مقاييس استدامة مركز البيانات: الانبعاثات المخفية

في عام 2024، ادعت جوجل أن مراكز البيانات الخاصة بها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بمقدار 1.5 مرة من متوسط ​​الصناعة. في عام 2025، خصصت مايكروسوفت مليارات الدولارات للطاقة النووية من أجل أعباء عمل الذكاء الاصطناعي. تقوم صناعة مراكز البيانات بتتبع فعالية استخدام الطاقة إلى ثلاث منازل عشرية وتحسين كثافة استخدام المياه بدقة الماكينة. نحن نبلغ عن الانبعاثات المباشرة وانبعاثات الطاقة بحماسة دينية.

وهذه تطورات جديرة بالثناء، ولكن هذه المقاييس تمثل 30% فقط من إجمالي الانبعاثات الصادرة عن قطاع تكنولوجيا المعلومات. غالبية الانبعاثات لا تأتي مباشرة من مراكز البيانات أو الطاقة التي تستخدمها، ولكن من أجهزة المستخدم النهائي التي تصل فعليًا إلى مراكز البيانات، والانبعاثات الناجمة عن تصنيع الأجهزة، وعدم كفاءة البرامج. إننا نعمل بشكل محموم على تحسين أقل من ثلث التأثير البيئي لقطاع تكنولوجيا المعلومات، في حين لا يتم قياس الجزء الأكبر من المشكلة.

وتشكل الأطر التنظيمية غير المكتملة جزءاً من المشكلة. وفي أوروبا، يتطلب توجيه إعداد تقارير استدامة الشركات (CSRD) الآن من 11700 شركة الإبلاغ عن الانبعاثات باستخدام هذه الأطر غير المكتملة. كان من المقرر أصلاً تنفيذ المرحلة التالية من التوجيه، التي تغطي أكثر من 40.000 شركة إضافية، في عام 2026 (ولكن من المحتمل أن يتم تأجيلها إلى عام 2028). في الولايات المتحدة، تجري هيئة المعايير المسؤولة عن مقاييس استدامة تكنولوجيا المعلومات (ISO/IEC JTC 1/SC 39) مراجعة نشطة لمعاييرها حتى عام 2026، مع عقد اجتماع عام رئيسي في مايو 2026.

لقد حان الوقت للعمل. وإذا لم نصلح أطر القياس، فإننا نجازف بتأمين عملية جمع البيانات غير المكتملة وتحسين جزء صغير مما يهم على مدى السنوات الخمس إلى العشر القادمة، قبل مراجعة المعايير الرئيسية التالية.

المقاييس المحدودة

قم بزيارة أي مركز بيانات حديث وسترى أدوات الاستدامة في كل مكان. تقوم شاشات مراقبة كفاءة استخدام الطاقة (PUE) بتتبع كل واط. تعمل أنظمة كفاءة استخدام المياه (WUE) على قياس استهلاك المياه حتى الجالون. تلتقط المراقبة المتطورة كل شيء بدءًا من استخدام الخادم وحتى كفاءة التبريد وحتى نسب الطاقة المتجددة.

ولكن إليك ما تفتقده هذه القياسات: أجهزة المستخدم النهائي على مستوى العالم تنبعث منها كربون أكثر بمقدار 1.5 إلى 2 مرة من جميع مراكز البيانات مجتمعة، وفقًا لتقرير ماكينزي لعام 2022. تمثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية التي نستخدمها للوصول إلى مراكز البيانات فائقة الكفاءة هذه المشكلة الأكبر.

تمثل عمليات مركز البيانات، مقاسة بكفاءة استخدام الطاقة، 24 بالمائة فقط من إجمالي الانبعاثات.

وعلى الطرف المحافظ من النطاق الوارد في تقرير ماكينزي، فإن الأجهزة تنبعث منها ما يعادل 1.5 مرة ما تصدره مراكز البيانات. وهذا يعني أن مراكز البيانات تشكل 40% من إجمالي انبعاثات تكنولوجيا المعلومات، في حين تشكل الأجهزة 60%.

علاوة على ذلك، فإن ما يقرب من 75 بالمائة من انبعاثات الأجهزة لا تحدث أثناء الاستخدام، ولكن أثناء التصنيع – وهذا ما يسمى بالكربون المتجسد. بالنسبة لمراكز البيانات، فإن 40 بالمائة فقط من الكربون المتجسد، و60 بالمائة يأتي من العمليات (وفقًا لقياس PUE).

وبجمع كل ذلك معًا، تمثل عمليات مركز البيانات، وفقًا لقياس PUE، 24 بالمائة فقط من إجمالي الانبعاثات. تبلغ نسبة الكربون المتجسد في مركز البيانات 16 بالمائة، والكربون المتجسد بالجهاز 45 بالمائة، وتشغيل الجهاز 15 بالمائة.

وبموجب الإطار الحالي للاتحاد الأوروبي، يتعين على الشركات الإبلاغ عن انبعاثاتها في ثلاث فئات: الانبعاثات المباشرة من المصادر المملوكة، والانبعاثات غير المباشرة من الطاقة المشتراة، والفئة الثالثة لكل شيء آخر.

تتضمن فئة “كل شيء آخر” هذه انبعاثات الأجهزة والكربون المتجسد. ومع ذلك، يتم الإبلاغ عن هذه الانبعاثات كمجموع إجمالي مقسم حسب الفئة المحاسبية – السلع الرأسمالية، والسلع والخدمات المشتراة، واستخدام المنتجات المباعة – ولكن ليس حسب نوع المنتج. إن مقدار ما يأتي من أجهزة المستخدم النهائي مقابل البنية التحتية لمراكز البيانات، أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة للموظفين مقابل معدات الشبكة، يظل غامضًا، وبالتالي غير محسّن.

إعادة استخدام الكربون والأجهزة

يؤدي تصنيع هاتف ذكي واحد إلى توليد ما يقرب من 50 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ يعادل (CO₂ه). بالنسبة للكمبيوتر المحمول، يبلغ 200 كجم من ثاني أكسيد الكربون₂ه. مع استبدال مليار هاتف ذكي سنويًا، أي 50 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون₂سنويًا فقط من تصنيع الهواتف الذكية، قبل أن يقوم أي شخص بتشغيلها. في المتوسط، يتم استبدال الهواتف الذكية كل عامين، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة كل 3 إلى 4 سنوات، والطابعات كل 5 سنوات. يتم استبدال خوادم مركز البيانات كل 5 سنوات تقريبًا.

إن تمديد دورات حياة الهواتف الذكية إلى 3 سنوات بدلاً من سنتين من شأنه أن يقلل من انبعاثات التصنيع السنوية بنسبة 33 بالمائة. على نطاق واسع، يؤدي هذا إلى تقليص مكاسب تحسين مركز البيانات.

هناك برامج موجهة نحو إعادة استخدام المكونات القديمة التي لا تزال تعمل ودمجها في خوادم جديدة. تُظهر وحدات GreenSKU والمبادرات المماثلة إمكانية تحقيق تخفيضات بنسبة 8 بالمائة في الكربون المتجسد. لكن هذه تظل برامج تجريبية، وليست مناهج منهجية. والأهم من ذلك، أنه يتم قياسها فقط في سياق مركز البيانات، وليس عبر مجموعة تكنولوجيا المعلومات بأكملها.

تخيل تطبيق نفس مبادئ الاقتصاد الدائري على الأجهزة. مع وجود أكثر من 2 مليار جهاز كمبيوتر محمول على مستوى العالم ودورات استبدال مدتها 2-3 سنوات، فإن تمديدات العمر حتى المتواضعة تؤدي إلى تخفيضات هائلة في الانبعاثات. إن تمديد دورات حياة الهواتف الذكية إلى 3 سنوات بدلاً من سنتين من شأنه أن يقلل من انبعاثات التصنيع السنوية بنسبة 33 بالمائة. على نطاق واسع، يؤدي هذا إلى تقليص مكاسب تحسين مركز البيانات.

ومع ذلك، يتم قياس إعادة استخدام مركز البيانات والإبلاغ عنه وتحسينه. إعادة استخدام الجهاز لا تتطلب ذلك، لأن الأطر لا تتطلب ذلك.

الدور غير المرئي للبرمجيات

من خلال قيادة البنية التحتية لموازنة التحميل عبر IBM Cloud، أرى كيف تنعكس قرارات هندسة البرامج من خلال استهلاك الطاقة. لا تؤدي التعليمات البرمجية غير الفعالة إلى إبطاء الأمور فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى زيادة استهلاك الطاقة في مركز البيانات واستنزاف بطارية الجهاز.

على سبيل المثال، أظهر باحثون من جامعة واترلو أنهم يستطيعون تقليل استخدام الطاقة في مراكز البيانات بنسبة 30 بالمائة عن طريق تغيير 30 سطرًا فقط من التعليمات البرمجية. من وجهة نظري، هذه النتيجة ليست حالة شاذة، بل هي نتيجة نموذجية. تفرض بنية البرامج السيئة عمليات نقل غير ضرورية للبيانات، وإجراء حسابات زائدة عن الحاجة، والاستخدام المفرط للموارد. ولكن على عكس كفاءة مركز البيانات، لا يوجد مقياس مقبول بشكل عام لكفاءة البرامج.

وهذا يهم الآن أكثر من أي وقت مضى. نظرًا لأن أعباء عمل الذكاء الاصطناعي تؤدي إلى توسع هائل في مراكز البيانات – والتي من المتوقع أن تستهلك ما بين 6.7 إلى 12 بالمائة من إجمالي الكهرباء في الولايات المتحدة بحلول عام 2028، وفقًا لمختبر لورانس بيركلي الوطني – تصبح كفاءة البرمجيات أمرًا بالغ الأهمية.

ما يحتاج إلى تغيير

الحل لا يكمن في التوقف عن قياس كفاءة مركز البيانات. إنه لقياس استدامة الجهاز بنفس الدقة. على وجه التحديد، يجب على هيئات المعايير (خاصة ISO/IEC JTC 1/SC 39 WG4: مقاييس الاستدامة الشاملة) توسيع أطر العمل لتشمل تتبع دورة حياة الجهاز، ومقاييس كفاءة البرامج، ومعايير إعادة استخدام الأجهزة.

لتتبع دورات حياة الجهاز، نحتاج إلى إعداد تقارير موحدة عن الكربون المتجسد في الجهاز، والذي يتم تقسيمه بشكل منفصل حسب الجهاز. رقم إجمالي واحد في فئة “كل شيء آخر” غير كافٍ. نحتاج إلى فئات أجهزة محددة تكون فيها انبعاثات التصنيع ودورات الاستبدال مرئية.

لتضمين كفاءة البرنامج، أؤيد تطوير ما يعادل PUE للبرامج، مثل الطاقة لكل معاملة، أو لكل استدعاء لواجهة برمجة التطبيقات، أو لكل جلسة مستخدم. يجب أن يكون هذا مقياسًا يمكن الإبلاغ عنه ضمن أطر الاستدامة حتى تتمكن الشركات من إظهار مكاسب تحسين البرمجيات.

لتشجيع إعادة استخدام الأجهزة، نحتاج إلى تنظيم مقاييس إعادة الاستخدام عبر مجموعة تكنولوجيا المعلومات الكاملة — الخوادم والأجهزة. يتضمن ذلك تتبع معدلات الإصلاح، وتطوير برامج تجديد واسعة النطاق، وتتبع إعادة استخدام المكونات بنفس التفاصيل المطبقة حاليًا على أجهزة مركز البيانات.

ولجمع كل ذلك معًا، نحتاج إلى لوحة تحكم موحدة لتتبع انبعاثات تكنولوجيا المعلومات. يجب أن تُظهر تقارير CSRD الكربون المتجسد في الجهاز إلى جانب الانبعاثات التشغيلية لمركز البيانات، مما يجعل الصورة الكاملة لاستدامة تكنولوجيا المعلومات مرئية في لمحة.

هذه ليست تغييرات جذرية، بل هي امتدادات لمبادئ القياس التي تم إثباتها بالفعل في سياق مركز البيانات. الخطوة الأولى هي الاعتراف بما لا نقيسه. والثاني هو بناء الأطر لقياسه. والثالث يطالب الشركات بالإبلاغ عن الصورة الكاملة – مراكز البيانات والأجهزة، والخوادم والهواتف الذكية، والبنية التحتية والبرمجيات.

لأنه لا يمكنك إصلاح ما لا يمكنك رؤيته. وفي الوقت الحالي، لا نرى 70% من المشكلة.