Центровете за данни консумират 3-5% от световната електроенергия, а в някои страни, като Китай, тази цифра достига 7%. Центровете за данни се нуждаят от електричество 24/7, за да поддържат оборудването си безпроблемно. В резултат на това работата на центъра за данни предизвиква емисии на парникови газове в атмосферата, а по отношение на нивото на отрицателно въздействие върху околната среда те могат да бъдат сравнени с пътуването със самолет. Събрахме най-новите изследвания, за да разберем как центровете за данни влияят на околната среда, дали това може да се промени и дали има подобни инициативи в Русия.
Според последното в Supermicro екологичните центрове за данни, прилагащи зелени решения, биха могли да намалят въздействието си върху околната среда с 80%. И спестеното електричество е да поддържа всички казина в Лас Вегас осветени в продължение на 37 години. Но в момента само 12% от центровете за данни в света могат да бъдат наречени „зелени“.
въз основа на анкета сред 5000 представители на ИТ индустрията. Оказа се, че 86% от анкетираните като цяло не мислят за въздействието на центровете за данни върху околната среда. И само 15% от мениджърите на центрове за данни се интересуват от социалната отговорност и оценката на енергийната ефективност на предприятието. Като цяло индустрията се фокусира върху цели, свързани с осигуряване на устойчивост на грешки при работа, а не върху енергийна ефективност. Въпреки че за центровете за данни е полезно да се съсредоточат върху последното: средното предприятие може да спести до 38 милиона долара от енергийни ресурси.
PUE
PUE (Power Utilization Efficiency) е метрика за оценка на енергийната ефективност на център за данни. Мярката беше одобрена от членовете на консорциума The Green Grid през 2007 г. PUE отразява съотношението на електрическата енергия, консумирана от центъра за данни, към енергията, която се консумира директно от оборудването на центъра за данни. Така че, ако центърът за данни получава 10 MW мощност от мрежата и цялото оборудване „задържа“ 5 MW, индикаторът PUE ще бъде 2. Ако „разликата“ в показанията намалее и по-голямата част от електроенергията достига до оборудването , коефициентът ще клони към идеалния показател е един.
В августовския доклад на Global Data Center Survey от Uptime Institute (сред респондентите - 900 оператора на центрове за данни), средният глобален коефициент на PUE на ниво 1,59. Като цяло процентът се колебае на това ниво от 2013 г. За сравнение през 2013 г. PUE е 1,65, през 2018 г. е 1, а през 58 г. е 2019.
Въпреки че оценката на PUE не е достатъчно справедлива, за да се сравняват различни центрове за данни и географски области, Uptime Institute съставя такива сравнителни таблици.
Сравнението е несправедливо поради факта, че някои центрове за данни са в най-лошите климатични условия. Така че, за да охладите условен център за данни в Африка, имате нужда от много повече електроенергия, отколкото център за данни, разположен в Северна Европа.
Логично най-енергийно неефективните центрове за данни са в Латинска Америка, Африка, Близкия изток и части от Азиатско-тихоокеанския регион. Европа и регионът, обединяващ САЩ и Канада, станаха най-„образцовите“ по отношение на PUE. Между другото, в тези страни има повече респонденти - съответно 95 и 92 доставчици на центрове за данни.
Проучването също така оценява центровете за данни в Русия и страните от ОНД. Вярно е, че в анкетата са участвали само 9 респонденти. PUE на домашни и "съседни" центрове за данни беше 1,6.
Как да намалите PUE
Естествено охлаждане
Според , около 40% от цялата енергия, консумирана от центровете за данни, отива за работата на системи за изкуствено охлаждане. Внедряването на естествено охлаждане (free-cooling) спомага за значително намаляване на разходите. При такава система външният въздух се филтрира, нагрява или охлажда, след което се подава в сървърните помещения. "Изчерпаният" горещ въздух се изхвърля или частично се смесва, ако е необходимо, с входящия поток.
В случай на свободно охлаждане, климатът е от голямо значение. Колкото по-подходяща е температурата на външния въздух за залата на центъра за данни, толкова по-малко енергия е необходима, за да се доведе до желаното „състояние“.
Освен това центърът за данни може да бъде разположен в близост до резервоар – в този случай водата от него може да се използва за охлаждане на центъра за данни. Между другото, според прогнозите на Stratistics MRC, до 2023 г. пазарната стойност на технологиите за течно охлаждане ще достигне $4,55 млрд. Сред неговите видове са охлаждане с потапяне (потапяне на оборудване в масло за потапяне), адиабатно охлаждане (на базата на технология за изпаряване, използвана в Facebook център за данни) , топлообменник (охлаждащата течност с необходимата температура идва директно в стелажа на оборудването, премахвайки излишната топлина).
Мониторинг и навременна подмяна на оборудването
Правилното използване на наличния капацитет в центъра за данни също ще помогне за подобряване на енергийната ефективност. Вече закупените сървъри трябва или да работят за задачите на клиентите, или да не консумират енергия по време на престой. Един от начините за контролиране на ситуацията е използването на софтуер за управление на инфраструктурата. Например системата за управление на инфраструктурата на центъра за данни (DCIM). Такъв софтуер автоматично преразпределя натоварването на сървърите, изключва неактивните устройства и дава препоръки за скоростта на хладилните вентилатори (отново, за да спести енергия от прекомерно охлаждане).
Важна част от подобряването на енергийната ефективност на центъра за данни е навременното обновяване на оборудването. Остарелият сървър най-често е по-нисък по производителност и интензивност на ресурсите от ново поколение. Следователно, за да се намали PUE, се препоръчва оборудването да се актуализира възможно най-често - някои компании правят това всяка година. От изследване на Supermicro: Оптимизираните цикли на опресняване на хардуера могат да намалят електронните отпадъци с повече от 80% и да подобрят производителността на центъра за данни с 15%.
Има и начини за оптимизиране на екосистемата на центъра за данни без значителни разходи. Така че можете да затворите празнини в сървърните шкафове, за да предотвратите изтичане на студен въздух, да изолирате горещи или студени коридори, да преместите силно натоварен сървър в по-студена част на центъра за данни и т.н.
По-малко физически сървъри - повече виртуални машини
VMware е изчислила, че преминаването към виртуални сървъри намалява консумацията на енергия с 80% в някои случаи. Това е така, защото поставянето на повече виртуални сървъри на по-малко физически машини логично намалява разходите за хардуерна поддръжка, охлаждане и захранване.
компаниите NRDC и Anthesis показаха, че замяната на 3 сървъра със 000 виртуални машини спестява 150 милиона долара от електроенергия.
Освен всичко друго, виртуализацията прави възможно преразпределянето и увеличаването на виртуални ресурси (процесори, памет, съхранение) в процеса. Следователно електричеството се използва само за осигуряване на работа, с изключение на разходите за празно оборудване.
Разбира се, алтернативни източници на енергия също могат да бъдат избрани за повишаване на енергийната ефективност. За целта някои центрове за данни използват слънчеви панели и вятърни генератори. Това обаче са доста скъпи проекти, които могат да си позволят само големи компании.
Зелените на практика
Брой центрове за данни в света от 500 000 през 2012 г. до над 8 млн. Данните за тяхното потребление на електроенергия се удвояват на всеки четири години. Производството на електроенергия, необходимо на центровете за данни, е пряко свързано с количеството въглеродни емисии, които са резултат от изгарянето на изкопаеми горива.
Учени от Отворения университет на Великобритания че центровете за данни произвеждат 2% от световните емисии на CO2. Това е почти същото като най-големите авиокомпании в света. През 2019 г. електроцентралите са отделили 44 милиона тона CO₂, за да захранват 2018 центъра за данни в Китай, според проучване на GreenPeace от 99 г.
Големи световни лидери като Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft поемат отговорност за негативното въздействие върху природата и се опитват да го намалят с помощта на „зелени“ технологии. И така, главният изпълнителен директор на Microsoft Сатя Надела говори за намерението на компанията да постигне отрицателно ниво на въглеродни емисии до 2030 г. и до 2050 г. напълно да елиминира последствията от емисиите, тъй като компанията е основана през 1975 г.
Тези бизнес гиганти обаче имат достатъчно ресурси, за да реализират плановете си. В текста ще споменем няколко по-малко известни „озеленяващи” центрове за данни.
самохвалко
Центърът за данни, разположен в община Ballengen (Норвегия), се позиционира като център за данни, работещ на 100% възобновяема енергия. Така че, за да се осигури работата на оборудването, водата се използва за охлаждане на сървърите, водните и вятърните генератори. До 2027 г. центърът за данни планира да надхвърли 1000 MW електрически капацитет. Сега Kolos спестява 60% от електроенергията.
Данни от следващо поколение
Британският център за данни обслужва компании като телекомуникационния холдинг BT Group, IBM, Logica и други. През 2014 г. NGD заяви, че е постигнал своя идеален PUE от един. Слънчевите панели, разположени на покрива на центъра за данни, доближиха максималната енергийна ефективност на центъра за данни. Тогава обаче експерти поставиха под съмнение донякъде утопичния резултат.
Швейцарски Форт Нокс
Този център за данни е вид тавански проект. Центърът за данни "израсна" на мястото на стар бункер от времето на Студената война, построен от швейцарските военни в случай на ядрен конфликт. В допълнение към факта, че центърът за данни всъщност не заема място на повърхността на планетата, той също използва ледникова вода от подземно езеро в охладителните системи. Благодарение на това температурата на охладителната система се поддържа на 8 градуса по Целзий.
Equinix AM3
Центърът за данни, разположен в Амстердам, използва охладителни кули за съхранение на топлинна енергия Aquifer в своята инфраструктура. Хладният им въздух понижава температурата в горещите коридори. Освен това в центъра за данни се използват системи за течно охлаждане, а отпадъчната нагрята вода се използва за отопление на университета в Амстердам.
Какво има в Русия
проучване CNews разкри увеличение на броя на стелажите в най-големите руски доставчици на услуги за центрове за данни. През 2019 г. ръстът беше 10% (до 36,5 хиляди), а през 2020 г. броят на стелажите може да се увеличи с още 20%. Доставчиците на центрове за данни обещават да поставят рекорд и да осигурят на клиентите още 6961 стелажа тази година.
На CNews, енергийната ефективност на приложените решения и оборудване за осигуряване на работоспособността на центъра за данни е на много ниско ниво - 1 W полезна мощност представлява до 50% от непроизводствените разходи.
Руските центрове за данни обаче са мотивирани да намалят PUE. Двигателят на прогреса за много доставчици обаче не е опазването на околната среда и социалната отговорност, а икономическите ползи. Нерационалният подход към потреблението на енергия струва пари.
На държавно ниво няма екологични стандарти по отношение на работата на центъра за данни, както и каквито и да било икономически стимули за тези, които реализират „зелени“ инициативи. Следователно в Русия това все още е лична отговорност на центровете за данни.
Най-често срещаните начини за демонстриране на екологичното съзнание на домашните центрове за данни:
- Преход към по-енергийно ефективни методи за охлаждане на оборудването (системи за свободно охлаждане и течно охлаждане);
- Изхвърляне на оборудване и косвени отпадъци от центрове за данни;
- Компенсиране на негативното влияние на центровете за данни върху природата чрез участие в екологични кампании и инвестиране в екопроекти.
Кирил Малеванов, технически директор, Selectel
Днес PUE на центровете за данни Selectel е 1,25 (Dubrovka DC в Ленинградска област) и 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC в Москва). Ние следим съотношението и се стремим да използваме по-енергийно ефективни решения за охлаждане, осветление и други аспекти на работа. Модерните сървъри вече консумират приблизително същото количество енергия, няма смисъл да стигаме до крайности и да се борим за 10W. Но по отношение на оборудването, което осигурява работата на центровете за данни, подходът се променя - гледаме и показателите за енергийна ефективност.
Ако говорим за рециклиране, тук Selectel има сключени споразумения с няколко компании, занимаващи се с рециклиране на оборудване. Не само сървърите се изпращат на скрап, но и много други неща: батерии от непрекъсваеми източници на енергия, етиленгликол от охладителни системи. Ние събираме и рециклираме дори отпадъчна хартия - опаковъчен материал от оборудване, което идва в нашите центрове за данни.
Seleсtel отиде по-далеч и стартира програмата Green Selectel. Сега компанията ще засажда по едно дърво годишно за всеки сървър, работещ в центровете за данни на компанията. Компанията извърши първото масово засаждане на гори на 19 септември - в Московска и Ленинградска област. Бяха засадени общо 20 000 дървета, които в бъдеще ще могат да произвеждат до 200 000 000 литра кислород годишно. Действията няма да приключат дотук, плановете са „зелени” инициативи да се реализират през цялата година. Можете да научите за нови промоции на уебсайта. и .
Източник: www.habr.com