Pourquoi Google voit vert et loin

— 

Le problème de Google est perceptible lorsque vous regardez votre série favorite sur votre ordinateur portable. A la moitié de l'épisode 6 de la saison 4, tout frais d'un téléchargement depuis Azureus, vous ressentiez le besoin de mettre un coussin entre vos cuisses et votre laptop. Normal. Ca chauffe. Explication: le microprocesseur travaille comme un ouvrier taïwanais à décoder, en temps réel, 24 fois par seconde, les images de votre feuilleton. Cette tâche absorbe une bonne part de la soixantaine de watts requis par votre PC, le tout dans une pastille de silicium de deux centimètres carrés. Température à bord: 50 à 70 degrés. Le premier étage de dissipation se fait par un "heatsink", littéralement un puits de chaleur en aluminium, qui va transmettre la chaleur résiduelle au châssis de la machine puis, en dernier ressort, à vos cuisses, étage de dissipation ultime (on ne parle que d'électricité là). D'où le coussin. C'est l'effet Joule: le transport d'un courant génère de la chaleur, qu'il s'agisse de l'alimentation d'une ville ou des entrailles d'un iodé.

Boîte à pizza

Maintenant, multiplions le problème par un facteur d'un million. C'est le nombre de serveurs utilises par Google (estimation courante et prudente). Chacun a deux processeurs, soit deux millions de microprocesseurs qui vont consommer un peu moins de cent watts par unité. S'ajoutent tous les composantes de la "boîte à pizza" (deux disques durs, d'autres processeurs, le boitier d'alimentation, etc.). La consommation de l'ensemble est un des secrets industriels de Google, mais on peut tabler sur quelques centaines de watts par machine. L'addition ne s'arrête pas là: une fois l'électricité utilisée pour effectuer les calculs nécessaires —trouver une rue sur Google Maps ou trier des millions de pages en un battement de cils (à chaque requête 700 à 1.000 machines sont sollicitées sur quelques millisecondes)— il faut refroidir lesdites machines. On estime que pour chaque dollar d'électricité consommée par un serveur, 50 cents financent le refroidissement.

Google a donc un énorme problème de gestion d'énergie, laquelle est en augmentation constante, sous la pression de deux facteurs. Le premier est la croissance exponentielle des pages et autres éléments d'information à indexer: chaque année, la galaxie numérique génère un volume équivalent à trois millions de fois l'ensemble des livres écrits par l'homme! Le second est lié à l'augmentation du nombre d'internautes dans le monde. Cela, c'est pour le traitement (indexation, recherche, restitution). Il faut aussi compter avec la croissance du stockage des données comme les vidéos de You Tube dont 13 heures de production sont ajoutées chaque minute sur les serveurs de Google (qui possède l'entreprise). Des données qu'il faut naturellement "servir" aux utilisateurs: en 2007, YouTube a lui seul a consommé autant de bande passante que la totalité du réseau Internet en 2000.

Des navires-serveurs

Pour y faire face, Google investit près de deux milliards de dollars par an dans la construction de datacenters, des usines géantes remplies de milliers de serveurs. Deux milliards de dollars, c'est presque le budget de recherche et développement d'un constructeur automobile français. L'optimisation de ce centre de coûts phénoménal est donc essentielle pour l'avenir de cette firme qui voit à long terme. Cela explique que Google cherche dans toutes les directions à la fois pour que cette croissance obligatoire ne se transforme pas en charge financière insupportable (car évidemment pour que l'édifice tienne, il faut que les recettes augmentent dans les mêmes proportions).

Cette recherche est multidirectionnelle. La firme négocie avec Intel pour qu'elle lui garantisse la fiabilité des processeurs à des températures plus élevées que la norme (but: économiser sur le refroidissement). Elle a récemment déposé un brevet pour des "databarges", des navires-serveurs amarrés au large de certaines villes qui offriraient certains avantages: sécurité des installations (important dans les pays instables), refroidissement des serveurs par l'eau de mer, par la suite utilisation des marées et des courants pour alimenter ces installations flottantes en énergie.

Microsoft en Sibérie

Plus prosaïquement, des Googlemen parcourent le monde à la recherche de sites répondants aux caractéristiques suivantes: énergie peu onéreuse, stabilité politique, bonne connectivité (ce qui n'est plus un gros problème) et, si possible, climat frisquet toujours pour des questions de refroidissement. Microsoft, qui a des souci identiques, va oser la Sibérie pour un datacenter de petite taille, Google rêve à l'Islande (ses barrages, sa géothermie, sa couronne qui ne vaut plus grand chose), et à l'Autriche -- entre autres. Sur chaque site, l'idée est de construire un centre de données, mais aussi de prévoir l'infrastructure pour d'autres, susceptibles de sorti de terre en six mois. That's the plan.

On le voit, c'est avant tout pour son propre intérêt à long terme que Google a lancé un vaste programme de recherche sur l'énergie, son optimisation autant que sa substitution. D'où la question: dans quelle mesure sa formidable force de frappe en matière d'ingénierie peut-elle être bénéfique à la politique énergétique des Etats-Unis? La réponse se trouve dans un document intitulé Clean Energy 2030.

Il s'agit de la contribution de Google à la politique voulue par l'administration Obama. Quarante pages d'un inventaire détaillé des voies et moyens pour faire passer de 50% à zéro l'utilisation du charbon pour la production d'électricité, en lui substituant des énergies renouvelables avec, à la marge, le gaz naturel (20% actuellement) et le nucléaire (également 20%). Au passage, l'objectif assigné aux voitures est une réduction de 44% de leur dépendance au pétrole. Naturellement, il s'agit là d'un effort national, car on est dans les grosses sommes. Coût estimé sur 22 ans: 3.860 milliards de dollars (non actualisés) ; économie sur la facture énergétique du pays: 4.680 milliards, soit un gain net de 820 milliards ; et au passage la création nette de 9 millions d'emplois. C'est ce qui s'appelle une politique énergétique.

Un effort national

Google entend jouer sa partition dans trois directions: 1) investir massivement dans les énergies renouvelables à la fois sur la recherche et le déploiement d'installations à l'échelle industrielle. 2) répondre à l'objectif d'une réduction colossale de 33% de la demande nationale en électricité, "simplement" par une optimisation de l'ensemble de la chaîne, depuis les réseaux de distribution (terrifiant de médiocrité aux Etats-Unis), jusqu'aux entreprises et habitats appelés à devenir "intelligents". Un vrai job pour les ingénieurs Google. 3) De façon plus anecdotique, Google lance un vaste programme de voitures plus propres (des hybrides qui se branchent).

Tout cela, Google entend d'abord l'expérimenter sur sa propre infrastructure. L'objectif est de préserver (et si possible accroître) son avantage compétitif avec des serveurs bien plus économiques que la concurrence. L'enjeu est de taille: en 2006, les centres de données dépensaient aux Etats-Unis 4,5 milliards de dollars par an (soit la facture de 6 millions de foyers). Ce chiffre a doublé depuis 2000 et devrait mécaniquement doubler à nouveau d'ici 2011.

En s'attribuant un rôle clé dans la politique énergétique des Etats-Unis, Google fait donc coup double: il se positionne comme la plus citoyenne des entreprises américaines, et prépare son propre avenir. Certains diront: assure sa survie.

frederic.filloux@mondaynote.com