Lo zero come grande obiettivo

Lo svizzero Urs Hölzle, uno dei primi collaboratori di Google, non è solo responsabile in modo determinante del fatto che i centri di calcolo del gruppo possano elaborare miliardi di query alla velocità della luce. Da decenni, il padrone dell’infrastruttura tecnica provvede affinché essa diventi sempre più efficiente sul piano energetico.

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Quando Urs Hölzle visita il cuore tecnico di Google per la prima volta, internet è ancora un luogo abbastanza facile da gestire. Siamo nel febbraio 1999 e Larry Page, cofondatore di Google, ha invitato Hölzle in un centro di calcolo a Santa Clara, in California, dove le imprese di internet possono affittare spazi. In quel periodo, tra l’altro, avevano sistemato i loro server nel capannone la casa d’aste online eBay, il motore di ricerca internet AltaVista – e, appunto, Google. Nel reparto della start-up fondata pochi mesi prima, stanno particolarmente stretti: su 2,5 metri quadrati si impilano 30 computer. Sulla gran parte dei server è immagazzinato l’indice delle pagine web del giovane motore di ricerca, sugli altri è in esecuzione il crawler che legge e indicizza le pagine web su internet. “Il locale era molto caotico e così piccolo che quasi non si poteva entrare”, ricorda Hölzle della sua visita.

Urs Hölzle

“Entro il 2030 vorremmo gestire tutti i centri di calcolo da fonti rinnovabili 24 ore su 24”, dice Urs Hölzle.

Nonostante ciò, lo svizzero accettò un lavoro presso Google. Una decisione che non era per nulla ovvia, perché all’epoca Hölzle era già professore di informatica all’università di Santa Barbara. Era chiaro che avrebbe guadagnato meno soldi da Google. Urs Hölzle, però, stava già usando il motore di ricerca per sé stesso e, come tanti altri esperti di computer sulla costa occidentale americana, era convinto che esso fosse più forte degli altri esistenti. Inoltre gli piaceva la visione di Larry Page e Sergey Brin, di voler rendere facilmente accessibile a tutti la conoscenza del mondo. Così Urs Hölzle diventò il collaboratore numero 8 della start-up Google, portando con sé anche il numero 9: il suo cane Yoshka, un leonberger, che pose le basi perché Google restasse fino ad oggi un’impresa favorevole ai cani.

Come capo sviluppatore, Hölzle, che allora aveva 35 anni, fu impegnato fin dal principio a creare un’infrastruttura sempre più efficiente e conforme all’utilizzo in costante crescita del motore di ricerca. Il grado del suo successo, nei primi anni, si poteva constatare sempre il lunedì: in quel periodo tanta gente, non avendo ancora l’accesso internet a casa, all’inizio della settimana, in ufficio, inseriva nella finestra di ricerca tutte le domande che si erano accumulate durante il weekend. E, da un lunedì all’altro, il numero di query aumentava dal 5% al 10%.

“La resistenza più grande spesso consiste nella convinzione che qualcosa non funzioni.”

Urs Hölzle

Nella fase iniziale di Google, oltre alle tante sfide tecniche, anche la sostenibilità era già una questione importante per i fondatori Larry Page e Sergey Brin, nonché per tutto il resto della squadra. Hölzle stesso era già stato impegnato da ragazzo, in Svizzera, per l’organizzazione per la protezione dell’ambiente, il WWF. Quando la squadra, con Google, si trasferì nel primo proprio edificio per gli uffici, si prestò attenzione a componenti e tappeti ecologici. Poco tempo dopo, si mise al centro il consumo energetico dei server. “All‘epoca era anche una questione di soldi”, spiega Hölzle, “perché l‘elettricità e il raffreddamento causano costi enormi”. Più l’infrastruttura tecnica cresceva, più importante diventava per Google l’efficienza energetica dei centri di calcolo. Man mano l’impresa iniziò a sviluppare soluzioni proprie e più economiche – in primo luogo per i computer nei centri dati, poi per i centri dati interi che Google, a partire dal 2004, non prendeva più in affitto, ma costruiva da solo.

Il centro dati di Google a Eemshaven sul Mare del Nord.

Il centro dati di Google a Eemshaven sul Mare del Nord.

“Le possibilità di risparmio erano enormi, perché per quanto riguarda i computer e i centri di calcolo, per anni ci si era concentrati sul funzionamento e non sull’efficienza”, dice Urs Hölzle. Però né lui, né l‘impresa si accontentarono dei primi successi. Fino ad oggi, uno dei compiti più importanti di Urs Hölzle nel suo ruolo di vicepresidente senior per l’infrastruttura tecnica è quello di rendere più efficienti i centri di calcolo in ormai 22 sedi in tutto il mondo. Con successo: oggi gli impianti di Google funzionano in media due volte più efficientemente rispetto ad un centro dati tipico di imprese comparabili. E, con la stessa quantità di elettricità, Google produce una potenza di calcolo sette volte più alta rispetto a solo cinque anni fa.

Tuttavia: naturalmente Google continua a consumare elettricità in quantità notevoli, per quanto la sua infrastruttura sia efficiente sul piano energetico. Nel 2019 sono stati ca. 12.200 gigawattora in totale, il che corrisponde a più del quadruplo rispetto al consumo di Zurigo che, nello stesso anno, equivaleva a 2.874 gigawattora. Per questo Google ha iniziato presto ad adottare delle contromisure. Nel 2007, Google è stata la prima grande impresa del mondo a raggiungere la neutralità delle emissioni di carbonio, calcolando le sue emissioni, riducendole e compensandole con diversi progetti per la difesa del clima.

“Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale siamo riusciti a ridurre l’energia di raffreddamento nei nostri centri dati ancora dal 30 al 40%.”

Urs Hölzle

Urs Hölzle

Nella fase iniziale di Google, oltre alle tante sfide tecniche, anche la sostenibilità era già una questione importante per i fondatori Larry Page e Sergey Brin, nonché per tutto il resto della squadra. Hölzle stesso era già stato impegnato da ragazzo, in Svizzera, per l’organizzazione per la protezione dell’ambiente, il WWF.

Dal 2017, Google acquista energia rinnovabile nella misura del suo fabbisogno energetico complessivo. Solo in Europa, entro il 2025, l’impresa vuole investire due miliardi di euro in progetti per la produzione di energia priva di carbonio e in infrastrutture sostenibili. Tuttavia non è ancora possibile gestire ogni centro di calcolo, in ogni momento, con energia priva di carbonio – tra l’altro perché l’energia eolica e l’energia solare non sono sempre a disposizione. Google compensa però tutta l’elettricità convenzionale ancora necessaria con energia rinnovabile prodotta in aggiunta. “Entro il 2030 vorremmo gestire tutti i centri di calcolo da fonti rinnovabili per 24 ore su 24”, dice Urs Hölzle a proposito dell’obiettivo ambientale finora più ambizioso di Google. Se ci riuscissimo, ogni query tramite Google sarebbe priva di carbonio, ma anche ogni mail mandata via Gmail o ogni video guardato su YouTube – e questo non solo, come finora, nel bilancio annuale, ma per 24 ore al giorno. Attualmente, già cinque centri di calcolo di Google funzionano, per il 90% del tempo, senza emissioni di carbonio. “Il nostro ‘obiettivo 24 ore su 24 senza carbonio’ è ambizioso quanto l’allunaggio, la costruzione di un computer quantistico o lo sviluppo di una macchina senza conducente”, ha ribadito Sundar Pichai, il capo di Google, in un articolo sul blog per la Giornata della Terra 2021, in aprile.

Anche Urs Hölzle è consapevole della difficoltà di questa impresa. “Sarebbe esagerato affermare che sappiamo già con certezza come raggiungere questo scopo”, ammette Hölzle. Tuttavia, lui considera l’obiettivo realistico e mira – come ha sempre fatto nella sua carriera – al progresso tecnologico. In ogni caso, il vero obiettivo è molto più grande e non consiste soltanto nel far diventare Google il primo gruppo a zero emissioni di carbonio. “La resistenza più grande spesso consiste nella convinzione che qualcosa non funzioni”, spiega Hölzle. “Per questo vogliamo dimostrare ad alte imprese che è possibile e poco costoso ricorrere solo ad energie rinnovabili.” Il ruolo esemplare è solo uno dei metodi con cui Google vorrebbe accelerare la sostenibilità al di là della propria impresa.

Urs Hölzle

Nel 2030, Google vuole lavorare senza emissioni di carbonio per 24 ore su 24.

Urs Hölzle

“Sarebbe esagerato affermare che sappiamo già con certezza come raggiungere questo scopo”, dice Hölzle, qui con la sua bicicletta nel campus Google di Mountain View.

L’altro metodo sono i propri prodotti. Già finora, sostiene Urs Hölzle, si risparmiano quantità enormi di carbonio se, grazie ad esempio alle indicazioni stradali su Google Maps, meno persone sbagliano strada in macchina. In futuro, Google vuole estendere le sue offerte più importanti, in modo da aiutare, entro il 2022, un miliardo di utenti a vivere in maniera più sostenibile. Un esempio: fra poco Google Maps non visualizzerà solo il percorso più veloce e più breve, ma anche quello con l’impronta di carbonio più bassa.

Urs Hölzle crede che anche le esperienze e i progressi intensi fatti da Google fin dal 1999 con i suoi centri di calcolo potranno ancora avere grandi impatti. “Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale siamo riusciti a ridurre l’energia di raffreddamento nei nostri centri dati ancora dal 30 al 40%”, spiega lui. Il sistema di controllo che, tramite l’apprendimento automatico, reagisce in modo individuale alle esigenze del rispettivo edificio, nel frattempo è stato anche testato sugli uffici e tra breve sarà messo a disposizione anche ad altri. Per Urs Hölzle la tecnologia è anche un esempio del fatto che la digitalizzazione, tutto sommato, abbia un effetto positivo sul clima. “Solo questa cosa potrebbe risparmiare più energia di quanto consumi l’intero internet.”

Datacenter Google in Europe

Precursori sostenibili: centri dati europei

In Europa Google gestisce cinque centri di calcolo, di cui quattro in paesi vicini della Germania. Quello finora più moderno di tutti è stato terminato in Danimarca, alla fine del 2020 dopo due anni di costruzione. Sin dal primo giorno, l’impianto, per il 90% del tempo, esso funziona con energia priva di carbonio, perché durante la costruzione Google ha investito anche in cinque parchi solari in Danimarca che, in condizioni ideali, possono fornire in totale fino a 160 megawatt di energia verde. Anche negli altri centri di calcolo europei l’energia energetica è al centro dell’attenzione: il centro ad Eemshaven nei Paesi Bassi, al momento della sua inaugurazione nel 2016, è stato il primo il cui consumo energetico fin dal principio è stato compensato al 100% con energie rinnovabili. Quando la sede a Saint-Ghislain, in Belgio, è stata messa in funzione nel 2010, era il primo centro di calcolo di Google su livello mondiale a funzionare completamente senza raffreddamento. Per raffreddare i server vengono utilizzate invece le acque reflue riciclate, da un canale industriale vicino. Il sistema di raffreddamento del centro dati a Hamina, in Finlandia, viene invece alimentato con l‘acqua del Golfo di Finlandia.

Fotos: Winni Wintermeyer, Google; Screenshot: Google Maps

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