Das Internet ist physisch, also lassen Sie uns seine Nachhaltigkeit überdenken

Seit ich bei Fastly arbeite, haben mich einige Leute gefragt: „Warum denkt ein Internetunternehmen über Nachhaltigkeit nach?“ Es ist eine berechtigte Frage. Wenn die meisten Menschen an das Internet denken, denken sie an etwas Allgegenwärtiges – immer da, immer zugänglich. Das war vor fünfundzwanzig Jahren noch nicht der Fall, aber heute erwarten wir Konnektivität, wo immer wir hingehen. Die meisten unserer Geräte sind rund um die Uhr mit dem Internet verbunden, aber für die meisten Menschen fühlt es sich unsichtbar und ungreifbar an. 

Jedoch sind wir bei Fastly uns der physischen Beschaffenheit des Internets sehr bewusst, da wir die physische Infrastruktur bereitstellen. Die physische Beschaffenheit des Internets zeigt sich in verschiedenen Formen: Server, die jede Sekunde unzählige Anforderungen verarbeiten, in Rechenzentren stehen, Strom und Kühlung benötigen und durch Kabel verbunden sind, die weite Entfernungen überspannen. 

Wenn Sie das Internet als etwas Physisches erkennen, wird sofort klar, dass Sie über Nachhaltigkeit nachdenken müssen: Die Bereitstellung all dieser physischen Infrastruktur und deren Energieversorgung hat Konsequenzen.  Die gute Nachricht ist, dass selbst kleine Änderungen erhebliche Auswirkungen haben können, wenn sie in großem Maßstab umgesetzt werden. Wir erklären, wie‘s geht.

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Erneuerbare Energien in Datenzentren

Datenzentren benötigen enorme Mengen an Strom, um Server zu betreiben und zu kühlen: Die IEA schätzte, dass der weltweite Energieverbrauch von Datenzentren im Jahr 2022 1 bis 1,3 % des gesamten Energiebedarfs ausmachte. Wenn Datenzentren Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen, werden die energiebezogenen Treibhausgasemissionen (THG) erheblich reduziert.

Deshalb priorisiert Fastly die Zusammenarbeit mit Colocation-Anbietern, die bei der Einführung erneuerbarer Energien führend sind. Unser größter Anbieter von Colocation-Rechenzentren, Equinix, deckte im vergangenen Jahr sein globales Rechenzentrums-Netzwerk mit 96 % erneuerbarer Energie ab. Seit 2021 werden die Fastly-Operationen in den Equinix-Rechenzentren zu mindestens 95 % mit erneuerbarer Energie betrieben. Die Zusammenarbeit mit Rechenzentrumsbetreibern, die erneuerbare Energien nutzen, wie Equinix, reduziert die energiebezogenen Treibhausgasemissionen beim Betrieb unserer Plattform, während wir gleichzeitig den Hochleistungs-Service aufrechterhalten, auf den sich unsere Kunden verlassen.

Reduzierung des Stromverbrauchs und der Datenübertragungsmenge

Die Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs ist ebenfalls eine kritische Überlegung zur Nachhaltigkeit. Ein wesentlicher Schwerpunktbereich, den wir direkt beeinflussen können, ist die Reduzierung des Energieverbrauchs unserer IT-Geräte. 

Fastly arbeitet hart daran, die Energieeffizienz unserer Geräte zu verbessern, indem es: 

• Berücksichtigung des Energieverbrauchs bei der Beschaffung unserer Hardware, 

• Optimierung der Konfiguration sowohl unserer Software als auch der Hardware, auf der sie läuft, um den Energieverbrauch zu minimieren

Im weiteren Sinne ist PUE (Power Usage Effectiveness) eine Metrik, die die Effizienz des gesamten Energieverbrauchs eines Datenzentrums misst. Es wird berechnet, indem der gesamte Energieverbrauch der Rechenzentrumseinrichtung (einschließlich Kühlung, Beleuchtung und anderer Infrastruktur) durch den Energieverbrauch speziell von IT-Geräten (Server, Speicher, Netzwerk) geteilt wird. Das Verständnis und die Überwachung des PUE in einem verteilten Netzwerk sind wichtige Mittel, um den gesamten Energieverbrauch zu bewerten und zu optimieren.

Es ist auch wichtig, die Menge der zu übertragenden Daten zu reduzieren. Jedes Gigabit pro Sekunde an Daten erfordert physische Infrastruktur, Elektrizität und teure, ressourcenintensive Kabel. Wenn wir optimieren können, wie Daten über das Internet übertragen werden, werden wir weniger dieser Ressourcen verbrauchen, was unseren Kunden, unserem Unternehmen und der Umwelt zum Vorteil kommt.

Datenübertragungen können reduziert werden durch:

• Optimierung der Bildgrößen, damit sie schneller geladen werden und weniger Bandbreite verbrauchen

• Reduzierung unnötiger Datenübertragungen durch das Zwischenspeichern häufig abgerufener Inhalte

• Auslieferung von Daten von Servern, die näher bei den Nutzern sind, um energieintensive Fernübertragungen zu reduzieren

Fokussierung auf den gesamten Technologie-Lebenszyklus 

Wir haben Nachhaltigkeitsmöglichkeiten während der Nutzungsphase der Technologie identifiziert, aber es gibt einen full Lebenszyklus zu berücksichtigen, von den Materialien und Komponenten, die in der Hardware verwendet werden, bis hin zu dem, was am Ende der Lebensdauer passiert.

Eine der besten Möglichkeiten, die Auswirkungen über den gesamten Lebenszyklus zu reduzieren, besteht darin, die geringstmögliche Menge an Hardware zu verwenden, um dasselbe Ergebnis zu erzielen, wie zum Beispiel:

• Verwendung größerer, leistungsfähigerer Cache-Server an weniger Standorten, 

• Nutzung einer Switch-basierten Architektur, die den Bedarf an großen Chassis-Routern eliminiert, und 

• Verlängerung der Hardware-Lebensdauer über die typischen vier bis fünf Jahre hinaus.

Wenn die Hardware irgendwann das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, können wir immer noch sicherstellen, dass dies nicht das Ende der Möglichkeiten ist. Ältere Geräte können für Anwendungsfälle mit geringerem Rechenbedarf umfunktioniert werden, Komponenten können für Ersatzteile und zur Wiederaufbereitung genutzt werden, und Elektroschrott kann verantwortungsvoll entsorgt werden, indem sichergestellt wird, dass wertvolle Ausgangsmaterialien wie Edelmetalle recycelt werden. Die Zukunft ist kreisförmig. 

Die KI-Technologie nachhaltiger gestalten

Aufkommende Technologien stellen neue Herausforderungen im Streben nach Nachhaltigkeit dar. Kryptowährungen haben bereits ihr Potenzial für enormen Energieverbrauch gezeigt. Nun werfen künstliche Intelligenz (KI) und große Sprachmodelle (LLMs) ähnliche Bedenken auf. 

Diese Technologien sind rechenintensiv und erfordern erhebliche Energieressourcen. Um dies ins rechte Licht zu rücken, legt eine Studie nahe, dass die KI-Industrie bis 2027 so viel Energie verbrauchen könnte wie ein Land von der Größe der Niederlande. Kein Wunder, dass wir Diskussionen über den Neustart von Three Mile Island und anderen Kernreaktoren gehört haben, nur um KI zu betreiben. Dieses Problem wird in Zukunft nur noch größer werden, da sich die Anwendungsfälle für generative KI weiter verbreiten, und deshalb müssen wir ihm zuvorkommen. Als Branche müssen wir uns sehr bewusst sein, wie wir mit den Nachhaltigkeitsimplikationen des Wachstums umgehen.   

Zentrale Fragen zur Nachhaltigkeit von KI:

• Wie können wir die Umweltauswirkungen von KI-Queries mildern?

• Wie können wir die Anzahl der bearbeiteten Queries reduzieren?

• Wie können wir Abfragen effektiver zwischenspeichern? (wie wir es mit unserem AI Accelerator machen)

• Wie können wir uns vor böswilligen Queries schützen, um unnötigen Aufwand zu vermeiden?

• Wie können wir Queries effizienter gestalten?

• Wie können wir Queries näher am Nutzer verarbeiten, um die Datenübertragung zu reduzieren?

Es gibt keine Einzellösung für diese Fragen, aber eine kollektive Anstrengung mit kleinen Maßnahmen könnte sich zu einer bedeutenden Wirkung summieren.

Effizienteres Caching von KI-Queries

Die Herausforderung bei großen Sprachmodellen besteht darin, dass keine zwei Queries identisch sind. Sie sind nicht so strukturiert, dass sie von Computern problemlos verarbeitet werden können, was das Cachen erschwert. Daher erfordert jede Query erheblichen Rechenaufwand, was sie extrem teuer macht.

Dies erinnert an die frühe Web-Ära, als datenbankgesteuerte Websites träge und kostspielig waren. Im Laufe der Zeit haben wir die Datenbanken optimiert, sodass sie schneller und weniger ressourcenintensiv wurden. Wir haben auch Strategien zur Zwischenspeicherung und zum Schutz entwickelt. In großem Maßstab ist Caching eine Form des Schutzes – es reduziert unnötige Arbeit, blockiert böswillige Queries und minimiert Kosten und Umweltbelastung.

Bei Fastly haben wir jahrelang an der Schnittstelle zwischen Caching und Schutz gearbeitet. Wir haben unsere Sicherheitskapazitäten an den Edge mit einem flexiblen, signalbasierten Ansatz anstelle starrer Regeln verlagert. Dies hat es uns ermöglicht, ein breiteres Spektrum an Bedrohungen zu bewältigen.

Mit der zunehmenden Verbreitung von KI wandten sich die Unternehmen an uns um Hilfe. Als Reaktion darauf haben wir einen semantischen Cacheentwickelt – ein System, das Queries auf ihre Kernbedeutung herunterbricht, anstatt sich auf den genauen Wortlaut zu konzentrieren. Obwohl die zugrunde liegende Mathematik komplex ist, ist das Ergebnis einfach: Wir können mehr Queries cachen und so die Anzahl der erforderlichen Berechnungen erheblich reduzieren.

Ursprünglich haben wir dies für OpenAI gebaut, aber seitdem haben wir es erweitert, um mehrere LLMs zu unterstützen, von denen jedes seine eigene Semantik hat. Dies ist eines unserer beliebtesten Produkte, das Unternehmen hilft, Kosten zu senken und gleichzeitig die Umweltbelastung zu reduzieren. Unser Ziel ist es, weiterhin Innovationen zu entwickeln, die das Internet nachhaltiger machen, eine Optimierung nach der anderen.

Möchten Sie ein schnelleres, umweltfreundlicheres Internet Build? Sehen Sie sich diese 5 Expertentipps an, wie Sie Ihre Website nachhaltiger gestalten können.