Bill Gates costuma dizer que com o tempo, o custo do hardware de computador se aproxima de zero. Veja a seguir um exemplo disso:
Daqui a dez anos, em termos de custos reais de hardware, o senhor quase pode pensar que o hardware é gratuito.
A história provou que ele estava certo. O hardware de computador não é literalmente gratuito, é claro. Mas é efetivamente gratuito em relação ao nível de poder de computação que o senhor está obtendo pelo seu dinheiro. O que significa quando o hardware de computador é efetivamente gratuito e fica ainda mais gratuito a cada dia?
Em primeiro lugar, o software de computador começa a parecer incrivelmente caro. Mas vamos deixar de lado a relação entre o custo do software e o custo do hardware por enquanto.
Se o senhor for o Google ou qualquer outra empresa que esteja construindo farms de data center em massa, o hardware barato é uma vantagem estratégica. Isso significa que o senhor pode construir data centers cada vez maiores por menos dinheiro. Os computadores podem ser menores e mais baratos do que nunca, mas eles ainda precisam de eletricidade para funcionar. Agora o senhor tem um novo problema. A energia elétrica usada para acionar todo o hardware gratuito que o senhor acumulou se torna sua maior despesa:
Nas últimas três gerações da infraestrutura de computação do Google, o desempenho quase dobrou, disse Barroso. Mas como o desempenho por watt permaneceu praticamente inalterado, isso significa que o consumo de eletricidade também quase dobrou.
Se o consumo de energia do servidor crescer 20% ao ano, o custo de quatro anos da conta de eletricidade de um servidor será maior do que o preço inicial de US$ 3.000 de um servidor low-end típico com processadores x86. O data center do Google é povoado principalmente por essas máquinas. Porém, se o consumo de energia crescer 50% ao ano, “os custos de energia até o final da década superarão os preços dos servidores”, mesmo sem que a energia aumente além dos atuais 9 centavos de dólar por quilowatt-hora, disse Barroso.
Os custos de hardware de computador podem estar se aproximando de zero, mas os custos de energia são fixos – ou estão aumentando. A sede por energia em face de centros de dados cada vez maiores levou o Google a construir datacenters em locais fora de mão, onde os custos de energia são baixos:
O Google, por exemplo, viu seu consumo de energia quase dobrar durante as últimas três gerações de atualizações de sua ampla infraestrutura de computação. Recentemente, a empresa revelou um novo e importante centro de dados em uma região remota do Oregon, onde os custos de energia são uma fração dos custos da base do Google no Vale do Silício. Mas a energia barata pode não ser suficiente. No ano passado, o engenheiro do Google, Luiz André Barroso, previu que os custos de energia superariam os custos de equipamentos – “possivelmente por uma grande margem” – se os datacenters que consomem muita energia não mudarem seus hábitos. Barroso também alertou que o crescente apetite dos data centers por energia “poderia ter sérias consequências para a acessibilidade geral da computação, sem mencionar a saúde geral do planeta”.
O Google não se limita a constrói seus próprios servidores. Eles constroem suas próprias fontes de alimentaçãotambém:
A fonte de alimentação dos servidores é um dos locais em que a energia é perdida desnecessariamente. Um terço da eletricidade que passa por uma fonte de alimentação típica vaza como calor, [Urs Hlzle] afirmou. Isso é um desperdício de energia e também gera custos adicionais no resfriamento necessário devido ao calor adicionado a um edifício.
Em vez de desperdiçar a eletricidade e incorrer nos custos adicionais de resfriamento, o Google tem fontes de alimentação especialmente fabricadas que são 90% eficientes. “Não é difícil fazer isso. Por isso, para mim, é pessoalmente ofensivo” que as fontes de alimentação padrão não sejam tão eficientes, disse ele.
Embora ele admita que encomendar fontes de alimentação especialmente fabricadas seja mais caro do que comprar produtos padrão, o Google ainda economiza dinheiro ao conservar energia e refrigeração, disse ele.
O Google quer estender essa mesma eficiência para fora do seu data center, para o seu PC doméstico. O whitepaper de três páginas do Google Fontes de alimentação de alta eficiência para computadores e servidores domésticos (pdf) descreve como e por quê:
No Google, operamos muitos computadores em nossos data centers para atender às suas consultas, portanto, a conservação e a eficiência de energia são importantes para nós. Há vários anos, estamos desenvolvendo fontes de alimentação mais eficientes para eliminar o desperdício das fontes de alimentação. Em vez da eficiência típica de 60-70%, as fontes de alimentação de nossos servidores agora funcionam com 90% de eficiência ou mais, reduzindo as perdas de energia em um fator de quatro.
Acreditamos que essa tecnologia de fonte de alimentação com economia de energia pode ser aplicada em casa
computadores domésticos também. Por isso, estamos trabalhando com a Intel e outros parceiros para propor um novo padrão de fonte de alimentação. A oportunidade de economizar é imensa – estimamos que, se implantado em 100 milhões de PCs que funcionam em média oito horas por dia, esse novo padrão economizaria 40 bilhões de quilowatts-hora em três anos, ou mais de US$ 5 bilhões com as tarifas de energia da Califórnia.
Posso garantir que: energia é incrivelmente caro na Califórnia, a ponto de o a execução de um único PC 24 horas por dia, 7 dias por semana, pode ter um impacto notável na conta de energia.
A proposta do Google de aumentar a eficiência das fontes de alimentação de PCs reflete um impulso para a eficiência que vem ocorrendo há algum tempo no espaço dos entusiastas de PCs. Em parte, é um reflexo da o movimento do PC silencioso: menos calor é sempre igual a menos ruído. Mas isso também pode ter um impacto final sobre o valor que o senhor paga à empresa de energia todos os meses.
Não tenho conhecimento de nenhuma fonte de alimentação padrão para PC que atinja a meta de eficiência de 90% que o Google reivindica. O que o Google está propondo é uma mudança mais profunda e fundamental na forma como a fonte de alimentação do PC é construída – simplificando de várias tensões (+12v, -12v, 5v e 3,3v) para uma única tensão (12v). Mas uma fonte de alimentação de PC padrão de qualidade suficiente pode atingir até 85% de eficiência. Considere o gráfico a seguir, que compara a eficiência de duas fontes de alimentação de PC:
O gráfico mostra a diferença entre uma fonte de alimentação típica de PC e uma das fontes de alimentação com maior eficiência energética atualmente no mercado. A tabela de dados conta a história em watts brutos:
| Fonte de alimentação NeoPower 480 | ||||||||
|
Entrada CA |
110 |
142 |
220 |
276 |
336 |
390 |
515 |
596 |
|
Saída CC |
65 |
90 |
150 |
200 |
250 |
300 |
400 |
460 |
|
Eficiência |
59% |
63% |
68% |
72% |
74% |
77% |
78% |
77% |
|
Resíduos |
45 |
52 |
70 |
76 |
86 |
90 |
115 |
136 |
| Fonte de alimentação Corsair HX520W | |||||||||
|
Entrada CA |
64 |
88 |
115 |
183 |
236 |
295 |
350 |
486 |
638 |
|
Saída CC |
43 |
63 |
89 |
148 |
199 |
251 |
298 |
407 |
519 |
|
Eficiência |
68% |
72% |
77% |
81% |
84% |
85% |
85% |
84% |
81% |
|
Resíduos |
21 |
24 |
26 |
35 |
37 |
44 |
52 |
79 |
119 |
É um resultado decente; a eficiência aumenta em mais de 10% em todos os setores. Mas há um problema: a curva de eficiência da fonte de alimentação atinge o pico em cerca de 250 watts.
A maioria dos PCs de mesa usa apenas 200 watts de energia. É extremamente difícil construir um computador de mesa que use 250 watts de potência sem que o adicionar uma placa de vídeo de alta potência de mais de US$ 300 para jogos à mistura – ou até mesmo duas delas no modo SLI. Além disso, o senhor só atingirá esse nível de consumo de energia sob carga extrema, com a placa de vídeo e a CPU operando com quase 100% de utilização. Em outras palavras, somente quando o senhor estiver jogando um videogame. O senhor diferença entre o uso de energia em carga ociosa e em jogos pode ser superior a 100w.
A menos que o senhor seja um jogador, nem sequer virá perto a 200 watts de consumo de energia, mesmo com carga total. E com que frequência seu PC está operando com carga total? Se o senhor for como a maioria dos usuários, quase nunca. Estatisticamente, seu PC fica ocioso 99% do tempo em que está ligado. Consumo de energia ocioso de um PC desktop típico varia entre 120 e 150 watts. Portanto, o verdadeiro desafio é oferecer mais de 90% de eficiência em níveis típicos de consumo de energia ociosa – 120-150 watts.
A economia obtida com a atualização para uma fonte de alimentação eficiente em um único PC raramente vale a pena. Vou demonstrar usando meu antigo servidor como exemplo. Ele consome 160 watts de energia em modo inativo e fica ligado 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano. Se, hipoteticamente, eu instalasse uma fonte de alimentação nesse servidor que fosse 15% mais eficiente – um melhor caso quanto de energia eu economizaria por ano?
160 watts * (8,760 hours per year) / 1000 = 1401.6 kilowatt-hours 136 watts * (8,760 hours per year) / 1000 = 1191.4 kilowatt-hours
Com as tarifas de energia insanamente caras da Califórnia na minha área, isso equivale ao seguinte valor em dólares por ano:
1401.6 kilowatt-hours * 14.28 cents / 100 = $200.15 1191.4 kilowatt-hours * 14.28 cents / 100 = $170.13
Eu economizaria incríveis trinta dólares por ano. Isso não é suficiente nem mesmo para cobrir o custo da fonte de alimentação com eficiência energética! Eu teria que amortizar o custo da fonte de alimentação em três anos para justificar a despesa.
Tudo isso nos diz que os problemas do Google não são necessariamente nossos problemas pessoais. Não é exatamente uma novidade. Mas se o senhor multiplicar esse resultado por as dezenas de milhares de servidores no farm de servidores do Googletodos operando com quase 100% de carga, a situação é totalmente diferente. A eficiência é uma decisão comercial estratégica para o Google. Considerando os milhões e milhões de computadores no mundo, fontes de alimentação de PCs mais eficientes também fazem parte de um bem público maior. De fato, não faça o mal.