Bezwijken telecom en energienetwerken onder Squid Game?
Eerder deze week schreef ik een factcheck over het energieverbruik van 5G. Dit naar aanleiding van een artikel in Trouw over het groene jaarverslag van VodafoneZiggo. De factcheck van Trouw stond vol fouten en op het groene jaarverslag heb ik ook kritiek. Nu blijkt dat Trouw nog een artikel geschreven had met als titel: “Het stroomverbruik van Squid Game is geen kinderspel”. Dat artikel is net zo’n groot foutenfestijn! Zowel op het vlak van stroomverbruik als het effect van dataverkeer op netwerken! Mijn nerd onderwerpen! Dus hier een toegift (met spelfouten, waar u allen mij op zult wijzen en waarvoor excuus).
Squid Game gebruikt meer energie dan Vodafone?
Het artikel zegt; De serie heeft 142 miljoen kijkers die samen goed zijn voor 32 miljoen uur streaming. Mondiaal gaat het om ongeveer 22 miljoen gigabyte extra, bij een gemiddelde resolutie — iets wat wereldwijd nog veel voorkomt. De serie zou daarmee, afhankelijk van de berekeningswijze, tussen de 55 en 114 miljoen kilowattuur aan stroom kosten. Dat staat gelijk aan het energieverbruik van minimaal 42.000 Nederlanders op jaarbasis. De auteur heeft her en der wat data verzameld uit academische studies en die vermenigvuldigt. Het klinkt zo mooi in een artikel.
Dan is het wel jammer dat de auteur het groene jaarverslag van VodafoneZiggo niet gelezen heeft! Zoals gisteren ook uitgelegd staan daar het dataverbruik en energieverbruik van VodafoneZiggo in. 22 miljoen gigabyte is niet zoveel. Dat is wat het mobiele netwerk van VodafoneZiggo in een maand aan data verwerkt. 114.000 MWh is net zoveel als VodafoneZiggo in een jaar verbruikt voor het mobiele net! Let wel het datavolume van het vaste net was vorig jaar1 miljard(!) gigabyte per maand en verbruikte 180.000MWh! Dat zal nu ruwweg 30% meer zijn. Daarvoor gebruiken ze nog steeds 180.000MWh, want zoals gezegd verkeersvolume bepaalt niet energieverbruik. Het is jammer dat de journalist zijn getallen voor energieverbruik van een netwerk niet toegepast heeft om het energieverbruik van VodafoneZiggo te schatten, dan hadden we echt hilarische krantenkoppen gehad! ;-).
Academische data over energieverbruik verkeerd gebruikt
Op Twitter geeft de journalist wat tekst en uitleg aan sceptische lezers. Hij citeert een academische studie, dus dan zou je hopen dat hij een goede berekening maakt! Helaas! Zoals je hierboven ziet gaat hij uit van 2.48 en 5.12kWh per MB. Dat blijkt het energieverbruik voor de volledige keten te zijn uit 2 andere onderzoeken, die in deze paper nader worden onderzocht. De vraag is dan; mag je deze data zomaar extrapoleren? en het antwoord is natuurlijk een keihard NEE. Hier zijn een aantal goede redenen voor, zelfs al zou je ervan uitgaan dat de getallen in de academische studies in de buurt komen van de werkelijkheid:
- De hele paper gaat er over hoe groot de variatie is tussen de verschillende academische onderzoeken ten aanzien van energieverbruik van de digitale keten. Dat zou je al heel bang moeten maken om de data te extrapoleren.
- De gebruikte getallen zijn uit 2010 en 2011. De auteurs waarschuwen meermalen dat netwerken, datacenters etc veel efficiënter worden over tijd. Zij rekenen bijvoorbeeld met een halvering van energieverbruik in het transmissienetwerk per 2 jaar (Het is niet toevallig dat dit ook de periode is waarin de hoeveelheid verkeer verdubbeld!) Datacenters kennen vergelijkbare ontwikkelingen. We zijn nu 10 jaar verder, dus een deling door 32 zou wel mogen.
- Het hele transmissiepad wordt meegenomen. Alsof Netflix al haar series vanuit Californië naar Nederland streamt door zeekabels heen. (Technisch best mogelijk hoor, want over een vezelpaar kan 20 terabit/s (genoeg voor het totale piekverbruik van alle huishoudens, maar niet echt realistisch)
- De auteurs schatten het energieverbruik van een transmissienetwerk in 2015 in op 0.06kWh/GB dus ver onder de schattingen uit de studies die de journalist als basis gebruikt voor zijn berekening in 2021!
Oftewel zelfs al was er niets mis geweest met de academische studie die hij gebruikt als bron, dan nog had de journalist moeten hebben begrijpen dat hij de 2.48kWh en 5.12kWh niet klakkeloos had mogen vermenigvuldigen met het aantal MB.
Op de valreep vind ik een recente paper van Malmodin, die van de 2.48kWh, die voor Ericsson blijkt te werken. In 2020 zegt hij onomwonden dat energie per GB niet gebruikt kan worden. Hij schat op dat moment dat het kijken van Netflix ongeveer 7W verbruikt over de hele keten. Ik vind zelfs dat al te hoog! Hij roept op om heel anders naar het energieverbruik van netwerken te kijken en daar kan ik het alleen maar mee eens zijn.
Energieverbruik Netflix op basis van IEA
Waar moet je dan wel rekening mee houden als je het energieverbruik van een uur Netflix kijken zou willen analyseren? De IEA heeft daar al een leuke blog over geschreven met leuke tool die de CO2 uitstoot voor Nederland zou laten zien. Ook hier valt nog veel over op te merken, maar goed ze doen echt hun best in Parijs. De IEA gaat uit van 0.077 kWh per uur Netflix voor gemiddeld 1.9GB per uur aan data op 4.2mbps met een mix van apparaten (50 inch LED TV, laptop en smartphone). Vergelijk dat eens met 5.12kWh/GB oftewel 10kWh voor een uur Netflix! Zou je op een smartphone kijken dan zou het volgens de IEA zelfs maar 0.037 kWh kunnen zijn. Voor de minste CO2 uitstoot doe je dat trouwens in Noorwegen, want in Nederland is dat nog 61 gram op basis van de energiemix van 2019.
Let wel, de IEA is zich heel bewust dat je deze schatting niet zomaar mag extrapoleren naar het hele netwerk. Energieverbruik per GB is eigenlijk onzin. Het netwerk verbruikt niet meer energie als we meer GB ontvangen. Het gemiddelde verbruik daalt met een stijgend dataverkeer, maar het absolute energieverbruik stijgt niet. Dat zie je ook bij VodafoneZiggo. De IEA noemt als mogelijk alternatief energieverbruik per uur of per gebruiker, maar daar ben ik ook kritisch op. Zeker in mobiele netwerken stijgt het aantal SIM-kaarten nog steeds en daarmee daalt het energieverbruik per gebruiker. KPN heeft haar totale energieverbruik met 10% laten dalen, maar dat kun je niet verklaren omdat ze 10% van haar klanten in de breedbandmarkt is kwijtgeraakt.
De meeste van dit typen methoden zijn alsof je het energieverbruik van Rijkswaterstaat deelt over het gereden aantal kilometers van personenauto’s of het aantal personenauto’s. Alsof snelwegen het enige zijn dat Rijkswaterstaat beheerd en er alleen maar personenauto’s rijden. Vrachtverkeer, deltawerken, sluizen, havens, gemeentelijke wegen etc. ze worden vergeten of toegedeeld aan de personenauto. De analyses vergeten de zakelijke internetverbindingen met hun kantoren, servers en backups, de terabytes aan IPTV en digitale televisie over kabelnetwerken, maar rekenen het energieverbruik van VodafoneZiggo/KPN wel toe aan een GB Netflix. Daarbij bouw je geen netwerk om gigabytes te versturen, maar om verbonden te zijn. Een glasvezel aansluiting van 1 gigabit kan 300.000 gigabyte per maand verstouwen, maar dat is niet relevant. Hij moet werken wanneer je het nodig hebt en responsief (niet traag) zijn. Het bespaart waarschijnlijk energie als je al het internetverkeer van een gezin op een USB-stick zet en deze 1x per maand met de post naar ze verstuurd, maar dat maakt het wel moeilijk om een goede videoconference te houden.
Energieverbruik Squid Game volgens Rudolf
Wat Trouw vergeet is dat Netflix en Squid Game een van de vele manieren zijn waarop we met z’n allen televisie kijken. Als Squid Game er niet was, dan keken we wel wat anders op Netflix of op RTL4 en waarschijnlijk op dezelfde apparaten. We zien niet een gigantische stijging in dataverkeer door Squid Game (verderop meer daarover). Als het niet Squid Game is, dan wel iets anders. Ik heb nog niet gehoord dat er hele grote pieken zijn in Netflix gebruik of dat we allemaal opeens in de middag Netflix kijken, dus ik denk dat je mag zeggen dat Squid Game veel bekeken wordt, maar dat we anders wel The Crown gekeken hadden. Voetbal kijken via Digitenne gebruikt je internetverbinding niet, maar de TV verbruikt nog steeds evenveel energie (en je zet je internetverbinding dan ook niet uit).
Rond 9 uur ‘s avonds is het piektijd op internet. Gemiddeld gebruiken we dan per huishouden iets boven de 2mbps. SKV Veendam heeft wat statistieken voor haar 10.000 klanten. Volgens de CTO van SKV is een derde van het verkeer Netflix oftwel ruwweg 700kbps. Met een gemiddeld verbruik van 4.2mbps-5mbps voor een stream kijkt dus 1 op de 6–8 huishoudens naar Netflix om 9 uur ‘s avonds. Dat is best veel ook in vergelijking met andere landen.
Om al die data naar ons toe te krijgen zijn er Netflix Open Connect caches. Die caches stellen ze gratis ter beschikking aan internet service providers. Internet Service Providers zijn daar heel blij mee, want die kunnen ze heel dicht bij de gebruikers plaatsen. Het verkeer hoeft dan niet vanuit Amsterdam of Californië naar je televisie. De simpelste Open Connect cache is zo te zien net vernieuwd, want deze kan nu 19Gbps aan data versturen en verbruikt 270W. Dit was 8.5Gbps met 250W verbruik. Er zit 120 terabyte aan opslag in! Een ISP moet minimaal 5Gbps aan Netflix verkeer hebben om een aanvraag in te dienen (dus zelfs SKV kan er 1 krijgen). Er is ook een grote cache die 96Gbps aan kan en 360TB aan opslag heeft en maar 650W verbruikt. Zie je hoe 5x meer streams niet leiden tot 10x verbruik? Voor netwerken die terabits aan Netflix verkeer hebben is er ook een doosje dat 190Gbps doet met 400W verbruikt! Let op, er zit maar 24 Terabyte aan opslag in! 100 terabyte minder dan de andere cache. Op zo’n cache staat niet alle content, maar de meest populaire.
Zo’n snelle zet je als KPN misschien in Amsterdam en Rotterdam neer naast een aantal gewone, terwijl je in gemeenten van 50K inwoners een kleine zet. De cache hit rate zit op ~95%. Uitgaande van 5mbps per stream kun je al gauw 3800 kijkers parallel bedienen met de kleine cache en 38000 met de grote. Dus zo’n kleine is voldoende voor een gebied met ongeveer 20K abonnees. Oftwel het scheelt je ten opzichte van het allemaal in Amsterdam ophalen; 2x een 10Gbit/s verbinding, die je vaak nog redundant uitvoert, dus 4 poorten op de switch in Heerenveen en op de switch waar die weer mee verbonden is etc. Dat kunnen ook nog een aantal hops zijn. Een grote ISP gebruikt die caches dus ook om veel minder apparatuur te hoeven kopen en beheren. (SKV zegt trouwens geen cache te hebben, omdat ze toch al 2x40Gbps nodig had voor haar klanten en een cache bij deze kleine ISP niet tot besparingen in apparatuur leidt.)
De piektijd om Netflix te kijken is 9 uur in de avond. Dan zal die cache een heel end vol zitten. Netflix kan daar zelfs trucjes mee uithalen; Is het superdruk, dan kunnen ze iedereen een stream sturen met een iets lagere bitrate, zodat ze meer klanten kunnen bedienen. :-) Misschien denk je dat de cache midden in de nacht het minst te doen heeft, maar ook dat klopt niet. Dan wordt de cache namelijk gevuld! Als The Crown uitkomt, dan stuurt ze de dag van te voren verschillende versies van The Crown naar de caches met verschillende bitrates in en resoluties van SD tot 4K en zelfs geoptimaliseerd voor TV, tablet en smartphone. Het mooie is dat het netwerk van de ISP dan toch rustig is, dus die 1.2gigabit/s (540GB/uur) die je per cache gedurende 12 uur moet hebben is dan beschikbaar! Dit is ook nog eens verkeer dat veelal vergeten wordt in de berekeningen van de hoeveelheid dataverkeer op het netwerk van een ISP.
Een kleine cache is het minst efficiënt en verbruikt de hele dag door 270W. Dat is 6.48kWh over 24 uur. Zelfs al zou er alleen om 9 uur ‘s avonds maar 1 uur gekeken worden dan is dit 6.48kWh/3800 = 0,0017kWh zijn voor een uur Netflix! (het is dus veel minder!). Uitgaande van 4-5mbps zou je dan 0,0008kWh/GB komen. Maar in de praktijk zal dit al snel nog eens 10x-100x minder zijn, omdat ook gedurende de dag Netflix wordt gekeken en de cache ook gevuld wordt! En zoals gezegd dit is het minst efficiënte apparaat.
We zitten nu al vele factoren onder wat hier boven als aannames door Trouw werd beschreven. Wat dit vooral laat zien is dat het hopeloos is om uit te rekenen wat een uur Netflix kijken kost. Tenzij KPN en VodafoneZiggo hun netwerken uit zetten, Netflix ophoudt met bestaan en we allemaal onze TV en smartphones weggooien bespaar je geen energie door minder Netflix te kijken. Wil je milieuvriendelijk zijn, kijk dan, zoals de IEA zegt, op je smartphone. Gooi die 50 inch TV weg.
Bezwijken netwerken onder Netflix data?
Trouw zegt ook nog: Daarnaast zorgt Squid Game voor krapte op het internet. De Zuid-Koreaanse internetprovider SK Broadband eist daarom dat Netflix meebetaalt aan het netgebruik. SK Broadband moest extra investeren in zijn netwerk om te kunnen voldoen aan de vraag naar de serie: het bedrijf eist 27,2 miljard won van het streamingplatform, ongeveer 20 miljoen euro. Eerder al bracht Netflix de resolutie van zijn films en series in Australië omlaag om overbelasting van het netwerk te voorkomen. Netflix weigert in te gaan op de eis van SK Broadband. U raadt het al, ook dit is onzin.
In Zuid-Korea is de overheid akkoord gegaan met eis van de lokale ISPs, zoals SK, dat content aanbieders moeten betalen aan de ISPs voor internetverkeer. Waarschijnlijk is dit om hun eigen streamingdiensten en dergelijke te beschermen. Dit is een absurde situatie, want het hebben van content zorgt niet voor verkeer. Het is alleen wanneer de klanten van SK de content opvragen dat er internetverkeer ontstaat. Het is alsof de Uitzendinggemist aan Koreaanse netwerken moet betalen omdat ze een documentaire over Guus Hiddink online hebben, welke Koreanen graag willen zien. Ik heb over de uitwisseling van internetverkeer en wie aan wie betaald in 2008 een artikel geschreven. Ook toen wilden grote telecombedrijven al geld hebben!
SK Telecom zegt dat Netflix 1.2 terabit/s aan verkeer genereert op het netwerk. Dat klinkt veel toch is het maar 140kbps/klant, minder dus dan een Nederlandse ISP aan verkeer heeft. In absolute getallen doe KPN meer! SK Telecom heeft 8 miljoen klanten op een glasvezelnetwerk en zou dus niet bang hoeven te zijn voor de paar bitjes. De schatting van 150 caches in de Tweet hiernaast was een bovengrens op basis van de oude caches, zoals de oud VP Network Strategy van Netflix ook zegt in zijn reactie. (U ziet, ik praat veel, maar niet alles is onzin) Een ISP die 1.2Tbps aan internet transit commercieel inkoopt in in de weinig competitieve markt in Seoul betaalt misschien $1.2 tot $6 miljoen per maand aan een partij als SK (want die verkopen ook internet transit). Dat verkeer dat mag dan de hele wereld over gaan en hoeft niet in Korea te blijven, zoals Netflix haar verkeer dus wel doet. In Singapore is dat $600K en in Amsterdam waarschijnlijk minder dan $120K. Voor een ISP met 8 miljoen klanten zijn dit soort bedragen peanuts en SK kan door caches voorkomen dat ze zelf transit zou moeten kopen. Dit is dus een ordinaire shakedown. De uitlatingen van SK Telecom zijn puur voor de lobby. Uitstekend werk van hun afdeling Regulatory Affairs!
Conclusie
Wat deze factcheck vooral laat zien is, dat zelfs al ben je van goede wil en probeer je academische studies over het energieverbruik van internet goed te begrijpen dat je dan toch veel te hoge schattingen zult maken. Er zijn teveel studies die op verkeerde aannames geschreven zijn. De data worden keer op keer herhaald in lobby en media. Het is zo erg dat zelfs wetenschappers niet door hebben dat ze een half jaar van hun leven aan een waardeloze studie besteed hebben. Kritische geluiden zijn niet meer te vinden of een enkel linkje. Sterker nog, de nieuwe papers van wetenschappers als Malmodin, die zijn eigen eerdere werk in twijfel trekt, zijn bijna onvindbaar!
Hoe we deze overvloed aan onzin tegengaan weet ik niet. Het Internet geeft en neemt. Alles is te vinden, maar daardoor is ook veel onvindbaar! Nu nog eens uitzoeken of ze bij Trouw bereid zijn om evenveel aandacht te geven aan het verbeteren van de fouten als dat ze aan de oorspronkelijke artikelen gewijd hebben. Ik ben bang dat het een erratum op pagina 14 wordt!
(excuses voor spelfouten etc. beetje gehaast geschreven)
