Osana väitöstutkimustaan Mikko Pervilä myös rakensi jäähdytyslämmöllä toimivan kasvihuoneen talon katolle Kumpulan tiedekampuksella.
– Palvelinsalien jättikokoiset lippulaivat ovat itse asiassa energiatehokkaampia kuin pienet tietokoneita sisältävät tilat. Ja luonnollinen viilennys olisi ympäristöä kaikin tavoin vähemmän kuluttavaa, tiivistää Pervilä väitöstiedotteessaan.
Tietokoneiden jäähdytys on perinteisesti toteutettu koneellisena ilmanvaihtona, joka kuluttaa lisää sähköä. Myös muut palvelimien ylläpitoon liittyvät järjestelmät lisäävät sähkönkulutusta. Varsinaisen laskennan lisäksi kulutettu ylimääräinen sähkö vaikuttaa palvelinsalien energiatehokkuuteen. Pilvipalvelut ovat osoittautuneet taloudellisesti niin merkittäviksi, että ylimääräistä sähköä on pidetty siedettävänä haittana palveluiden arvoon verrattuna.
Energiatehokkuuden parantamiseen on kuitenkin viime aikoina kiinnitetty huomiota sekä ympäristön kannalta että myös sähkön hinnan vuoksi. Palvelujen jatkuvuuden kannalta on silti tärkeää, ettei energiatehokkuuden parantaminen aiheuta toiminnassa käyttökatkoja tai käyttäjille ylimääräisiä viiveitä.
Pervilän väitöskirja esittelee nykyaikaisten palvelinsalien ominaisuuksia sekä yksittäistapausten että globaalien lukumäärien kautta.
Yksittäistapaukset ovat suurimpien palvelinsalien omistajien lippulaivoja, joilla pyritään vakuuttamaan käyttäjät yritysten sitoutumisesta ekotehokkuuteen. Globaalit lukumäärät luovat katsauksen palvelinsalien eri suuruusluokkien jakaumalle.
Pervilän havainto on, että isot palvelinkeskukset, kuten Microsoft Dublinissa ja Quincyssä, Google Saint-Ghislainissä ja Haminassa, Yahoo Lockportissa, HP Wynyardissa ja Facebook Prinevillessä muistuttavat toisiaan.
– Ne pyrkivät minimoimaan ylimääräisen energiakulutuksen käyttäen ympäröiviä luonnollisia jäähdytyslähteitä, kuten vesistöjä. Valtaosa palvelinsaleista on hyvin pieniä ja huomattavasti kehnompia energiatehokkuudeltaan kuin jättikokoiset lippulaivat, hän summaa.
Nämä seikat huomioiden väitöskirja esittelee joukon jälkiasennettavia tekniikoita, jotka keskittyvät palvelinsalien jäähdytykseen. Tekniikat esitellään alkaen korvausilman edullisesta tuottamisesta niin sanotun vapaajäähdytyksen avulla päättyen kuuman poistoilman hyötykäyttöön kokeellisessa kasvihuoneessa Helsingin Kumpulassa.
Väitöskirja sisältää laskelmat tekniikoiden avulla saavutettavien säästöjen alarajoille. Esimerkiksi pelkästään vapaajäähdytystä käyttämällä säästettäisiin 9,4 Mt hiilidioksidia vastaava määrä päästöjä perustuen jo vuoden 2005 maailmanlaajuisiin sähkönkulutuslaskelmiin.
– Sähkönkulutus maailmassa on ollut jatkuvassa kasvussa tähän päivään asti, joten myös saavutettavat säästöt ovat nykyään huomattavasti suuremmat, väittelijä toteaa.
FM Mikko Pervilän väitöskirja Data Center Energy Retrofits tarkastetaan torstaina 12. joulukuuta Helsingin yliopistossa.