TechCrunch, hiện tại, Google được cho là vẫn đang sử dụng các bộ xử lý AMD EPYC trong các TTDL của họ. Cũng chưa có dấu hiệu nào cho thấy Google có kế hoạch chuyển sang bộ xử lý dựa trên ARM cho TTDL của họ. Nhưng có báo cáo rằng công ty đang thiết kế ARM SoC của riêng mình để trang bị chúng vào các máy tính xách tay Chromebook vào năm 2023. Và nếu họ có thể làm được điều này cho máy tính xách tay, không có lý do gì để họ không đưa các con chip này vào trong TTDL của mình.

Ngoài ra, Google còn sử dụng một chương trình máy học do công ty trí tuệ nhân tạo (AI) của Google (DeepMind) phát triển để dự đoán thời gian hiệu quả nhất để chạy các máy bơm nhiệt nhằm hạ nhiệt các TTDL của mình.

Còn nhiều thách thức: lưới điện xanh toàn cầu

Hiệu quả năng lượng chỉ là một phần câu đố về tính bền vững cho các TTDL của Google. Vấn đề quan trọng là làm thế nào để tạo ra năng lượng xanh vận hành chúng.

Khi Google xem xét xây dựng một TTDL, họ cũng sẽ phải xem xét các nguồn cung cấp năng lượng cho lưới điện ở đó. Texier cho biết: "Nếu mạng lưới điện sạch, chúng tôi sẽ dễ dàng hơn". Nếu không, để xây dựng TTDL tại địa điểm đó, Google phải có một lộ trình để tác động và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi của lưới điện trong khu vực.

Việc triển khai và vận hành một chương trình quản lý năng lượng sạch toàn diện là một công việc không hề nhỏ. Và một mình Google không thể thay đổi được hệ thống lưới điện. Công việc này đòi hỏi thời gian, nguồn lực và kiến thức chuyên môn đáng cũng như sự hợp tác của các bên liên quan.

"Và tôi nghĩ đó là lý do tại sao chúng tôi gọi mục tiêu đó là một tia sáng lớn trong thập kỷ tới", Texier nói.

Texier cho biết khi ngày càng có nhiều công ty đưa ra các cam kết về khí hậu, kèm theo đó nhu cầu về các giải pháp xanh ngày càng tăng. Microsoft cũng đã cam kết sẽ giảm lượng khí thải carbon vào năm 2030, có nghĩa là gã khổng lồ công nghệ Mỹ sẽ cắt giảm hơn một nửa lượng khí thải carbon và loại bỏ nhiều carbon hơn lượng carbon thải ra bầu khí quyển mỗi năm./.