Google Stadia is de toekomst van gaming, en dat is slecht nieuws voor de aarde

U zou problemen ondervinden bij het vinden van het datacentrum van Google in The Dalles, Oregon als iemand u er niet op heeft gewezen. Het complex is niet klein – het beslaat ongeveer 800.000 vierkante meter, net iets minder dan 14 voetbalvelden – maar het bescheiden zilver-en-beige gebouw schreeuwt niet ‘hightech’ tenzij je al weet waar je op moet letten voor.

De grootste weggeefactie is niet wat je ziet, maar wat je niet ziet. De onversierde datacenters verraden niet gemakkelijk hun eigenaar, en je zult geen beladen vrachtwagens door de poorten van de faciliteit zien rijden. Columbia Road, een tweebaans stuk trottoir dat uitkomt in het hart van het complex, is een van de weinige straten die je niet kunt bezoeken via Google Street View.

Anonieme datacenters als deze zullen van stroom voorzien Google Stadia, de gedurfde uitbreiding van het bedrijf naar gaming. Het bedrijf sprak tijdens de GDC 2019-aankondiging trots over de vele voordelen van het platform voor gamers en game-ontwikkelaars. Als het aanslaat, zal het de thuisconsole en fysieke games effectief uitschakelen en vervangen door de cloud. Elke game die je bezit, bevindt zich in de cloud, is overal toegankelijk met een internetverbinding en kan op elk apparaat worden gespeeld. Het doel is niets minder dan een heruitvinding van de hele videogame-industrie.

Stadia zou geweldig kunnen zijn voor gamers die de nieuwste hardware niet kunnen betalen. Toch zal het veranderen van de manier waarop we spelen onbedoelde gevolgen hebben. Google’s Stadia – en soortgelijke diensten – zou slecht nieuws kunnen zijn voor iedereen die hoopt de koers van de opwarming van de aarde te veranderen.

Het goede voorbeeld geven

Het strekt Google tot eer dat de datacenters in The Dalles misschien wel het model zijn van hoe een modern datacenter eruit zou moeten zien. Zelfs hun locatie maakt deel uit van de strategie van het bedrijf. De Dalles is een stad met minder dan 16.000 inwoners, anderhalf uur ten oosten van Portland, Oregon. Het schreeuwt niet om hightech, maar heeft wel uitstekende toegang tot duurzame energie.

Gary Cook, Senior IT Sector Analyst bij Greenpeace, zegt dat Google meer verantwoordelijk is dan veel van zijn collega's. “Ze [Google] zijn een van de weinige bedrijven die, terwijl ze werken aan het uitbreiden van hun infrastructuur, ze proberen de toegang tot hernieuwbare energie op één lijn te brengen waar ze deze datacenters bouwen”, zegt Cook.

De datacenters van de Dalles zijn een perfect voorbeeld. Ze bevinden zich op slechts anderhalve kilometer afstand van de Dalles Dam, een van de vele waterkrachtcentrales die langs de Columbia River te vinden zijn. Oregon is een van de leiders op het gebied van hernieuwbare energie van het land, waarbij meer dan driekwart van de elektriciteitsopwekking uit hernieuwbare bronnen komt. Google zegt dat het een match van 100 procent duurzame energie heeft bereikt door het hele bedrijf. Dat betekent niet dat al zijn activiteiten op hernieuwbare energie draaien, maar Google past wel zijn energieverbruik binnen het hele bedrijf aan door een gelijkwaardige hoeveelheid energie uit hernieuwbare bronnen te kopen.

Dat staat in contrast met Amazon, dat ook een enorme hoeveelheid streaming-inhoud host uit zijn steeds groter wordende lijst met faciliteiten.

“Amazon ligt lichtjaren achter hen [Google, Microsoft]. De snelle groei van Amazon ging gepaard met een engagement voor hernieuwbare energiebronnen, en eind 2016 stapten ze daar min of meer van af”, zegt Cook. Terwijl Google zich inspant om hernieuwbare energiebronnen te bouwen, heeft Amazon een explosieve groei in Virginia gestimuleerd. waar een zwerm nieuwe datacenters (onder leiding van Amazon Web Services) heeft de plannen om in groene energie te investeren overschaduwd en de vraag naar energie uit frackgas gestimuleerd.

Hernieuwbare energiebronnen vormen slechts 4 procent van de energieproductie van de staat. Hoewel Google momenteel vier vestigingen in Virginia heeft, Het Click Clean Virginia-rapport van Greenpeace schat dat ze een relatief bescheiden stroom van 77 megawatt per jaar gebruiken. Amazon heeft ondertussen zeventien sites die elk minstens drie faciliteiten hosten, die in totaal naar schatting 1.686 megawatt per jaar verbruiken.

De focus op hernieuwbare energie gaat gepaard met een focus op efficiëntie. Google heeft, net als veel van zijn concurrenten, publiceert elk kwartaal cijfers over de Power Usage Effectiveness (PUE) voor zijn datacenters. Dit meet het extra vermogen dat wordt verbruikt ter ondersteuning van elke watt die een datacenter verbruikt voor berekeningen.

Het eerste van de twee datacenters in The Dalles bereikte afgelopen kwartaal een PUE van 1,11, terwijl het tweede, nieuwere datacenter een PUE van 1,24 behaalde. Een rapport gepubliceerd door het tijdschrift Energies van MDPI in 2017 stelde de gemiddelde wereldwijde datacenter-PUE vast op 1,8, wat betekent dat de datacenters van Google veel efficiënter zijn dan de meeste. Dit geldt voor alle datacenters van Google, die in het vierde kwartaal van 2018 een “vlootbrede” PUE van slechts 1,1 bereikten.

Zullen anderen volgen?

In één oogopslag kan de toewijding van Google aan efficiënte datacenters op basis van hernieuwbare energie de zorgen over de vraag naar stroom in cloud-gaming wegnemen. De datacenters van het bedrijf verbeteren voortdurend de efficiëntie, niet alleen als morele verplichting, maar ook om geld te besparen.

Toch is het besluit van Amazon om afstand te doen van inspanningen op het gebied van hernieuwbare energie een waarschuwend verhaal. De focus van Google op hernieuwbare energiebronnen en efficiëntie is vrijwillig. Er is geen reden waarom Google niet afstand zou kunnen doen van zijn verplichtingen.

Er is ook niets dat een minder verantwoordelijke concurrent als Amazon buiten de strijd houdt. Amazon heeft al een game-engine, genaamd Lumberyard, dat is gebouwd om te werken met Amazon Web Services, en het bedrijf heeft een belangrijk bolwerk in gaming dankzij zijn eigendom van Twitch. Een cloudgamingservice zou voor Amazon geen probleem zijn. Maar tenzij het bedrijf luistert naar zijn eigen medewerkers en maakt een drastische nieuwe inzet voor milieuvriendelijke activiteiten, Amazon's intrede in cloudgaming zou een onmiddellijk probleem vormen voor iedereen die wil gamen zonder een enorme hoeveelheid koolstof achter te laten voetafdruk.

Zelfs als Amazon aan de zijlijn blijft staan, zullen anderen dat niet doen. Nvidia, Sony en Shadow behoren tot de bedrijven die al cloudgamingdiensten beschikbaar hebben, en anderen zullen ongetwijfeld hun voorbeeld volgen. Niet al deze bedrijven hebben de focus van Google op efficiëntie. Sterker nog, de kleinste spelers zullen gedwongen zijn een beroep te doen op colocatie-datacenters, die verhuren diensten op aanvraag aan degenen die ze nodig hebben, of rekenkracht kopen bij een grote speler in de sector Amazone. Dit kan leiden tot een ingewikkeld web van verbindingen, waardoor het moeilijk is om de efficiëntie van een cloudgameservice te kennen.

Ik heb contact opgenomen met Nvidia, Sony en Schaduw voor dit artikel. Alleen Shadow gaf commentaar. Een woordvoerder van het bedrijf zei dat efficiëntie “zeker een factor is in de manier waarop we een peering-partner kiezen als we onze datacenteractiviteiten willen uitbreiden.” Schaduw is ook aanwezig efficiëntiecijfers voor drie van de colocatiedatacentra waarmee zij samenwerken, die gemiddeld uitkwamen op een relatief goede PUE van 1,44 (niet zo laag als Google, maar lager dan de branche gemiddeld). De transparantie van Shadow was verfrissend. Helaas is dit nog niet de norm voor de sector.

Nvidia en Sony maken deze cijfers niet bekend en hebben geen publieke toezeggingen gedaan over hernieuwbare energie voor hun cloudgamingdiensten. Sony heeft wel een ‘PlayStation en het milieu’-pagina beschikbaar op de PlayStation-site, maar het heeft betrekking op de fysieke producten van het bedrijf. En hoewel Google wel enkele openbaar beschikbare details over datacenteractiviteiten verstrekt, heeft het geen commentaar gegeven op dit artikel.

De vraag van de gamer

Zelfs de beste inspanningen kunnen echter voor niets zijn geweest, vanwege een enorm, onmiskenbaar probleem. Vraag.

De alomtegenwoordige mobiele data is veranderd streamingdiensten zoals Netflix in bandbreedtevreters. Videostreaming maakt nu ruim de helft van al het internetverkeer uitVolgens sommige schattingen zal dit cijfer in 2021 boven de 80 procent uitkomen.

Ongelooflijk genoeg heeft deze enorme piek zich in de loop van een decennium voorgedaan; streaming video verzonnen 30 procent van de mondiale data in 2009en slechts tien procent in 2005. De snelle versnelling van videostreaming werd niet alleen gestimuleerd door de adoptie van smartphones wereldwijd, maar ook door verbeterde mobiele dataverbindingen die streaming van hoge kwaliteit mogelijk maakten.

5G zullen waarschijnlijk de lat hoger leggen, en hoewel mobiele apparaten enorm zullen profiteren van verbeterde bandbreedte en lagere latentie, zullen deze voordelen alleen maar leiden tot een frequenter gebruik van streamingdiensten. “Ik heb prognoses gezien die gingen van 75 miljard verbonden apparaten naar 500 miljard”, zegt Gary Cook van Greenpeace. “Dat is een veel groter ecosysteem van met internet verbonden apparaten, en vooral op het gebied van streaming zal dit naar verwachting de vraag stimuleren.”

Nu Stadia in 2019 wordt gelanceerd, zal gaming een belangrijke speler worden in die explosieve groei. Geen enkel onderzoek heeft het huidige bandbreedtegebruik van wereldwijde gamestreaming geëvalueerd en er zijn geen prognoses gemaakt – maar het aantal gamers is legio. Bijna 70 procent van de Amerikanen speelt videogames, en volgens de meeste schattingen ligt het wereldwijde aantal gamers boven de twee miljard.

Niet alle gamers zouden zichzelf als zodanig identificeren. Velen spelen op smartphones die, wederom, enorm zullen profiteren van 5G – en dat is alleen maar in het voordeel van streaming. Een dienst als Stadia maakt het voor iedereen mogelijk om games van hoge kwaliteit te spelen op elk apparaat, zelfs op een goedkope telefoon. In tegenstelling tot een gameconsole, die zich onvermijdelijk richt op een meer hardcore publiek, omarmt Stadia het cliché van ‘Netflix voor gaming’. Het is ontworpen voor massaconsumptie.

Een sterke stijging van de vraag zal de behoefte aan nog meer datacenters vergroten, en meer centra zullen onvermijdelijk het energieverbruik doen stijgen. De sectorbrede cijfers zijn alarmerend. Amerikaanse datacenters verbruikten in 2017 ruim 90 miljard kilowattuur, met wereldwijde consumptie geschat op meer dan 200 terawattuur. De meest extreme schattingen vrezen dat datacenters dat wel zouden kunnen in 2025 20 procent van het totale mondiale energieverbruik voor hun rekening nemen.

Een deel van het toegenomen verbruik in datacenters kan mogelijk worden gecompenseerd door een lager verbruik in woningen. Gamers die Stadia omarmen, kunnen besluiten dat ze geen krachtige thuis-pc nodig hebben en in plaats daarvan vasthouden aan een minder capabel apparaat, zoals een laptop, dat minder stroom verbruikt. Toch is de hoop dat een verminderd thuisgebruik de impact van cloudgaming zal compenseren misplaatst. Onderzoek toont aan dat het streamen van entertainment vanuit de cloud in het algemeen meer energie verbruikt, zelfs als de kijker (of gamer) hierdoor zijn energieverbruik thuis kan verminderen.

Dr. Evan Mills, leider van het Green Gaming-project en voormalig senior wetenschapper van Lawrence van het Amerikaanse ministerie van Energie Berkley National Laboratory heeft jarenlang onderzoek gedaan naar de grotendeels verwaarloosde vraag hoe gaming-apparaten consumeren energie. Hij ziet enig potentieel in cloud-gaming, omdat de aard van datacenters betekent dat “een bepaalde hoeveelheid werk kan worden bereikt met uiteenlopende efficiëntieverbeteringen. Hierin liggen de belangrijkste kansen op het gebied van energie-efficiëntie in het algemeen, en groen gamen in het bijzonder.” Helaas worden de mogelijkheden voor efficiëntie tenietgedaan door de infrastructuurbehoefte van een datacenter. “[…] voor identieke rekenkracht zal cloud-gaming vrijwel altijd aanzienlijk meer energieverbruik met zich meebrengen dan gamen uitsluitend op een lokale client”, zegt hij.

Een studie uit 2018, gepubliceerd door het Lawrence Berkeley National Laboratory, brengt het probleem in cijfers. Het bleek dat “cloudgebaseerd gamen verreweg de meest energie-intensieve vorm van gamen via internet is […]” en dat cloud-gaming, afhankelijk van het apparaat en de belasting, het totale verbruik met wel 300 kan verhogen procent.”

Het is alarmerend dat de grootste winst in het totale stroomverbruik plaatsvindt op de meest efficiënte apparaten. Google beweert dat Stadia, dat een aangepaste AMD-chip gebruikt, kan 10,7 teraflops aan totale rekenkracht leveren – meerdere malen die van Microsoft’s Xbox One X. Toch was dat apparaat eenvoudig toegankelijk via een Google Pixel-telefoon of een Chromecast-streamingapparaat. Evans ontdekte dat dit dramatisch was in zijn onderzoek en zei dat het ‘worst-case’ eigenlijk een apparaat voor mediastreaming zou zijn (zoals Nvidia Shield), dat in huis slechts ongeveer 10 watt verbruikt, maar toch vele honderden watt aan vermogen vereist stroomopwaarts."

Dat vertegenwoordigt een enorme toename van het stroomverbruik per sessie, maar geeft gamers tegelijkertijd reden om te denken dat ze een meer verantwoorde beslissing nemen. De milieukosten worden fysiek verplaatst van het huis van een gamer naar het datacenter, een plek die strak wordt gecontroleerd door de eigenaar en vele kilometers verderop ligt. Gamers merken misschien dat ze thuis minder stroom verbruiken en concluderen dat cloudgamen een win-winsituatie is.

En niet alle kracht gaat naar het weergeven van een game met weelderige details in het datacenter. Ten minste een deel ervan gaat ook naar het netwerk dat nodig is om het dataverkeer van een datacenter naar uw huis te pushen. De grootste technologiebedrijven, waaronder Google, beschikken over uitgebreide privénetwerken die gespecialiseerd zijn in het leveren van grote hoeveelheden gegevens aan gebruikers. Ze zijn zeer effectief. Hun betrouwbaarheid en snelheid maken moderne videostreaming mogelijk. Ze hebben echter hun eigen infrastructuur, die ook elektriciteit zuigt.

Voor Dr. Mills is dit de verborgen variabele waar de meeste mensen geen rekening mee houden. “In onze berekeningen voor pc-cloudgaming is het datacenter verantwoordelijk voor ongeveer 340 watt aan vermogen per gebruiker en het netwerk nog eens 180 watt”, zegt hij.

De exacte cijfers kunnen verschuiven afhankelijk van het apparaat dat wordt gebruikt om te streamen, de vereiste netwerkbandbreedte, de de afstand die gegevens moeten afleggen, de efficiëntie van het datacenter dat de cloudgamingservice aandrijft, en vele andere factoren. Een gebruiker van welke streamingdienst dan ook, of deze nu games, video of iets anders aanbiedt, kan op geen enkele manier weten hoeveel stroom het gemak vereist.

Slechts één ding is duidelijk, definitief en transparant; de cijfers veranderen nooit op een manier waardoor cloud-gaming minder stroom verbruikt dan lokaal gamen, en er is geen duidelijk pad om dat werkelijkheid te maken.

Ja, datacenters worden efficiënter. Maar voor Cook van Greenpeace kan efficiëntie zijn eigen soort vloek worden. “Je energie per eenheid, per gigabyte die nodig is om dat te leveren, kan dalen, maar het totale verbruik blijft stijgen. En het gaat zelfs aanzienlijk omhoog”, zegt hij. “In sommige opzichten maakt de efficiëntie meer consumptie mogelijk.”

Dat is een kernprobleem dat alle menselijke innovatie omvat. Stadia is, net als videostreaming daarvoor, en het wereldwijde web daarvoor, mogelijk dankzij enorme efficiëntieverbeteringen. Maar door de toegang tot een dienst gemakkelijker en goedkoper te maken, wordt de vraag onvermijdelijk gestimuleerd, en die vraag doet vaak niets af aan wat efficiëntie kan compenseren. Cloudgaming zal niet anders zijn.

De fysieke vraag

Hoewel het effect dat cloudgamen kan hebben op het energieverbruik eenvoudig te berekenen is, is het ook enigszins abstract. De impact van een groter stroomverbruik en de grotere ecologische voetafdruk die daarmee gepaard gaat, is niet duidelijk zichtbaar. De CO2-uitstoot komt meestal niet van de datacenters, maar van de energiecentrales die ze bevoorraden.

Stroom is echter niet de enige hulpbron die datacenters verbruiken. Veel installaties hebben verrassend veel water nodig. Dit verbruik is vaak afkomstig van koeltorens, zoals die boven de datacenters van Google in The Dalles, en datacenters kunnen indirect het waterverbruik doen stijgen wanneer de elektriciteitscentrales die ze leveren dit nodig hebben water.

“Water is iets waar we naar kijken, omdat in sommige gevallen [datacenters] een behoorlijk aantal waterrechten blokkeren die gebruikt kunnen worden om naar te kijken”, zegt Cook. “Het grootste probleem is dat sommige deals worden gesloten, waarbij een aanzienlijke hoeveelheid water wordt toegewezen aan datacenters die niet veel publieke discussie krijgen.”

In één geval werd een nieuwe Google-faciliteit in Berkeley County, South Carolina vroeg om 1,5 miljoen liter water per dag. Dit soort verzoeken zijn niet bepaald geheim, maar blijven doorgaans onder de radar, en de gemeenschappen die door het verzoek worden getroffen, hebben zelden directe inbreng over de vraag of het verzoek wordt goedgekeurd. Terwijl de publieke verontwaardiging het proces van goedkeuring van dat specifieke verzoek in South Carolina hielp vertragen, stonden de bestaande vergunningen van Google dit toe laat het bedrijf 548 miljoen gallons per jaar gebruiken, en verzoeken om meer blijven in behandeling. De meeste verzoeken gaan door zonder dat het publiek er nota van neemt.

De datacenterindustrie heeft een efficiëntiemaatstaf voor water, net zoals voor energie, maar het probleem is heeft tot nu toe niet zoveel aandacht gekregen, en weinig bedrijven publiceren cijfers over de waterefficiëntie faciliteiten. Hoewel water in sommige gebieden overvloedig aanwezig is, is het een veel groter probleem op plaatsen die gevoelig zijn voor droogte, zoals Californië.

Fysiek afval is een ander potentieel probleem. Cloudgaming zou in theorie de fysieke verspilling kunnen verminderen, omdat het de vraag naar gaming-apparaten zoals consoles en games zou kunnen verminderen grafische kaart. Datacenters bezitten echter hardware en die hardware wordt regelmatig gewijzigd.

Google lijkt, net als op andere gebieden, meer om het milieu te geven dan zijn collega's. Het bedrijf maakt gebruik van een zogenaamd ‘circulair economie’-model voor datacenterbeheer, dat zich zoveel mogelijk richt op reparatie en hergebruik. Overtollige, kapotte of verouderde onderdelen worden indien nodig verkocht of gerecycled. Als gevolg, zes van de datacentra van Google bereikten in 2016 een “stortplaatsomleidingspercentage” van 100%.

Zoals met zoveel andere zaken in de datacenterindustrie, is het onduidelijk hoe Google deze standaard in de toekomst precies zal handhaven. Het bedrijf publiceert geen exacte cijfers over hoeveel afval zijn datacenters produceren en waar het naartoe gaat, en zegt weinig over hoe toekomstige plannen de verplichtingen zouden kunnen veranderen.

Stadia vormt bijvoorbeeld een duidelijk probleem. De belofte van geavanceerde prestaties maakt deel uit van de aantrekkingskracht op gamers, en dat suggereert dat het bedrijf zijn servers regelmatig zal moeten updaten met geavanceerde hardware. Zou dit de inzet van Google voor een circulaire economie kunnen verstoren?

Het echte oogsten voor het virtuele

Cloudgaming leidt uiteindelijk tot een ongemakkelijke vraag. In hoeverre zijn we bereid de echte wereld te beschadigen in het streven naar een betere virtuele toekomst?

Ik heb het antwoord op deze vraag niet. Niemand doet. Net als de rest van het debat over de opwarming van de aarde en ons milieu, is het antwoord iets dat zowel individuen als samenlevingen voor zichzelf moeten beslissen.

Het echte gevaar van cloudgamen – en van alle vormen van streaming in feite – is dat het de vraag verdoezelt. Gamen op een lokaal apparaat herinnert je misschien aan je impact als het tijd is om je eigen console achterwege te laten, of als je per ongeluk je high-end console achterlaat gaming-pc op World of Warcraft's karakterselectieschroef 's nachts. Cloudgaming verplaatst de gevolgen echter naar een afgelegen locatie en maakt de resultaten ondoorzichtig.

Wij moeten om beter vragen. We moeten. Zelfs een bedrijf als Google, dat enig respect heeft voor het milieu, zal slechts zo verantwoordelijk zijn als wij het opleggen.

Aanbevelingen van de redactie

• 4 nieuwsverhalen over videogames die de toekomst van de industrie in 2022 hebben bepaald
• Ubisoft en meer bieden manieren om gekochte Google Stadia-games elders te spelen
• Google's Stadia-cloudgaming is nu beschikbaar op LG smart-tv's
• Game over: Google sluit zijn eigen Stadia-game-ontwikkelingsstudio
• De beste functie van Hitman 3 is alleen beschikbaar op Google Stadia