Không chỉ cá mập, bạn có thể sớm phải đổ lỗi mất mạng Internet cho biến đổi khí hậu

Các trung tâm dữ liệu đang giúp vận hành cuộc sống của hàng tỷ người trên khắp thế giới, vì vậy điều quan trọng là chúng cần phải tiếp tục hoạt động trong một tương lai có biến đổi khí hậu.

Đầu tháng 9 năm nay, khi nhiệt độ tăng vọt lên 46 độ C và phá vỡ kỷ lục 100 năm về nhiệt độ ở Sacramento, bang California, chính phủ Mỹ đã phải yêu cầu mọi người ở trong nhà càng nhiều càng tốt và giữ cho bản thân mát mẻ. Đó cũng là khi mọi người bắt đầu cầm điện thoại và lên Twitter để bày tỏ sự bất bình của họ. Nhưng hóa ra, quyền truy cập mạng xã hội của họ cũng có thể sẽ tan biến cùng với mọi thứ khác khi nhiệt độ tăng.

Bởi nhiệt độ quá cao đã khiến toàn bộ khu vực trung tâm dữ liệu của Twitter phải ngừng hoạt động. Trong khi những người dùng trên Twitter nói đùa rằng đó chỉ là vấn đề thời tiết nắng nóng và việc buộc phải ngừng hoạt động của trang mạng xã hội sẽ là điều tốt cho tất cả mọi người, thì trong mắt các chuyên gia, sự kiện này lại rất nghiêm trọng.

Như một bản ghi nhớ nội bộ từ phó chủ tịch kỹ thuật của công ty, Carrie Fernandez, đã nói rằng nếu các trung tâm dữ liệu khác ở Atlanta hoặc Portland gặp sự cố, "chúng ta có thể không cung cấp được lưu lượng truy cập cho tất cả người dùng Twitter."

Công ty này đã từ chối thảo luận chi tiết cụ thể về cuộc khủng hoảng đó. Và mặc dù các trung tâm dữ liệu của công ty ở các khu vực khác vẫn trực tuyến, người dùng vẫn có thể tiếp tục chia sẻ sự bức xúc của mình như bình thường, nhưng vụ việc cho thấy khí hậu thay đổi có thể đe dọa như thế nào đối với chính các dịch vụ mà chúng ta đang dựa vào để duy trì hoạt động kinh doanh của mình, cũng như duy trì kết nối với bạn bè và gia đình. Đây thậm chí không phải là lần đóng cửa trung tâm dữ liệu liên quan đến nhiệt đầu tiên trong năm nay. Trước đó một đợt nắng nóng kỷ lục vào tháng 7 ở London đã đánh sập các cơ sở do Google và Oracle điều hành. Việc mất điện cũng có thể sẽ phổ biến hơn khi tình hình biến đổi khí hậu dẫn đến một thế giới ngày càng ấm hơn, với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt hơn.

Và nếu bạn không nhận ra thì biến đổi khí hậu đang tấn công chúng ta với tốc độ nhanh hơn bao giờ hết. Năm 2022 dự kiến sẽ là năm nóng thứ sáu được ghi nhận khi nhiệt độ trung bình cao hơn 1,57 độ C so với mức trung bình của thế kỷ 20. Chúng ta đang trên đà bình thường hóa mức tăng nhiệt độ hàng năm đó, theo như Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc đã dự đoán vào năm ngoái. Và nó có thể trở nên tồi tệ hơn nếu không có gì được thực hiện để thay đổi.

Khi thế giới của chúng ta nóng lên, tình trạng mất điện và thiếu nước đã tàn phá nhiều nơi trên hành tinh. Các trung tâm dữ liệu có thể là một trong những nơi đầu tiên cảm thấy khó khăn về vấn đề này. Bởi chúng cần rất nhiều năng lượng để duy trì hoạt động của các máy chủ, hệ thống điều hòa không khí và thường là nước để làm mát máy chủ, cảm biến để theo dõi thiết bị, hệ thống chữa cháy và dự phòng để hấp thụ các trục trặc năng lượng hoặc trục trặc phần mềm. Về cơ bản các hệ sinh thái dữ liệu phức tạp nhưng có khả năng phục hồi.

Theo báo cáo mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế, toàn bộ quá trình trên tiêu tốn rất nhiều năng lượng, dẫn đến các trung tâm dữ liệu và mạng truyền dữ liệu sẽ chịu trách nhiệm cho khoảng 1% nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới. Trong thập kỷ qua, con số đó đã được giữ ổn định. Nhưng khi biến đổi khí hậu đe dọa đến nguồn năng lượng sẵn có, các công ty công nghệ đã và đang thực hiện các chiến lược bền vững hơn. Chúng bao gồm chuyển sự phụ thuộc nhiều hơn vào nguồn năng lượng truyền thống sang năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, mua tín dụng carbon để bù đắp lượng khí thải, tái chế nhiều nước hơn và mày mò các phương án làm mát khác. Ngành công nghệ cũng đã làm việc với các chính phủ ở Thụy Điển và Phần Lan để đặt một số trung tâm dữ liệu mới trong khu vực có khí hậu mát mẻ hơn, nơi không khí xung quanh có thể giúp “đỡ đần” mọi thứ.

Nhưng bạn không thể chỉ lưu trữ mọi dữ liệu ở các trung tâm xây dựng gần Vòng Bắc Cực, vì chúng cần phải ở gần người dùng và các khách hàng doanh nghiệp về mặt địa lý để giảm thời gian truyền gửi và nhận dữ liệu, thứ liên quan đến cái được gọi là độ trễ. Đó là lý do tại sao các công ty tài chính vẫn phải tiếp tục thuê không gian trung tâm dữ liệu ở Manhattan, gần Sở giao dịch chứng khoán New York để giảm thiểu độ trễ giữa các giao dịch. Đó cũng là lý do tại sao Netflix có các trung tâm dữ liệu trên mây của Amazon Web Services, hoạt động tại khắp các thành phố lớn, bởi mọi người không thích phải đợi lâu để được xem tập tiếp theo của bộ phim mà họ yêu thích.

Và khi chúng ta cần các trung tâm dữ liệu gần với khu vực dân cư, điều đó có nghĩa là tác động khí hậu của chúng cũng mang tính cục bộ.

"Nếu chúng ta không giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, chúng ta thực sự sẽ bị hủy diệt", cựu CEO và Chủ tịch Google Eric Schmidt chia sẻ với CNBC hồi tháng Tư. Ông đã rời gã khổng lồ công nghệ vào năm 2017 để thành lập công ty từ thiện của riêng mình nhằm hỗ trợ nghiên cứu trong các lĩnh vực hướng tới tương lai, trong đó biến đổi khí hậu là thứ khó có thể bị bỏ qua. "Chúng ta thực sự đang đặt các cháu, chắt của mình vào tình thế nguy hiểm."

Các chuyên gia nói rằng các trung tâm dữ liệu có thể được xây dựng để thân thiện hơn với khí hậu. Nhưng nó sẽ rất khó để thực hiện.

Xây dựng để thay đổi

Biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng rất nhiều đến cách thức hoạt động của các công ty công nghệ. Khi chọn một địa điểm cho các trung tâm dữ liệu của họ, các công ty như Microsoft và Amazon ưu tiên tiếp cận nguồn năng lượng chi phí thấp, thứ mà họ từng tìm thấy ở những nơi như Thung lũng Silicon, một số khu vực ở phía bắc Virginia và Dallas. Họ cũng tìm kiếm cơ sở hạ tầng internet từ các công ty viễn thông như AT&T, Verizon và CenturyLink, cùng với các nhà cung cấp cáp quang như Charter và Comcast, để duy trì luồng dữ liệu. Họ cũng phải đánh giá nguy cơ lũ lụt, bão, động đất và các thảm họa thiên nhiên khác.

Cho dù chuẩn bị cho thiên tai hay mất điện, các công ty chạy dịch vụ thông qua trung tâm dữ liệu của họ đều xây dựng phương án dự phòng ở cấp độ mạng.

Chris Wellise, giám đốc phụ trách tính bền vững và carbon toàn cầu của Amazon Web Services (AWS) cho biết: “Cách chúng tôi thiết kế và vận hành các trung tâm dữ liệu của mình với tính khả dụng và tính bảo mật đã thực sự chuẩn bị cho chúng tôi đối mặt với rủi ro gia tăng về khí hậu”.

Đối với các trung tâm dữ liệu, việc xây dựng các hệ thống dự phòng và máy phát điện đảm bảo rằng mọi thứ có thể xảy ra khi có sự cố mà không cần ngừng hoạt động toàn bộ trung tâm. Khi sử dụng mạng của các trung tâm dữ liệu, chẳng hạn như với AWS hoặc Microsoft Azure, tính năng dự phòng đảm bảo dữ liệu khách hàng được đồng bộ hóa để trang web hoặc dịch vụ của họ không bị gián đoạn nếu trung tâm dữ liệu gặp sự cố. Cả Amazon và Microsoft đều có cái gọi là vùng khả dụng, đó là một hệ thống sao cho nếu một vùng bị hỏng, các dịch vụ sẽ được hỗ trợ bởi các vùng được kết nối khác, những vùng đủ xa để không bị ảnh hưởng bởi cùng một thảm họa thiên nhiên.

Cho đến nay, hướng đi này đã giữ cho các máy chủ và dịch vụ của AWS hoạt động ổn định. Mặc dù các sự cố phần mềm đôi khi khiến trung tâm dữ liệu ngừng hoạt động, chẳng hạn như ba sự kiện vào tháng 12 năm 2021, nhưng AWS chưa gặp phải sự cố ngừng hoạt động nghiêm trọng nào liên quan đến thời tiết kể từ sau cơn bão Sandy vào năm 2012.

Sau bước nhảy vọt về hiệu quả chuyển đổi từ các trung tâm dữ liệu quy mô nhỏ sang quy mô lớn, các Big Tech cũng đang xem xét một cách trừu tượng hơn về việc giảm lượng khí thải carbon của mình.

Điều đó đã khiến các công ty xem xét khái niệm "lượng carbon thể hiện" (embodied carbon) hoặc lượng carbon được giải phóng khi sản xuất vật liệu xây dựng được sử dụng để xây dựng các cơ sở dữ liệu. Chẳng hạn, họ đã chuyển sang một loại thép khác được chế tạo bằng năng lượng tái tạo và bê tông thải ra ít carbon hơn khi được phối trộn.

Nước không chỉ dành cho nông nghiệp

Một trong những cách ấn tượng nhất mà biến đổi khí hậu sẽ tạo ra ảnh hưởng là thông qua nước. Đây không chỉ là thành phần quan trọng của sự sống trên Trái đất mà còn là tài sản quan trọng đối với các trung tâm dữ liệu của chúng ta.

Mặc dù các trung tâm dữ liệu có thể trông giống như bất kỳ tòa nhà công nghiệp nào, nhưng chúng cần nhiều nước hơn gấp bội để làm mát các hệ thống hỗ trợ. Mặc dù hầu hết nước trong các quy trình này sẽ được tái chế, tuy nhiên điều đó vấn sẽ ảnh hưởng lớn tới nguồn tài nguyên sẽ ngày càng quý giá này. Các giải pháp làm mát bằng nước cũng được cho là hiệu quả hơn các giải pháp làm mát bằng không khí, trong khi tiêu tốn ít điện năng hơn.

Và lượng nước tiêu tốn đó đã và đang dấy lên các lo ngại về việc sẽ ảnh hưởng đáng kể tới nhu cầu tại địa phương. Bởi nước được dự báo sẽ khan hiếm hơn theo thời gian. Các trung tâm dữ liệu có thể chuẩn bị đối phó cho lũ lụt hoặc bão, nhưng hạn hán sẽ là điều khó đối phó hơn rất nhiều.

Các công ty đang tìm cách để giảm thiểu tác động của việc sử dụng nước. Ví dụ Meta, công ty mẹ của Facebook, và gã khổng lồ phần mềm Microsoft cho biết họ có kế hoạch bổ sung cho môi trường nhiều nước hơn lượng nước họ sử dụng. Năm 2018, con số là 1 triệu mét khối nước, sang tới năm 2021, con số này đã lên tới 2,3 triệu mét khối nước.

Các ông lớn công nghệ cũng đã thử một số giải pháp làm mát thay thế không sử dụng nước. Microsoft đang thử nghiệm việc nhấn chìm hoàn toàn các máy chủ trong một chất lỏng đặc biệt, sau đó tuần hoàn lượng chất lỏng này ra ngoài để hạ nhiệt. Điều này cho phép các máy chủ chạy ở tốc độ xử lý nhanh hơn mà không có nguy cơ quá nóng. Microsoft cũng đang thử lưu trữ các máy chủ trong các trung tâm dữ liệu dưới nước, trong những thiết bị được hút chân không để giữ nhiệt độ bên trong ổn định.

Lượng nhiệt phát ra từ các trung tâm dữ liệu cũng có thể được tái sử dụng. Facebook đã thử nghiệm chuyển đổi nhiệt từ trung tâm dữ liệu ở Đan Mạch để sưởi ấm cho hàng nghìn ngôi nhà gần đó. Các công ty cũng đã tìm ra cách sử dụng nguồn nước sau khi đã sử dụng chúng để làm mát hệ thống máy tính và trung tâm dữ liệu của họ. Ví dụ Amazon đã chuyển nước từ các trung tâm dữ liệu quanh Umatilla, bang Oregon vào một con kênh mà cộng đồng địa phương có thể sử dụng để tưới cho nông nghiệp. Tất nhiên, lượng nước đó không an toàn để uống.