maanantai 20. kesäkuuta 2022

Laitanko saunan päälle vai katsonko elokuvan suoratoistona?

Yle uutisoi tänään Aalto-yliopiston tiedon, jonka mukaan elokuvan katselu 4K-tarkkuudella mobiilidatan yli vastaa sähkönkulutukselta saunan lämmittämistä. Äkkiseltään näin suuri sähkönkulutus tuntuu epärealistiselta. Tiedetään, että digipalvelut haukkaavat yhä enemmän sähköä, mutta että elokuvan katselu vastaisi jo sähkökiukaan käyttämistä?

Tiedon takana on Aalto-yliopiston tietoverkkotekniikan professori Jukka Manner, joka ihmettelyn jälkeen avasi laskelmaansa Twitterissä näin: "Ficom: "mobiilidata vie 220W/Gt" . Google: "4K vaatii n. 40Mbps eli 5MB/s". 5MB x 3600sek x 2h= 36GB x 220W = 7920W. Olkaa hyvä."

Manner huomioi pelkän mobiilin datasiirron. Palvelimet, runkoverkko ja katseluun käytetty laite (kuten iso televisio) tulevat tähän päälle.

Tiedetään, että mobiilidatan siirto kuluttaa huomattavasti enemmän energiaa kuin vastaavan datamäärän siirtäminen kuidussa, mutta että sähkökiukaan verran? Se tuntuu uskomattomalta.

Mobiilidatan sähkönkulutuksen arvo 220 W/Gt on vuodelta 2018. Sen jälkeen verkkotekniikat ovat kehittyneet ja varsinkin 5G on huomattavasti energiatehokkaampi kuin 4G. Mutta silti.

Yksi mahdollinen virhelähde sisältyy keskiarvon laskentaan. Mobiili tukiasema vie sähköä silloinkin, kun kaikki käyttäjät ovat nukkumassa eikä bittejä kulje lainkaan. Jos yksinkertaisesti jaetaan siirretty datamäärä kulutetulla sähköllä saadaan kyllä keskiarvo, mutta ei tietoa datasiirron tehokkuudesta. Toisin sanoen, jos 100 gigabittiä siirtyy 1 kWh:lla, se ei tarkoita että 10 gigabittiä siirtyisi 100 Wh:lla tai 1000 gigabittiä 10 kWh:lla. 

Netistä löytyy useita laskelmia Netflix-käytön energiankulutuksesta ja hiilijalanjäljestä. Ne ovat kuitenkin lähinnä kuituverkon lukuja ja huomattavasti alhaisempia kuin sähkökiukaan n. 8 kW teho. Suomalaisten kiinteähintaiset liittymät mahdollistavat suurten datamäärien siirron mobiilisti, mikä harvassa maassa olisi mahdollista.

Ehkä tätä voisi lähestyä tukiaseman näkökulmasta. Tyypillinen 4G-tukiasema toimii itse sähkökiukaan teholla, siis noin 5-10 kW. Jotta Aalto-yliopiston laskelma pitäisi paikkansa, kukin tukiasema voisi palvella vain yhtä katselijaa kerrallaan, ts. koko tukiaseman kapasiteetti olisi 4K-elokuvan vaatima 30-40 Mbps. Tämä ei selvästikään voi pitää paikkaansa. Arvelisin, että jo vanhalla 4G-tekniikalla tukiasemassa riittää tehoa vähintään kymmenen katselijan palvelemiseen. Käytännössä 4K-tarkkuuden datavirta lienee 15-30 Mbps, eli vielä alempi.

Haarukoin tätä vielä toista kautta. Kun omaan taloon ei saanut valokuitua, otin kiinteän 5G-liittymän. Se tarjoaa 350 Mbps nopeuden. Lupauksen mukaisesti kaista on kiinteä eikä hidastu käyttäjämäärien kasvaessa. Toistaiseksi lupaus näyttää pitäneen. 

Voisin laittaa suuren datalatauksen luuppiin (tai ajaa jatkuvasti nopeustestiä), jolloin pystyisin käyttämään 350 Mbit/s = 160 Gt/h. Tämän siirtäminen 220 Wh/Gt tehokkuudella aiheuttaisi operaattorille 32 kWh energiankulutuksen joka tunti. Kun vielä naapurit tekisivät saman, saisimme ajettua operaattorin konkurssiin pelkillä sähkölaskuilla. 

Tietotekniikan kasvava sähkönälkä on tärkeä aihe, jota olen itsekin käsitellyt mm. Tivin kolumnissani. Tarkkoja lukuja on vaikea saada, mutta ainakin suuruusluokan pitäisi olla oikein, jotta se ohjaisi kuluttajia kestäviin valintoihin.

Lisäys: Tästä löytyy Nokian dataa 5G:n energiankulutuksesta: Nokia 5G Energy Efficiency Revolution White Paper Tiivistettynä (s. 8) nykyisten mobiiliverkkojen kulutus 0,17 kWh/Gt, 5G:n myötä kulutus putoaa kymmenesosaan (pienissä soluissa jopa sadasosaan).

Joka tapauksessa tietotekniikan lisääntyvä sähkönkulutus on asia, johon täytyy kiinnittää huomiota. On optimistista ajatella, että kaikki virtuaalinen on ympäristön kannalta harmitonta ja vain lihatuotanto/fyysinen liikkuminen aiheuttavat päästöjä.

Lisäys 2: Kaikkien selvitysten jälkeen voisi kai tiivistää, että 4K-leffan katselu mobiilidatalla kuluttaa runsaasti sähköä -- ja valtaosa tästä sähköstä kuluu, vaikka et edes katsoisi sitä leffaa.