Het Lower Energy Acceleration Program (Leap) ziet genoeg kansen om automatisering zuiniger te maken. Scenario’s voor korte en lange termijn zijn uitgewerkt. ‘Wij zoeken de samenwerking met de overheid om te investeren in onderzoek, demonstratieprojecten en opschaling. Het Europees herstelfonds biedt hiervoor een mooie kans’, zegt Jeroen van der Tang, public policy manager Duurzaamheid bij NLdigital.
Leap is een programma dat wordt uitgevoerd door een coalitie van zo’n twintig partijen uit de Amsterdamse datacenterwereld met het doel het energieverbruik van de digitale keten te verminderen. Marjolein Bot, lead energy bij de Amsterdam Economic Board, vertelt dat coöperatie de sleutel is om de doelstellingen te halen. ‘Het gaat om samenwerking tussen overheid, kennisinstituten en bedrijfsleven. Het strekt ook verder dan datacenters alleen; ook hardware-vendoren en softwarehuizen hebben hun inbreng. Zo werken we actief samen met IBM, HPE, KPN, Microsoft en VMware, om er een paar te noemen.’
Het tweetal licht de notitie (‘The Leap Technology Trends and Scenario’s’) toe. De notitie is gebaseerd op het onderzoek van Roberto Verdecchia, Patricia Lago (beiden VU Amsterdam) en Carol de Vries (PhotonDelta): ‘The Leap Technology Landscape for 2030 and Beyond – Solutions, Adoption, Factors, Impediments, Open Problems, and Scenario’s’.
Kwartjes
Het afgelopen jaar is gebruikt om de visie te vormen. De Leap Technology Landscape, aldus Bot, is opgesteld door meer dan veertig partners. ‘De tijd is nu wel rijp. Je ziet dat de kwartjes vallen: er is geen ontkomen aan om automatisering energiezuiniger en gedistribueerd te maken. Vooral als je de vloedgolf data ziet die op ons afkomt, onder meer veroorzaakt door ai, 5G en goedkoop streamen. De meeste partijen zijn ervan overtuigd dat we nu actie moeten ondernemen. Wij hebben op een rijtje gezet welke mogelijkheden er zijn voor dit moment, de middellange en de lange termijn’, vertelt zij. De verschillende tijdperken presenteert het consortium als horizonten.
Van der Tang geeft aan dat Leap wil helpen te komen tot een duurzame, digitale delta. ‘Dan moet je met koplopers aan de gang. Voorbeelden laten zien aan anderen. Als het gaat om energie is het niet zozeer een volumeprobleem; het gaat om de lokale beschikbaarheid van energie. Naast energie infrastructuur kunnen ook slimme ict-oplossingen gaan bijdragen aan de oplossing.’ Deze oplossingen hebben milieutechnische, automatiseringstechnische en sociale invalshoeken.
Energiebewuste software
De beweging naar de cloud, met elementen als cloud-native en serverless-applicaties, ziet het consortium als een besparingsmiddel in het huidig tijdsgewricht. Evenals het gebruik van heuristiek (rekenmodellen) om bijvoorbeeld tot goed temperatuurbeheer te komen binnen datacenters.
Het gebruik van energiebewuste software is een onderwerp dat op de korte en middellange termijn speelt. Het gaat om gebeurtenisbewuste software die alleen resources verbruikt als dat nodig is. Dergelijke software is ook in te zetten in clouds, bijvoorbeeld als een kill zombie-systeem, dat inactieve servers detecteert en uitschakelt om ervoor te zorgen dat er geen energie wordt verspild.
‘De huidige trends voorspellen een wijdverspreide popularisering van innovatieve software-optimalisaties, zoals fijnkorrelige dynamische load balancing en ai-gestuurde optimalisatie van het energieverbruik van software’, meldt de notitie.
Op sociaal niveau is het nodig bewustzijn te creëren: bijvoorbeeld aanleren dat elke zoekopdracht of elk telefoongesprek energie consumeert. Aanleren om energiebewust om te gaan met de huidige technische middelen.
Software-intelligentie en ai
Voor de middellange termijn voorziet Leap het gebruik van intelligente software. Er komt een omslag van gecentraliseerde (in datacenters) automatisering, naar gedistribueerd: 5G, internet of things en edge computing. Je hebt dan software nodig die begrijpt waar verwerking (of opslag) van data het minste energie kost.
De software moet gebruikspatronen in kaart brengen en analyseren. Dit maakt dynamische softwarediensten en bijbehorende toewijzing van middelen nodig. Er moet gewerkt gaan worden aan nieuwe softwarearchitecturen die dergelijke intelligentie inbakken.
Kunstmatige intelligentie speelt een belangrijke rol in de nabije toekomst; vooral als dirigent van datastromen. Energie-efficiënte software-engineering voor ai-gebaseerde systemen wint ook snel aan belang. Veelbelovende prototypes laten zien hoe het energieverbruik van ai-systemen is terug te dringen met hardwarecomponenten die specifiek voor ai zijn ontworpen.
Voorts moeten fabrikanten moeten hun it-apparatuur voor hergebruik ontwerpen.
Het is nodig om duurzame ict-vaardigheidstrainingen, zowel in academische als industriële omgevingen, uit te voeren. ‘Dit is nodig om de energie-efficiëntie en duurzaamheid van digitale infrastructuren in alle soorten industriële sectoren aan te pakken. Een voorbeeld is het gebruik van de eco-instellingen van dataservers als instrument om het energieverbruik met ongeveer tien procent te verminderen. De opkomst van zowel verantwoordelijke softwareontwikkelaars als softwareconsumenten leidt tot duurzamere softwareoplossingen door ontwerp, aangezien consumenten duurzamere digitale infrastructuren eisen van ontwikkelaars.’
Langere termijn
Op de langere termijn spelen er ontwikkelingen die kunnen bijdragen aan energiezuinige automatisering. Denk aan het gebruik van licht als datadrager (fotonica), non-Von Neuman-computerarchitecturen (zoals quantumcomputers), neuromorfisch computergebruik: het op zeer grote schaal integreren van systemen met elektronische circuits om neurobiologische architecturen na te bootsen. Nieuwe vormen van hardware vereisen nieuwe vormen van software.
Scenario’s
Het consortium heeft vier scenario’s uitgewerkt.
- Cloudcentralisatie
Dit vereist enorme hoeveelheden energie en fysieke ruimte om hyperscale-vestigingen mogelijk te maken die al concurreren met andere maatschappelijke behoeften op het energienetwerk. Met een verwachte exponentiële datagroei in de komende paar jaar zal cloud centralisatie zeer waarschijnlijk slechts één oplossing zijn in de toekomst.
- Flexibele geolocatie
Een hybride model met remote clouds en microclouds. Edge computing, gedistribueerde energielandschappen, dynamische softwarediensten en middelentoewijzing winnen aan belang. Deze technologieën maken de verdeling van zowel de computationele als de energieverbruiksbelasting over verschillende geografische gebieden mogelijk.
- Naadloos continuüm
Dit scenario wordt gekenmerkt door een pool van gedeelde hardware- en softwaremiddelen die beschikbaar zijn in zowel microclouds als remote clouds. Deze gedeelde pool van middelen maakt een zogenaamd naadloos continuüm mogelijk, waarbij hardware- en softwaremiddelen tijdens runtime worden toegewezen. Als een bepaalde hulpbron nodig is, worden de hulpbronnen gekozen die het best geschikt zijn, zowel wat prestaties als energie betreft.
- Volg tijd, ruimte en energie
In dit scenario worden resources toegewezen op basis van hun software- en hardwaremogelijkheden, de beschikbaarheid van de benodigde energie, de nabijheid van resources en de tijdigheid van de uit te voeren taak.
Inspiratie
Het doel van de notitie, zo vertelt het duo, is inspiratie geven om inderdaad te komen tot energiebesparing en slimme inpassing in het energiesysteem. ‘Wij onderzoeken welke mogelijkheden er zijn. Wij houden in de gaten welke partijen zich hier ook mee bezig houden, want we willen niet het wiel opnieuw uitvinden. Vooralsnog zien wij – ook niet op Europees vlak – niet zo’n breed consortium als het onze dat gezamenlijk de handschoen oppakt’, vertelt Bot.
Van der Tang onderstreept het belang van demonstratieprojecten om te laten zien dat iets in de praktijk werkt en als overtuigend voorbeeld te dienen. ‘Daarvoor zoeken we de samenwerking met het ministerie, maar ook in de brief aan de informateur is om steun voor het Leap-project gevraagd . Het is belangrijk dat zo breed mogelijk alles op alles wordt gezet om de sterke groei van data en het energieverbruik te blijven ontkoppelen en automatisering en energiehuishouding optimaal op elkaar af te stemmen.’
