Data center: perché la Germania ha bisogno di una cattedra per l'organizzazione dei data center

Quali sono le attuali sfide della digitalizzazione in Germania?

La Germania si trova ad affrontare un problema fondamentale: nonostante investimenti annuali di diversi miliardi di euro in digitalizzazione, intelligenza artificiale e robotica, il Paese non dispone di un'adeguata infrastruttura di data center. Questa discrepanza tra ambizioni digitali e infrastruttura tecnica effettiva è particolarmente evidente nei confronti internazionali. Mentre la Germania ha un carico IT connesso di soli 2,7 gigawatt, gli Stati Uniti, con 48 gigawatt, e la Cina, con 38 gigawatt, sono molto più avanti. Questa debolezza strutturale non solo minaccia la competitività dell'economia tedesca, ma anche l'indipendenza strategica del Paese in ambito digitale.

Sebbene la Germania vanti il ​​più grande polo infrastrutturale digitale d'Europa, con oltre 2.000 data center e una capacità IT connessa di oltre 2.700 MW, ciò non è ancora sufficiente a soddisfare la crescente domanda. Gli esperti prevedono che la domanda di servizi cloud e applicazioni di intelligenza artificiale crescerà esponenzialmente nei prossimi anni, mentre l'espansione della capacità sta procedendo molto più lentamente del necessario.

Perché i data center sono così importanti per la società moderna?

I data center costituiscono la spina dorsale invisibile della moderna società digitale. Senza di essi, né i servizi cloud, né le applicazioni di intelligenza artificiale, né gli impianti di produzione in rete, né i processi aziendali basati sui dati funzionerebbero. Sono i centri spesso dimenticati della digitalizzazione, dove tutto converge, dalla semplice comunicazione via e-mail ai complessi sistemi di controllo industriale.

L'importanza dei data center diventa particolarmente evidente se si considera il loro ruolo di infrastrutture critiche. Un loro guasto può paralizzare le infrastrutture critiche e avere un impatto sociale ed economico di vasta portata. Se un data center si guasta, non solo le singole aziende si bloccano, ma spesso interi settori o persino funzioni sociali di base. Ciò è dimostrato dalle interruzioni periodiche anche tra i provider cloud affermati, che, nonostante tecnologie all'avanguardia, devono far fronte alle sfide poste dall'elevata disponibilità dei data center.

I data center in Germania consumano già circa 20 miliardi di kilowattora di elettricità all'anno, pari al 4% del consumo totale di elettricità. I ​​gestori dei sistemi di trasmissione prevedono un drastico aumento di questa cifra, che raggiungerà gli 88 miliardi di kilowattora entro il 2045. Queste cifre sottolineano l'enorme importanza dei data center per le infrastrutture energetiche e gli obiettivi climatici della Germania.

Quali sono i rischi geopolitici della situazione attuale?

La dipendenza da pochi fornitori statunitensi rappresenta un rischio geopolitico significativo. Secondo studi recenti, l'Europa detiene solo il 4% della capacità globale di intelligenza artificiale, mentre il 70% si trova negli Stati Uniti. Questa dipendenza unilaterale rende la Germania e l'Europa vulnerabili a decisioni politiche e conflitti commerciali che esulano dalla loro sfera di influenza.

Lo scenario non è più puramente teorico: se le tensioni geopolitiche dovessero portare a restrizioni commerciali o a tariffe punitive sui servizi digitali, la Germania potrebbe trovarsi ad affrontare un'improvvisa perdita o un drastico aumento dei costi dell'infrastruttura cloud centrale. Ciò avrebbe un impatto enorme sull'amministrazione, sulla sanità, sull'approvvigionamento energetico e sull'industria, mettendo a repentaglio la sovranità digitale del Paese.

In questo contesto, la sovranità digitale significa la capacità di gestire infrastrutture digitali critiche in modo indipendente. Non si tratta di un isolamento completo, ma piuttosto della capacità strategica di rimanere in grado di agire in caso di crisi e di stabilire autonomamente le proprie priorità. Un'infrastruttura digitale resiliente è un pilastro della capacità di innovazione, della sicurezza economica e della sovranità tecnologica europea.

Perché l'attuale situazione della ricerca e della formazione è inadeguata?

Questo è il problema fondamentale che il Dott. Robert Scholderer affronta nella sua lettera aperta ai ministeri federali: la Germania non dispone di una cattedra universitaria che affronti sistematicamente l'organizzazione e l'ulteriore sviluppo dei data center. Questa lacuna nel panorama accademico è particolarmente grave perché i data center sono ecosistemi altamente complessi che devono essere progettati per essere efficienti dal punto di vista energetico, sicuri, resilienti e sostenibili dal punto di vista organizzativo.

L'Università di Scienze Applicate di Deggendorf ha compiuto un primo passo importante, offrendo dal 2022 il corso di laurea in "Data Center Management – ​​Smart Infrastructure Operation". Questo programma è stato sviluppato in stretta collaborazione con l'Associazione dei Data Center Innovativi e mira a contrastare la carenza di personale qualificato nel settore. Tuttavia, si tratta di un approccio più orientato alla pratica che, pur essendo importante, non risolve appieno le carenze nella ricerca di base.

Un'infrastruttura di data center ottimale che renda la Germania meno dipendente da fornitori esterni richiede metodi scientifici e una formazione qualificata, che solo una laurea con una componente di ricerca adeguata può fornire. La complessità della materia richiede approcci interdisciplinari che combinino in modo completo informatica, ingegneria, economia, supercalcolo e sicurezza informatica.

Quali aree di ricerca specifiche coprirebbe una sedia?

Una cattedra di Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center coprirebbe diverse aree di ricerca critiche. L'attenzione iniziale sarebbe rivolta allo sviluppo di nuovi modelli di sicurezza e conformità in conformità alla Direttiva NIS 2. La Direttiva NIS 2, entrata in vigore il 16 gennaio 2023 e che doveva essere recepita nel diritto nazionale entro ottobre 2024, impone requisiti significativamente più rigorosi in materia di sicurezza informatica delle infrastrutture critiche.

La direttiva riguarda circa 30.000 aziende in Germania e introduce nuovi obblighi. I data center, in quanto infrastrutture critiche, devono implementare misure di sicurezza complete, gestire i rischi, segnalare gli incidenti e implementare misure di sicurezza informatica tecniche e organizzative. Una cattedra specializzata potrebbe sviluppare standard e procedure scientificamente validi che vadano oltre la mera conformità normativa.

Un altro ambito di ricerca chiave sarebbe l'efficienza energetica e la sostenibilità dei data center. L'Energy Efficiency Act stabilisce già che i nuovi data center debbano rispettare determinati valori di efficienza energetica e sfruttare il calore di scarto. I data center che entreranno in funzione dopo il 1° luglio 2026 dovranno utilizzare almeno il 10% del calore di scarto generato, con un aumento graduale fino al 20% entro il 2028. La ricerca scientifica su soluzioni ottimali a queste sfide sarebbe un compito importante di una cattedra corrispondente.

Quanti investimenti sono necessari per infrastrutture adeguate?

I dati relativi al fabbisogno di investimenti sono impressionanti e illustrano l'entità della sfida. La Germania deve investire tra i 60 e i 75 miliardi di euro entro il 2030 per competere a livello globale nelle infrastrutture di intelligenza artificiale. Solo per le infrastrutture di intelligenza artificiale e i data center, mancano investimenti per circa 60 miliardi di euro entro il 2030 per colmare un divario di capacità di 1,4 GW.

Lo studio Deloitte "Infrastruttura di intelligenza artificiale: come la Germania può recuperare terreno nella corsa globale all'intelligenza artificiale" mostra che la capacità dei data center ad alte prestazioni per le applicazioni di intelligenza artificiale in Germania deve triplicare entro il 2030, passando dagli attuali 1,6 GW a 4,8 GW. Tuttavia, solo 0,7 GW sono attualmente in costruzione e altri 1,3 GW sono in fase di sviluppo, il che rivela un significativo divario negli investimenti.

I costi elevati derivano non solo dagli investimenti in hardware, ma anche dagli svantaggi strutturali della Germania. I data center tedeschi hanno costi di costruzione circa il 12% superiori a quelli di Amsterdam e il 17% superiori a quelli di Madrid. Inoltre, i prezzi dell'elettricità in Germania sono quasi il doppio rispetto agli Stati Uniti, con i costi dell'elettricità che rappresentano fino al 60% dei costi operativi totali di un data center.

Attualmente, circa 2,9 miliardi di euro vengono investiti ogni anno in edifici per data center e attrezzature tecniche. Di questi, circa 2,2 miliardi di euro sono destinati ad apparecchiature e sistemi per la climatizzazione, l'alimentazione elettrica e altre tecnologie per gli edifici. Il volume annuo degli investimenti in hardware IT, inclusi server, soluzioni di storage e apparecchiature di rete, supera i 10 miliardi di euro.

Quale ruolo gioca la sicurezza informatica nei data center?

La sicurezza informatica è un aspetto chiave delle operazioni dei data center, la cui importanza sta acquisendo sempre maggiore a causa della crescente digitalizzazione e del crescente panorama delle minacce. I data center sono esposti a numerose minacce, dai rischi fisici e ambientali ai sofisticati attacchi informatici. Questi spaziano da malware e attacchi di phishing ad attacchi DDoS (Distributed Denial of Service), che mirano a sovraccaricare le reti dei data center e a interrompere i servizi.

La Direttiva NIS 2 inasprisce significativamente i requisiti minimi per la sicurezza informatica delle infrastrutture critiche e interessa un numero di aziende significativamente maggiore rispetto a prima. Gli obblighi di sicurezza aumentano per oltre 30.000 aziende interessate in Germania. La direttiva richiede misure di sicurezza complete con un ampio raggio d'azione che interessa l'intera azienda: gestione del rischio, segnalazione degli incidenti, misure tecniche e governance.

Ciò che è particolarmente importante è che l'ambito di implementazione di NIS 2 è molto ampio e comprende tutti i sistemi, i componenti e i processi IT utilizzati per fornire i servizi. Ciò include, ad esempio, i sistemi IT degli uffici o altri sistemi IT gestiti dall'istituzione. La responsabilità principale dell'implementazione di NIS 2 spetta alla dirigenza e non può essere delegata.

L'ampliamento delle disposizioni sanzionatorie prevede nuovi reati e sanzioni pecuniarie più elevate, da 100.000 a 20 milioni di euro, alcune delle quali collegate al fatturato globale. Ciò sottolinea la serietà con cui il legislatore tratta la sicurezza informatica dei data center.

In che modo una cattedra potrebbe contribuire alla sovranità digitale?

Una cattedra di Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center potrebbe dare un contributo significativo al rafforzamento della sovranità digitale dell'Europa. La sovranità digitale non è solo un termine politico di moda, ma un imperativo strategico che descrive la capacità di gestire in modo indipendente le infrastrutture digitali critiche.

La cattedra potrebbe apportare contributi concreti in diversi ambiti. In primo luogo, svilupperebbe standard scientificamente validi per la costruzione e la gestione di data center sovrani. Questi standard dovrebbero comprendere non solo gli aspetti tecnici, ma anche considerare le dimensioni organizzative, legali ed economiche. Lo sviluppo di alternative europee agli standard americani e cinesi rappresenterebbe un passo importante verso la riduzione della dipendenza tecnologica.

Un altro contributo importante sarebbe la ricerca su architetture di data center resilienti. Queste dovrebbero essere progettate per rimanere funzionali anche in caso di guasti a componenti critici o attacchi esterni. Si potrebbero sviluppare e ottimizzare concetti di data center georidondanti che garantiscano la massima affidabilità. I ​​data center dovrebbero essere ubicati al massimo in zona sismica 1 e distare almeno 200 km l'uno dall'altro per massimizzare l'affidabilità.

Lo sviluppo di percorsi formativi per specialisti rappresenterebbe un terzo importante tassello. La carenza di personale qualificato nel settore dei data center è già un fattore limitante. Una cattedra universitaria potrebbe non solo sviluppare corsi di laurea triennale e magistrale, ma anche offrire programmi di formazione continua per gli specialisti già esistenti.

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Quali sono i luoghi adatti per una sedia del genere?

Le sedi considerate per una cattedra di infrastrutture digitali e organizzazione di data center sono rinomate università che offrono già servizi interdisciplinari in discipline come informatica, ingegneria, economia, supercalcolo o sicurezza informatica. La Germania dispone di diverse sedi che potrebbero soddisfare questi requisiti.

Il Leibniz Supercomputing Center di Monaco di Baviera sarebbe un candidato naturale. Essendo uno dei tre centri di calcolo ad alte prestazioni del Gauss Centre for Supercomputing, vanta oltre 60 anni di esperienza e impiega oltre 300 specialisti IT e ricercatori. L'LRZ sviluppa tecnologie innovative per la gestione sostenibile dei data center e ricerca tecnologie future come il calcolo quantistico. I suoi stretti legami con l'Università Ludwig-Maximilian di Monaco e l'Università Tecnica di Monaco creerebbero le condizioni ideali per una cattedra interdisciplinare.

Un'altra sede adatta sarebbe il Centro di Calcolo ad Alte Prestazioni di Stoccarda. Con il supercomputer "Hawk", l'HLRS gestisce uno dei computer più potenti al mondo e vanta una vasta competenza nel calcolo ad alte prestazioni. L'Università di Stoccarda dispone già di validi docenti nelle discipline pertinenti e potrebbe supportare un approccio interdisciplinare.

Anche il Karlsruhe Institute of Technology potrebbe essere preso in considerazione, soprattutto considerando che il Dr. Robert Scholderer, promotore del bando per una tale cattedra, ha conseguito il dottorato lì. Il KIT vanta solide facoltà in informatica, ingegneria elettrica e ingegneria industriale e vanta già esperienza nella ricerca interdisciplinare.

Francoforte sul Meno, in qualità di principale sede di data center in Europa con oltre 1.050 MW di capacità IT installata, rappresenterebbe anche una posizione strategicamente valida. La vicinanza ai più grandi data center tedeschi ed europei faciliterebbe la ricerca pratica e le collaborazioni industriali. L'Università Goethe di Francoforte e l'Università Tecnica di Darmstadt potrebbero sostenere congiuntamente tale iniziativa.

Come potrebbe essere finanziato un simile progetto?

Il finanziamento di una cattedra per le infrastrutture digitali e l'organizzazione dei data center potrebbe essere ottenuto attraverso diversi canali. Data la sua importanza strategica per la sovranità digitale della Germania, il finanziamento pubblico da parte del governo federale e dei Länder sarebbe una soluzione naturale. Il Ministero Federale per le Tecnologie Digitali e dell'Informazione e il Ministero Federale per la Ricerca e la Tecnologia, a cui il Dott. Scholderer ha indirizzato la sua lettera aperta, potrebbero lanciare un'iniziativa di questo tipo.

Un'altra opzione sarebbe il finanziamento privato da parte dell'industria. Grandi aziende tecnologiche, gestori di data center e fornitori di energia hanno un interesse diretto nella ricerca e nella formazione in questo settore. Una cattedra universitaria finanziata da diverse aziende del settore potrebbe rappresentare una soluzione sostenibile. L'Associazione dei Data Center Innovativi, che ha già partecipato allo sviluppo del corso di laurea presso l'Università di Scienze Applicate di Deggendorf, potrebbe fungere da coordinatore di tale iniziativa.

I programmi di finanziamento europei offrono una terza fonte di finanziamento. Programmi come Horizon Europe o il Green Deal europeo potrebbero finanziare la ricerca nel campo dei data center sostenibili e sicuri. L'importanza strategica per la sovranità digitale dell'Europa giustificherebbe tali finanziamenti.

Una combinazione di finanziamenti pubblici e privati ​​sembra la soluzione più realistica. Il finanziamento principale potrebbe essere erogato pubblicamente, mentre progetti di ricerca specifici potrebbero essere finanziati da partner industriali o programmi europei. Ciò garantirebbe sia l'indipendenza scientifica che la rilevanza pratica della ricerca.

Quale impatto concreto avrebbe una sedia del genere?

Una cattedra di Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center avrebbe diversi effetti positivi concreti. In primo luogo, contribuirebbe a colmare il divario di competenze, che rappresenta già un fattore limitante per la crescita del settore dei data center. Formando specialisti con solide conoscenze scientifiche e pratiche, la Germania potrebbe rafforzare la propria posizione nella competizione internazionale.

Un altro effetto importante sarebbe lo sviluppo di standard tedeschi ed europei per l'organizzazione dei data center. Invece di adottare standard americani o cinesi, la Germania potrebbe sviluppare standard propri, adattati alle esigenze e ai valori europei. Ciò contribuirebbe alla sovranità tecnologica e renderebbe le aziende tedesche meno dipendenti dai fornitori di tecnologia stranieri.

La ricerca su data center sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico aiuterebbe la Germania a raggiungere i suoi obiettivi climatici. Con un consumo di elettricità dei data center che dovrebbe aumentare fino a 88 miliardi di kilowattora entro il 2045, lo sviluppo di tecnologie e concetti operativi efficienti è di fondamentale importanza per la transizione energetica.

L'innovazione nella sicurezza informatica rappresenterebbe un quarto ambito chiave. Lo sviluppo di nuovi concetti e tecnologie di sicurezza non solo renderebbe i data center tedeschi più sicuri, ma potrebbe anche diventare un successo per le esportazioni. La tecnologia di sicurezza tedesca gode di una solida reputazione internazionale e potrebbe essere ulteriormente rafforzata attraverso la ricerca scientifica.

In definitiva, l'effetto complessivo sarebbe quello di rafforzare la sovranità digitale della Germania e dell'Europa. Sviluppando competenze e tecnologie proprie, la Germania diventerebbe meno dipendente dai fornitori stranieri e potrebbe attingere alle proprie risorse in caso di crisi.

Quali sfide dovranno essere superate durante l'implementazione?

L'istituzione di una cattedra di Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center presenterebbe diverse sfide. La natura interdisciplinare del campo richiede l'integrazione di diverse discipline accademiche, il che è complesso sia dal punto di vista organizzativo che contenutistico. Una cattedra di questo tipo dovrebbe combinare competenze in informatica, ingegneria elettrica, ingegneria meccanica, economia aziendale e diritto.

Reclutare professori idonei rappresenta un'ulteriore sfida. Il settore è ancora relativamente nuovo e sono pochi gli accademici che possiedono la combinazione richiesta di conoscenze teoriche ed esperienza pratica. Il Dott. Robert Scholderer, con la sua esperienza in accordi sui livelli di servizio e cataloghi di servizi IT, sarebbe un candidato idoneo, ma il settore necessita di diversi esperti in diversi sottosettori.

Acquisire attrezzature e infrastrutture di laboratorio adeguate sarebbe costoso. Una cattedra per l'organizzazione di data center richiede non solo ricerca teorica, ma anche ambienti di laboratorio pratici in cui testare diverse tecnologie e concetti. Ciò richiede investimenti significativi in ​​hardware e software.

Il coordinamento con l'industria è fondamentale per il successo, ma anche impegnativo. Gli interessi del mondo accademico e di quello industriale devono essere conciliati senza compromettere l'indipendenza scientifica. Allo stesso tempo, è importante garantire che la ricerca rimanga pertinente alla pratica ed eviti di diventare eccessivamente teorica.

Anche il networking internazionale è importante, ma difficile da implementare. Poiché i data center sono un fenomeno globale, la ricerca tedesca deve rimanere connessa a livello internazionale, anche se vuole contribuire alla sovranità digitale. Ciò richiede un approccio equilibrato tra interessi nazionali e cooperazione internazionale.

Come potrebbe essere il futuro del panorama dei data center tedeschi?

Con una cattedra consolidata in Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center, la Germania potrebbe assumere un ruolo di leadership nel panorama europeo e globale dei data center. Le basi scientifiche porterebbero a soluzioni più innovative ed efficienti, potenzialmente richieste a livello internazionale.

Francoforte sul Meno potrebbe ulteriormente espandere la sua posizione di polo europeo di riferimento. Con oltre 1.050 MW di capacità IT installata e una pipeline di crescita fino a 1,3 GW, Francoforte è già la principale sede di data center in Europa. Il supporto scientifico potrebbe contribuire a superare i colli di bottiglia nelle connessioni alla rete e nell'approvvigionamento energetico, accelerando la crescita.

Lo sviluppo di concetti di data center sostenibili potrebbe rendere la Germania un pioniere nelle tecnologie verdi. Grazie all'obbligo di legge per l'utilizzo del calore di scarto e ai suoi ambiziosi obiettivi climatici, la Germania ha già stabilito incentivi normativi. La ricerca scientifica potrebbe sviluppare soluzioni innovative che vanno oltre i requisiti minimi.

Il rafforzamento della sovranità digitale renderebbe la Germania e l'Europa meno dipendenti dai fornitori di tecnologia americani e cinesi. Gli standard e le tecnologie nazionali potrebbero essere sviluppati e commercializzati a livello internazionale. Ciò non solo rafforzerebbe l'indipendenza strategica, ma creerebbe anche nuove opportunità di esportazione.

La formazione di specialisti altamente qualificati colmerebbe la carenza di competenze nel settore e renderebbe la Germania un luogo attraente per i fornitori internazionali di data center. Specialisti ben formati sono un fattore cruciale per la localizzazione nel settore dei data center, ad alta intensità di conoscenza.

L'integrazione del calcolo quantistico e di altre tecnologie future potrebbe essere accelerata attraverso la ricerca scientifica. Il Leibniz Supercomputing Center sta già studiando la combinazione di processori quantistici con supercomputer. Una cattedra specializzata potrebbe far progredire sistematicamente questo sviluppo e dare alla Germania un vantaggio nella prossima generazione di data center.

Nel medio termine, la Germania potrebbe sviluppare una rete di data center sovrani, sostenibili e altamente sicuri, che potrebbero fungere da modello per altri Paesi. La combinazione di eccellenza scientifica, incentivi normativi e competenza industriale renderebbe la Germania un punto di riferimento globale per i moderni concetti di data center.

Perché è necessario agire rapidamente?

La richiesta del Dott. Robert Scholderer di una cattedra di organizzazione dei data center va al cuore di un problema strategico che la Germania si trova ad affrontare. Mentre altri Paesi stanno espandendo massicciamente la propria infrastruttura digitale, rafforzando sia le proprie capacità che le proprie basi scientifiche, la Germania rischia di rimanere indietro.

I numeri parlano da soli: la Germania ha bisogno di investimenti per 60 miliardi di euro entro il 2030 per rimanere competitiva. Senza basi scientifiche e un approccio sistematico, questo denaro non può essere utilizzato in modo ottimale. Una cattedra creerebbe le competenze necessarie per gestire questi investimenti in modo efficiente e ottenere il massimo impatto.

I rischi geopolitici aumentano ogni giorno. La dipendenza da pochi fornitori statunitensi rende la Germania vulnerabile a decisioni politiche e conflitti commerciali al di fuori del suo controllo. La sovranità digitale non è un'opzione, ma una necessità per un Paese che vuole mantenere la propria capacità di azione economica e politica.

Le sfide legate alla sicurezza informatica e alla sostenibilità sono ulteriormente aggravate dalla Direttiva NIS 2 e dall'Energy Efficiency Act. Senza supporto scientifico, molte aziende avranno difficoltà a soddisfare questi requisiti in modo economicamente vantaggioso.

La carenza di personale qualificato nel settore dei data center è in continuo peggioramento. Senza una formazione sistematica di specialisti, la Germania non sarà in grado di implementare e gestire gli ampliamenti di capacità pianificati.

La Germania ha ancora l'opportunità di assumere un ruolo di leadership nel panorama europeo e globale dei data center. Grazie alla sua solida base industriale, alla sua tradizione scientifica e alla sua posizione centrale in Europa, il Paese possiede tutti i prerequisiti per una trasformazione digitale di successo. Una cattedra di Infrastrutture Digitali e Organizzazione dei Data Center rappresenterebbe un elemento fondamentale per cogliere questa opportunità e preparare la Germania al futuro digitale.

Il tempo stringe. Ogni giorno senza una ricerca scientifica sistematica su questo argomento di importanza strategica è un giorno perso nella competizione internazionale. I decisori politici dovrebbero prendere sul serio la proposta del Dott. Scholderer e agire rapidamente prima che sia troppo tardi.

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