Юрий Юрьевич, расскажите о постановке проблемы в Green IT и о предоставляемых этим подходом возможностях сбережения ресурсов?
Green IT, аналогично другим Зеленым подходам, есть Эффективность. Причем во главе угла стоит энергетическая эффективность. Энергоэффективные вычисления есть предмет исследования Зеленых вычислений, Зеленых информационных технологий. На сегодняшний момент КПД IT-отрасли - процентный, не коэффициентный – 0.36% - это энергетический эффект в отрасли информационных технологий, включая инфраструктуру и программное обеспечение (ПО). То есть количество энергии, расходуемое на единицу вычислений и передачу данных, используется с КПД 0.36%. Задача отрасли информационных технологий состоит в повышении значения этого показателя.
Первое направление: оптимизация затрат энергии на вычисления, оптимизация и резкое уменьшение – это работа с себестоимостью вычислений. Показатель - Ватты на Флопы[1] (операции с плавающей запятой, потоковые операции) – какое количество энергии тратится сейчас, а какое должно тратиться? Большие возможности.
Например, CoreDuo – популярный процессор - потребляет около 90 Ватт. 90 Ватт! – А что он делает? Да ничего! Что-то делает, когда делает, а когда не делает, что он делает? – да ничего не делает! – разряжает аккумуляторную батарею. Что делают 4-х ядерный, 8-ми ядерный, когда ничего не делают? Речь идет о неполной загрузке вычислителей. Задача в том, чтобы всякое потребление происходило в тот момент, когда устройство выполняет операции, и чтобы ничего не потребляло в период бездействия. И это не противоречит бинарной логике.
Второе направление - Green Telecom, Зеленые передающие технологии, оперирует показателем количества энергии, расходуемого на передачу условного массива данных. В мире созданы различные инициативы. Одна из инициатив утверждает, что в 10000 раз можно улучшить передачу данных – это группа из Нью-Джерси - Bell Labs, Lucent Technologies, Cisco. Возможно, IBM, присоединившиеся японцы и все остальные, которые сказали: «В 10000 раз эффективность передачи данных улучшим, но сейчас – в 1000 раз» - за счет усовершенствования аппаратного и программного обеспечения. Если рассмотреть детально передачу данных, то найдется способ эффективной организации - в конце концов, увеличение эффективности в 1000 раз – это не столь много.
Третья задача – это хранение. Файлы хранятся на винчестерах, винчестеры крутятся, непрерывно потребляя электроэнергию, и опасность заключается именно в том, что хранение данных требует постоянного потребления электроэнергии. Показатель - стоимость хранения - постоянно возрастает. Потому что дело не в том, что винчестер постепенно стареет, а в том, что он постоянно потребляет. Бегство во флэши[2] – дело хорошее, но это медленный девайс[3] и количество записей-чтения ограничено. Мы ждем новых элементов памяти, мы все ждем. Это называется GreenStorage – Зеленая память. Память вообще не должна потреблять ничего - 0 – в момент хранения.
Это будут уже не полупроводники?
Полупроводники. Так или иначе. Понимаете, пока существует булева арифметика, пока существуют Винер и его последствия, у нас будет бинарная арифметика. А если у нас будет бинарная арифметика, значит, у нас будет вентиль[4]. А если у нас будет вентиль, значит у нас будет транзистор. Если транзистор, значит pn-переход. Всё. Закончили дискуссию на эту тему – других способов не будет. Вентиль – это устройство типа И-НЕ. На нем строится вся вычислительная система. Строятся триггеры, строятся триггеры Шмидта, строится логика И, ИЛИ, НЕ, строится инверсная логика – всё это строится исключительно на gate’ах. Gate – это вентиль, вентиль – это 2 транзистора. Конечно, актуально движение в сторону нанотехнологий. Нужно создавать эффекты перехода, или вентильные эффекты, на молекулярном уровне. Тогда будут вычисления одни и хранение другое. И вычисление, и хранение – один и тот же прибор. Здесь нельзя уходить в материалы, которые являются опасными, такие как Арсенит Галлия – самый энергоэффективный материал, но он – яд. Intel перешел на другие материалы уже с 2009 года. Он сидит на 32 нанометрах проектной нормы, спрыгнет к концу этого года на 16. 16 нанометров – это проектные нормы, сам транзистор, конечно, больше. Это означает, что Интел пробьет нанометры через год-два и уйдет в пико[5]. В пико – это уже молекула. Рассматривая 32 нм под микроскопом, мы уже увидим молекулы. Осталось год-два и у нас появятся новые девайсы.
Ваша компания берет на себя обязательства повышения эффективности проектируемых систем?
Мы записали в свою энергетическую концепцию, что готовы каналы обработки данных улучшить в 40 раз. То есть повысить эффективность наших систем, которые мы профессионально предлагаем рынку, до 10% доведя его КПД. Здесь и сейчас. Это энергетический показатель эффективности информационно-вычислительной системы. А именно, коэффициент использования энергии – суммарный в канале, включая программное обеспечение.
ПО на 30% не эффективно из-за ddos-атак[6] и спама. ПО – это особая тема. Его сейчас пишут экстенсивно, потому что у нас доминирует MicroSoft, создавший огромную, безумную среду, где можно плодить любых размеров код. Нужно вернуться к микрокодированию. Мы должны программные коды вернуть на уровень 10 Кб, 30,40..200, 300 - предел. То есть Adobe Photoshop, его программный модуль, должен иметь размер 200 Кб. Не 200 Мб, а 200 Кб. Программный код должен уменьшиться в тысячу раз. За счет чего? За счет организации новых вычислительных структур. Программный код должен быть меньше, логика работы программы должна быть заложена в формат наборов данных, с которыми оперирует. На сегодняшний день архитектура Intel позволяет делать это, но очень мало софта написано. Согласно архитектуре микропроцессора CoreDuo на каждое ядро можно дать две линейки потоковых вычислений, которые не используются почти ни одной современной программой. А это такие тоннели, такие скорости! Организация памяти и другие аппаратные особенности не используются почти. То есть из существующего набора программ, новая архитектура Intel используется менее чем в 1,5% случаев.
В этих направлениях развиваются технологии Green IT, возможности обширны.
В строительной сфере ваш основной интерес состоит в создании ВМS[7], обеспечивающих безопасность функционирования зданий и жизни обитателей. Как поставлена задача в этом направлении?
Я продаю BMS и делаю всё, чтобы уменьшить количество оборудования. В Устойчивости количество регуляторов является ограничителем надежности. Их должен быть минимум. При этом при всём, можно создать и сложную систему – у нас есть такие примеры замечательные, когда действительно система управления и множество заслонок оправдывают своё большое количество. Называется – «Активная система тушения пожара». Когда вы можете запереть двери и создать средствами вентиляции нужное количество давления перед дверью и за дверью. И когда у вас происходит воспламенение, то средствами вентиляции вы создаете область разрежения, выгоняя оттуда кислород, не давая ему гореть, перекрывая всю вытяжку - пламя заглохнет в течение трех минут. Приборы, не пожарные датчики, а приборы температурные скажут, что температура начинает падать, дальше мы включаем вентиляцию и высасываем задымление, и после этого открываются двери. Таких предложений для BMS – очень мало. Это – сложная система, нужно много заслонок ставить, и это единственный метод, когда действительно нужно ставить много техники. Хотя эти задачи противопожарной защиты могут быть решены и иначе. Если архитектор хорошенько продумает конфигурации помещений, материалы, используемые при строительстве и при внутренней отделке, тогда не надо ничего тушить.
Эффективность должна быть во всём. Разделы safety and security[8] - защита и охрана, должны быть отработаны на максимум. На архитектурном уровне, на уровне конструкций здания, уважаемые, а не на уровне технологической инженерной начинки. Технологическая начинка – это как доводчики.
Вот когда в автомобилях ставили подушки безопасности, это было обусловлено инерцией. Инерционная система: человек сначала бьется, у него голова летит, бьется об руль, потом на обратной волне голова летит назад, и, как правило, ломаются шейные позвонки. Человека надо подхватить и потом голову воткнуть в подголовник – всё, тогда он себе шею не сломает. В противном случае, все ломают себе шеи. Так, сделали подушку – отлично. Боковой удар – следующая задача. Задний удар – задача номер три. Опасность заднего удара заключается в том, что руки с руля соскакивают и ноги втыкают педаль газа в пол. Когда бьют сзади, человек обычно выпрыгивает. Управление теряется, газ в пол, машина куда-то летит…
Как создать полный комплекс защитных мер? Все задачи защиты и охраны реализуются методом перебора известных и возможных вызовов. Представляете, этим занимаются люди – сидят и выдумывают всякую несуразицу: зашла собака, пришла кошка… Как-то раз я сижу здесь с людьми, вдруг оттуда (указание в угол потолка) вываливается одна из угловых панелей, а оттуда бешеный кот! Сидят люди, все в галстуках и вдруг оттуда… Он там родился, не видел света никогда – на всех накинулся, чуть всех не порвал в клочья, его потом ловили… Не предусмотрели! (общий смех) Это реалии. И потом, когда его поймали, он кого-то поцарапал – значит нужно иметь медикамент соответствующий, он мог быть столбнячным. То есть тема «кошка, свалившаяся с потолка» есть вызов безопасности. Является ли это элементом защиты жизни? Является. Готов ли наш офис к этому событию? Нет. Ко всем событиям надо готовиться. Продумать конструкцию здания так, чтобы эти события не наступили. И это не дорого. Интеллектуальный труд на начальной стадии дешевле всего. А когда начинается фаза реализации, когда ты что-то забыл, то нужно ставить доводчик. И вот тогда прихожу я, со своим BMS. Потому что архитектор забыл вентиляцию сделать и на эту тему вообще не думал. И эта работа достается мне, и работа не дешевая. Потому у нас и будет всё стоит по 10 тысяч за квадратный метр всю жизнь, потому что я вынужден исправлять ошибки. Поэтому я и нацелился на верхний уровень, в архитектурно-консультационную часть, потому что люди совершенно не заботятся, очень хорошие архитекторы не заботятся о функциональности.
Как Вы понимаете понятие Устойчивости?
Устойчивость – это понятие математическое. Вернадский вместе в предшественниками говорили про устойчивость математическую, они создавали общую теорию систем, потом она превратилась в теорию системного анализа[9], после этого она превратилась в теорию взаимосвязи (подобного) неживого, биологического и общественного – синергетику, и из неё родилась теория Устойчивого развития. Это 50-е годы. Если взять с самого начала, то это конец 18 века – начало теории систем. Устойчивость – это философско-математическое понятие. Почему философское? Потому что оно вбирает в себя многие вещи, на которые нет объяснений, то есть они фиксируются аналогово. Математика, развиваясь, должна научиться эти аналоговые понятия фиксировать в виде набора данных и, в общем, развивать методику измерений и оценки, и, как следствия, планирования. Самое главное в любой науке – это создать закон, то есть создать практику. Цель любой науки – практика. Почему я в презентациях пишу: экология – наука о жилище, которая должна превращаться в экономику – закон о жилище. Если экология не создает экономичность, значит – эта наука вредная, значит – это наука для неудачников, которым отказали и которые пошли против общества, назвав это общество несовершенным. Они – психи, нормальный же человек должен собирать знания и вести эти знания к росту эффективности. И у нас политически выгодно будет разговаривать ТАК.
Подходы обретения Устойчивости применяются в первую очередь к урбанизированным территориям?
Да. Урбанисты концентрируют людей. Есть люди, сидящие на земле – там концентрация одна, здесь, когда концентрация велика, возникают так называемые урбанистические центры, которые имеют тенденцию разрастаться как грибы – они являются основными потребителями энергии. Вот точки концентрации – их не так уж много. Здесь вся энергия. Если брать по Фостеру, по его кино, то 50% энергии идет на здания, остальная половина энергии идет на инфраструктуру и транспорт. Кино называется «Высота», 2010 года – в нем Фостер рассказывает, как в Москве и Питере разрабатывал проекты – ничего в результате не сделали, заморозили! Фостер работает над чрезвычайно важной частью, над которой работает мало архитекторов – он развивает связи: человек-человек, человек-яблоко, человек-туалет, человек-вход, человек-выход, человек-пальто. Он берет голого человека и одевает на него всё. От человека же идет и Глазычев, известный вам урбанист.
В принципе, всё это планирование – Spatial planning (Пространственное планирование) и Spatial development (Пространственное развитие) – это очень ёмкие понятия, потому что в них заложены инструменты. При этом нет необходимости привлекать какие-либо инструменты математического моделирования - в этом-то и кайф пространственного развития. Вот пространство, вот руки. (размещает объекты на столе) Сначала рисуются социальные и экономические связи - они определяются методом последовательной оценки каркасов. 1 каркас - природно-ландшафтный, система ограничений – это леса, реки, озера, буферы – серьезная карта, она выполняется методом «походить-побродить» и нарисовать. 2 каркас - историко-культурный – зафиксировать церкви, зафиксировать пути перемещения паломников. 3 – поселенческий каркас – зафиксировать существующие поселенческие структуры. 4 – транспортно-коммуникационный – тот, который накладывается сверху, и начинает соединять всё со всем.
И затем выявляются слабые места, которые нужно доработать?
Там уже всё видно! Когда всё это нарисовано и разложено, коридоры – они остаются, не так много их остается, этих коридоров. Это и есть пространственная модель, в ней нет формул, в ней нет законов. Чисто наблюдательная вещь. Просто – ты измеряешь и строишь в тех местах, где разрешено. А система прокладки коридоров базируется на японской системе нитевого проектирования. Когда берется ткань существующая и в эту ткань врисовывается тонкими линиями некий облик пространства, рассматриваются конфликты, рисуются все коридоры в тех местах, где нет конфликтов. Там, где есть конфликты, возникают точки напряжения. А на пересечении разных социальных линий возникают революционные зоны – красные точки, hot spots. И мы не должны допускать hot spots, горячих точек быть не должно – там происходит драка, революция, убийство, насилие. Это методы пространственного проектирования, в которых исключаются пересечения мужчин и женщин, идущих в туалет, пересечения черных и белых или болельщиков Спартака и Динамо, идущих на матч – всё это – пространственная задача. Она не математическая, она наглядная. Просто у этой задачи есть один фактор – это моделирование во времени. То есть все потоки должны быть запущены по времени. В теории пространственного планирования дан определенный ответ: пространственное планирование является непрерывным – у него бывает только начало, у него никогда не бывает конца. И когда люди рассуждают об Устойчивом развитии, я говорю им, что Устойчивое развитие есть так называемая кадастрация[10], когда вы фиксируете информацию о территории и после этого начинаете её растить не-пре-рыв-но, не останавливаясь никогда. Одна остановка – и всё, всё умерло. Вот вокруг этого и строится система управления государством, управления территорией, система выбора площадки под развитие бизнесов, доминанта. Пространственное планирование и непрерывность его лежит в основе Устойчивого развития.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
[1] FLOPS (или flops или flop/s)(акроним от англ. Floating point Operations Per Second, произносится как флопс) — величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система.
[2] Флеш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ).
[3] Device – англ. устройство.
[4] Логи́ческий ве́нтиль — базовый элемент цифровой схемы, выполняющий элементарную логическую операцию, преобразуя таким образом множество входных логических сигналов в выходной логический сигнал.
[5] пико- (обозначение п или p) — дольная приставка в системе единиц СИ, означающая множитель 10−12.
[6] DoS-атака (от англ. Denial of Service, отказ в обслуживании) — атака на вычислительную систему с целью вывести её из строя, то есть создание таких условий, при которых легитимные (правомерные) пользователи системы не могут получить доступ к предоставляемым системой ресурсам, либо этот доступ затруднён. Если атака выполняется одновременно с большого числа компьютеров, говорят о DDoS-атаке (от англ. Distributed Denial of Service,распределённая атака типа «отказ в обслуживании»).
[7] ВМS – Building Management System – Система управления зданием.
[8] Safety – англ. безопасность; security – англ. защита, охрана
[9] Системный анализ — научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы. Опирается на комплекс общенаучных, экспериментальных, естественнонаучных, статистических, математических методов.
[10] Кадастр (фр. cadastre) — список, реестр чего-либо или кого-либо, например, землепользователей, подлежащих налогообложению. Само это слово происходит от средневекового лат. catastrum, то есть capitastrum (от caput — голова), которое означало регистр душ, подлежавших поголовной подати.
