Solid State Drives (SSDs) são circuitos integrados que armazenam dados sem partes móveis. Em comparação, as unidades de disco rígido (HDDs) armazenam informações em um disco magnético rotativo. Devido a essa simplicidade, os SSDs revolucionaram a forma e a função dos dispositivos de computação. Os smartphones, por exemplo, contam com SSDs.
Os benefícios dos SSDs sobre os HDDs são muitos. Eles são menores, mecanicamente mais simples, mais rápidos para ler e gravar dados do que seus primos de disco rígido. Eles também são mais eficientes em termos energéticos.
Assim, com muitos fabricantes de computadores e operadores de datacenter procurando reduzir suas pegadas de carbono, é fácil imaginar que tudo isso facilita a escolha da memória.
Mas nem tudo é o que parece, dizem Swamit Tannu, da Universidade de Wisconsin, em Madison, e Prashant Nair, da Universidade da Colúmbia Britânica, em Vancouver. Os SSDs têm um segredo sujo.
Tannu e Nair mediram a pegada de carbono por gigabyte desses dispositivos ao longo de toda a sua vida útil e, inesperadamente, descobriu-se que os SSDs são significativamente mais sujos. “Comparado aos SSDs, o [carbon] o custo dos HDDs é pelo menos uma ordem de magnitude menor”, dizem os pesquisadores.
Custo de carbono vitalício
Tannu e Nair chegam à sua conclusão somando a quantidade de carbono emitida ao longo da vida útil estimada de 10 anos desses dispositivos. Isso inclui o carbono emitido durante a fabricação, durante a operação, para transporte e descarte.
O carbono emitido durante a operação é simples de calcular. Para ler e gravar dados, os HDDs consomem 4,2 Watts versus 1,3 W para SSDs. Os pesquisadores calculam que um HDD de 1 terabyte emite o equivalente a 159 quilos de dióxido de carbono durante uma vida útil de 10 anos. Em comparação, um SSD de 1 terabyte emite apenas 49,2 kg em 10 anos.
Mas os SSDs são significativamente mais intensivos em carbono para fabricar. Isso porque as instalações de fabricação de chips para SSDs operam em temperaturas e pressões extremas que consomem muita energia para serem mantidas. E memórias maiores exigem mais chips, o que aumenta a pegada de acordo.
Tudo isso contribui para uma pegada de carbono significativa para a fabricação de SSD. Tannu e Nair calculam que fabricar um SSD de 1 terabyte emite o equivalente a 320 kg de dióxido de carbono. Em comparação, um HDD semelhante emite apenas 40 kg.
Portanto, a pegada vitalícia de um SSD de 1 terabyte é de 369,2 kg de dióxido de carbono equivalente contra 199 kg de um HDD. Portanto, os HDDs são muito mais limpos.
Esse é um resultado contra-intuitivo com implicações importantes. No mínimo, sugere que os fabricantes de computadores e os operadores de armazenamento de dados em nuvem devem reconsiderar a maneira como usam SSDs e HDDs.
Por exemplo, quase 40% da pegada de carbono de um computador desktop vem de seu SSD, em comparação com apenas 4% da CPU e 11% da GPU.
Pensamento inovador
Os operadores de data centers podem reduzir sua pegada alterando a maneira como usam SSDs, dizem os pesquisadores. Por exemplo, a vida útil dos SSDs pode ser estendida com a introdução de melhores estratégias de leitura e gravação de dados para que todas as células de dados se desgastem uniformemente. Melhores códigos de correção de erros podem permitir que os SSDs operem com células de memória danificadas e, assim, estendam sua vida útil. Os data centers também podem usar HDDs para operações de memória menos exigentes.
Tannu e Nair se esforçam para apontar que existem outros fatores que sua análise não leva em consideração. Em particular, eles dizem que sua análise não leva em conta o impacto dos SSDs no desempenho geral.
No entanto, a mensagem clara deste estudo é que a pegada de carbono de qualquer operação relacionada a computadores depende de muitos fatores além do carbono emitido enquanto eles estão ligados. Na verdade, isso acaba sendo uma fração relativamente pequena. Isso implica que um pensamento muito mais sutil deve ser aplicado para reduzir os custos de carbono desses sistemas no futuro e que as reduções potenciais podem ser significativas.
Com o setor de TI respondendo por 2% das emissões globais de carbono e com essas emissões programadas para dobrar nos próximos dez anos, esse novo pensamento será necessário mais cedo ou mais tarde.
Ref: O Segredo Sujo dos SSDs: Carbono Incorporado: arxiv.org/abs/2207.10793
Discussion about this post