Luonnonvoimat
Updated 27 maaliskuun, 2026
Juuria jäljittämässä
Visuaalisen kuvauksen pyytäminen pilvestä on kuin pyytäisi visuaalista kuvausta ilmasta. Arkiset asiat, kuten verkkotilaukset, viestisovellukset ja sosiaalinen media, eivät voi toimia ilman sitä, mutta sitä on hankala kuvata sanoin.
Pilvipalveluilla ja ilmalla on kuitenkin samanlaisia ominaisuuksia, jotka on helppo ymmärtää. Tiedämme, että ne ovat aina ympärillämme, näkymättömiä, ja molemmat ovat äärimmäisen arvokkaita. Ilmaa tarvitsevat kaikki, ja pilvipalvelut voivat helpottaa monien ihmisten elämää.
Mutta tämä perustavaa laatua oleva ymmärrys johtaa vain uusiin kysymyksiin.
Miten tietomme alun perin päätyivät pilveen? Mihin ne sieltä menevät? Missä niitä säilytetään ja miten ne voivat olla saatavilla ympäri vuorokauden? Entä mitä resursseja tarvitaan tekoälyn käyttämiseen tässä mittakaavassa?
Vastaus näihin kysymyksiin on hyvin konkreettinen: datakeskukset.
Datakeskukset ovat Microsoftin pilvipalvelun selkäranka – tekoälytyökuormat mukaan lukien. Ne ovat fyysinen infrastruktuuri, joka sisältää ja ylläpitää tuhansia palvelimia, jotka tallentavat ja siirtävät tietojamme pilven kautta. Datakeskukset tarvitsevat jatkuvan energianlähteen ja puhtaan, viileän ympäristön, jotta palvelimet pysyvät käynnissä.
”Tällä hetkellä meillä on yli 500 datakeskusta 34 maassa”, kertoo Noelle Walsh, Microsoftin pilvitoiminnoista ja innovaatioista vastaava johtaja.
Pilvipalveluiden kysyntä on kasvanut eksponentiaalisesti vuosi vuodelta, mikä johtuu osittain tekoälyn käytön viimeaikaisesta maailmanlaajuisesta kysyntäpiikistä. Tämä tarkoittaa, että myös Microsoftin datakeskusinfrastruktuurin on täytynyt kasvaa nopeasti. Tärkeä kysymys tähän kasvuun liittyen on, miten datakeskukset voivat vastata maailman kasvavaan pilvipalvelujen kysyntään kestävällä tavalla eli mahdollisimman vähäisillä ympäristö- ja yhteisövaikutuksilla.
Hyvänä naapurina oleminen
Microsoftin datakeskuksissa innovoinnin lähtökohtana on luonnon oma 3,8 miljardin vuoden tutkimus- ja kehitystyö, jonka avulla voidaan ratkaista modernin suunnittelun haasteet ympäristöä säästävällä tavalla. Keskeisten liiketoiminta-alueiden johtajat, kuten Kaitlin Chuzi (Director, Lease and Land Development), kehittävät ratkaisuja käyttämällä luonnon omista ekosysteemeistä johdettuja tekniikoita. Tekoäly voi auttaa vauhdittamaan tätä työtä tutkimalla nopeasti useita luonnon inspiroimia suunnitteluvaihtoehtoja ja mallintamalla tuloksia jo ennen kuin mitään aletaan rakentaa.
Datakeskukset käyttävät energiaa samasta sähköverkosta, joka tuottaa energiaa koteihin, toimistoihin ja liikennevaloihin. Koska datakeskusten on oltava toiminnassa jatkuvasti, dieselkäyttöiset varageneraattorit tai litiumioniakut ovat perinteisesti olleet toiminnan kulmakivi sähkökatkojen varalta. Ja koska datakeskusten fyysinen mittakaava voi olla valtava, ne aiheuttavat merkittävän ekologisen jalanjäljen sijaintialueillaan.
”Keskeinen osa päivittäistä työtämme on datakeskustemme suunnittelun ja toiminnan tehokkuuden parantaminen, jotta voimme vähentää käyttämiemme luonnonvarojen määrää”, Walsh sanoo. ”Toteutamme tätä tavoitetta tekemällä kestävästä kehityksestä kaiken toimintamme perustan, jotta voimme toimia sitoumustemme mukaisesti, ja mukauttamalla jatkuvasti päivittäistä toimintaamme ympäristövaikutusten minimoimiseksi.”
Keskeinen lähestymistapa datakeskusten kestävyyden parantamiseen on innovointi. Työskentelemällä sisäisten T&K-tiimien kanssa ja tekemällä yhteistyötä ulkopuolisten asiantuntijoiden kanssa on laadittu selkeitä sisäisiä käytäntöjä ja linjauksia esimerkkeineen. Uusien lähestymistapojen testaaminen ja käyttöönotto näiden toimipaikkojen rakentamisessa ja käytössä on osoittautunut erittäin hyödylliseksi koko alalle.
”Kun mikä tahansa rakennus rakennetaan, siitä aiheutuu ympäristövaikutuksia, joita pyrimme lieventämään”, Chuzi kertoo. ”Tärkeää on, että suunnittelemme toimipaikan kokonaisvaltaisesti ja systemaattisesti paikallinen ekosysteemi huomioiden.”
Kaitlin tiimeineen ovat biomimiikan asiantuntijoita. He hyödyntävät ja toteuttavat ratkaisuja, jotka ovat peräisin kasveilta, eläimiltä ja alkuaineilta, jotka ovat kehittyneet luonnollisesti miljoonien vuosien aikana. Biomimiikan hyödyntäminen voi muuttaa datakeskusten suhdetta planeettaan ja sen ekosysteemeihin. Kyse on siitä, että toimimme sopusoinnussa datakeskusten alueella olevien yhteisöjen kanssa ja että vaikutamme niihin positiivisesti.
Esimerkiksi joissakin kohteissa perinteiset hulevesialtaat on muutettu keinotekoisiksi kosteikoiksi, jotka auttavat suodattamaan vettä ja parantamaan sen laatua luoden samalla elinympäristöjä paikallisille lajeille. Joissain kohteissa käytetään erityistä UV-lasia, joka jäljittelee hämähäkinverkkojen sisältämien entsyymien ominaisuuksia, joita linnut ovat aikojen saatossa oppineet havaitsemaan ja välttämään. Näin voidaan vähentää lintujen törmäämistä rakennuksiin. Tekoäly analysoi alueen olosuhteita ja seuraa dataa hienosäätääkseen vedenkäytön tehokkuutta ja vähentääkseen vaikutuksia villieläimistöön ajan myötä.
Linnut ovat aikojen saatossa oppineet havaitsemaan ja välttämään UV-entsyymejä, joita jotkin hämähäkinverkot sisältävät. Lintujen törmäämistä datakeskuksiin pyritään vähentämään käyttämällä joissain rakennuksissa erityistä UV-lasia, joka jäljittelee kyseisen entsyymin ominaisuuksia.
Viherseinistä, joissa on luonnon monimuotoisuutta lisäävää vertikaalista kasvillisuutta, vettä läpäisevään tiepäällysteeseen, joka antaa sadeveden virrata alla olevaan maahan: luonnonlait ovat auttaneet datakeskuksia elämään paremmin sopusoinnussa ympäristön kanssa. Datakeskusten rakentamiseen käytetyt materiaalit ovat myös tarjonneet merkittäviä mahdollisuuksia edistää kestävän kehityksen sitoumuksia innovaatioiden avulla.
”Terveellä, koskemattomalla ekosysteemillä on 100-prosenttinen ekosysteemin toimintakyky. Tavalliset [datakeskus]rakenteet jättävät 37 prosenttia ekosysteemistä koskemattomaksi. Pyrimme saavuttamaan vähintään 66 prosenttisen ekosysteemin toimintakyvyn.”
Kaitlin Chuzi
Betoni, joka on datakeskusten keskeinen materiaali, aiheuttaa 8 prosenttia kaikista maailman hiilidioksidipäästöistä, mikä tekee siitä yhden suurimmista kasvihuonekaasujen aiheuttajista. Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi Microsoft pilotoi kierrätyslasia sisältävää betoniseosta, joka vähentää hiiltä laattarakenteissa noin puolella. Toisessa laboratoriomittakaavan pilottihankkeessa, joka toteutetaan yhteistyössä Prometheus Materialsin kanssa, käytetään kalkkikivestä ja leväpohjaisesta betonista valmistettuja rakennusmateriaaleja, joilla on potentiaalia painaa laitosten hiilipitoisuus lähelle nollaa.
Kestävien ratkaisujen innovointi datakeskusten ulkoisia rakenteita varten on kuitenkin vain puolet työstä. Se, mitä niiden sisällä tapahtuu – kuten virran pitäminen päällä 24/7 – on aivan yhtä tärkeää. Lyhytkin sähkökatkos aiheuttaisi valtavia heijastusvaikutuksia koko pilvi-infrastruktuuriin.
Audrey Leen (Senior Director of Datacenter Energy Strategy) tehtävänä on ratkaista, miten tuo jättimäinen urakka hoidetaan käytännössä. Audrey valvoo datakeskusten sähkönhankinnan strategista suunnittelua ja hallintaa sekä määrittelee, miten niiden sähkönkäyttö vaikuttaa yhteisöihin, joiden kanssa ne jakavat saman sähköverkon.
”Microsoftin datakeskukset ovat perinteisesti tarvinneet melko pienen osan sähköverkon tuottamasta sähköstä. Kysynnän lisääntyessä osuutemme on kuitenkin kasvanut, joten vaikutuksemme ymmärtäminen on tärkeää”, Audrey toteaa.
Sähköverkkoon nyt ja tulevaisuudessa kohdistuvan lisääntyneen kysynnän ymmärtämiseksi paremmin Audreyn tiimi käyttää verkkomallinnusta, jossa hyödynnetään tekoälypohjaista ennustamista. Ennakoimalla sähköverkkoon kohdistuvaa kysyntää sähkön käyttöä voidaan suunnitella oikeasuhtaisesti, ympäristöä säästävästi ja oikea-aikaisesti.
Vaikka Microsoft ei ole energiayhtiö, sitä voidaan pitää infrastruktuuriyhtiönä, jolle energia on arvokas resurssi. Kestävät energiakäytännöt ja positiiviset yhteisövaikutukset – kuten sähköverkon vakauttaminen ja sähkön syöttäminen takaisin verkkoon – ovat merkittäviä vastuita.
Sähkönkulutuksen kasvaessa sähkön kysyntä ja tarjonta eivät välttämättä aina kohtaa. Microsoftilla on sähkökatkosten varalle käytössään akulla toimivia varavirransyöttöjärjestelmiä, jotka voivat tasapainottaa sähköverkkoa siirtämällä väliaikaisesti osan datakeskusten sähköntarpeesta. Vaihtoehtoisten energialähteiden kehittäminen datakeskusten varajärjestelmille ja palvelinten jäähdytysjärjestelmille on tekemässä merkittävästä innovaatiosta totta.
Tekoäly voi auttaa optimoimaan sitä, milloin ja miten kysyntää siirretään – reagoimalla nopeammin verkon olosuhteisiin ja parantamalla tehokkuutta. Microsoft on käyttänyt kehittyneitä GUPS-vara-akkuja (Grid-Interactive Uninterruptible Power Supply) vakauttamaan paikallisia sähköverkkoja Irlannin datakeskuksissa. Tämä auttaa ylläpitämään sähköverkon tasapainoa sään vaihdellessa ja sähkövirran heilahdellessa. Tätä teknologiaa ollaan ottamassa käyttöön myös Suomessa, Ruotsissa ja Tanskassa rakenteilla olevissa datakeskuksissa.
Tutustu tekoälypohjaisiin innovaatioihin
Biomimiikka
Biomimiikka lähtee yksinkertaisesta ajatuksesta, että luonto on ratkaissut ongelmia jo miljardien vuosien ajan. Kun katsot tarkasti, löydät kaikkialta älykkäitä, testattuja malleja, joita voidaan mukauttaa nykypäivän haasteisiin. Ne osoittavat, miten datakeskukset voivat toimia paremmin ympäröivien ekosysteemien kanssa ja vahvistaa niiden ekologista toimintaa. Tekoälyn avulla voi testata nopeasti eri muuttujia suunnitelmissa ja tunnistaa säännönmukaisuuksia ympäristödatasta tulosten parantamiseksi.
Vihreä vety
Vihreä vety valmistetaan elektrolyysillä – jakamalla vesi vedyksi ja hapeksi – joten se ei tuota haitallisia sivutuotteita. Laajentamalla tämän puhtaan energian käyttöä kaikkiin datakeskuksiinsa Microsoft toimii koko globaalin energiasektorin uranuurtajana. Tekoäly parantaa suorituskykyä optimoimalla järjestelmän ohjausta ja ennakoimalla huoltotarpeita – jotta vetyvoima olisi luotettavimmillaan silloin, kun sitä eniten tarvitaan.
Sähköverkon vakauttaminen
Kun sähkön kysyntä kasvaa, sähköverkko voi ylikuormittua. Verkon vakauttaminen auttaa pitämään kysynnän ja tarjonnan tasapainossa. Datakeskuksissa on jo nyt aina päällä oleva varavirta, joten ne voivat tarvittaessa siirtää osan kuormituksesta tilapäisesti pois verkosta, mikä auttaa vakauttamaan järjestelmää. Tekoäly tekee muutoksesta älykkäämmän ennustamalla kysyntäpiikkejä ja koordinoimalla kuormituksen muutoksia tarkemmin.
Innovaatioiden vauhdittama tulevaisuus
”Vedyn polttokennoteknologiaa on kaupallistettu pienemmässä mittakaavassa, mutta Microsoft on ensimmäisenä yhtiönä testannut usean megawatin tuotantokapasiteettia datakeskuksessa tilanteissa, joissa uusiutuvat energianlähteet eivät tuota sähköä”, kertoo Hydrogen Technology -yksikön johtaja Sonia Maleky.
Vihreä vety voisi olla täydellinen vaihtoehtoinen kestävä energianlähde datakeskuksille, koska se on täysin päästötön. Ainoat sivutuotteet ovat puhdas vesi ja lämpö, jotka voidaan käyttää uudelleen palvelinjärjestelmien jäähdyttämiseen ja lämmön tuottamiseen paikallisille yhteisöille. Tekoäly auttaa ohjaamaan ja kierrättämään tuon lämmön ja veden tehokkaammin kohdentamalla tarjonnan reaaliaikaisiin jäähdytys- ja lämmitystarpeisiin.
Microsoftin vetyteknologiatiimi kehittää energiainnovaatioita, joilla on potentiaalia muuttaa energiasektoria sellaisena kuin me sen tunnemme. Vihreän vedyn hyödyntäminen teollisessa mittakaavassa parantaa yrityksen omaa vastuullisuutta ja auttaa samalla muita kestävyyteen sitoutuneita toimijoita saavuttamaan omat tavoitteensa.
Kehitteillä on lisää uusia myönteisen vaikutuksen innovaatioita. Kylmälevytekniikka kierrättää jäähdytysjärjestelmistä poistetun kuuman veden takaisin kylmänä vetenä. Tämä on jo tehnyt Micosoftin järjestelmistä 90 prosenttia tehokkaampia kuin perinteiset järjestelmät. Lopulta teknologiasta tulee täysin suljetun kierron järjestelmä, joka ei koskaan tarvitse vettä ulkopuolisista lähteistä. Tekoäly voi ohjata näitä jäähdytyssilmukoita reaaliajassa säätämällä virtausta ja lämpötiloja pitääkseen tehokkuuden optimaalisena työkuormien muuttuessa.
Uraauurtavan Circular Centers -ohjelman tarkoituksena on datakeskusten laitteistojen uudelleenkäyttö ja uusiokäyttö. Vuonna 2024 saavutettiin palvelimien ja komponenttien 90,9 prosentin uudelleenkäyttö- ja kierrätysaste, mikä ylitti vuodelle 2025 asetetun 90 prosentin tavoitteen vuoden etuajassa. Tekoäly parantaa lajittelua ja diagnostiikkaa tunnistamalla nopeammin ja tarkemmin, mitkä komponentit voidaan käyttää uudelleen, mitkä korjata ja mitkä kierrättää.
Tulevaisuus, jossa datakeskukset voivat olla ympäristön kannalta nettoneutraaleja – ja jopa saada aikaan positiivisen vaikutuksen – on lähempänä kuin koskaan. Ja kun pilvipalvelut ja tekoäly jatkavat laajentumistaan ympäri maailmaa, Microsoftin datakeskukset ovat valmiita vastaamaan tähän kysyntään niin kestävästi kuin mahdollista.
Valokuvat: Matt Howard, Dave Hoefler, Ivan Bandura, Yogesh Gosavi, Josh Withers
