Avui dia, es gasta molta electricitat per garantir el funcionament eficient dels centres de dades. El 2013, només ho eren els centres de dades dels EUA uns 91 milions de quilowatts-hora d'energia, igual a la producció anual de 34 grans centrals elèctriques de carbó.
L'electricitat segueix sent una de les principals partides de despesa de les empreses propietàries de centres de dades, motiu pel qual intenten eficiència de la infraestructura informàtica. Per a això s'utilitzen diverses solucions tècniques, algunes de les quals en parlarem avui.
/ foto
Virtualització
Quan es tracta de millorar l'eficiència energètica, la virtualització té diversos avantatges convincents. En primer lloc, la consolidació dels serveis existents en menys servidors de maquinari permet estalviar en manteniment de maquinari, la qual cosa significa menors costos de refrigeració, energia i espai. En segon lloc, la virtualització permet optimitzar l'ús dels recursos de maquinari i de manera flexible poder virtual just en el procés de treball.
NRDC i Anthesis es van unir i va trobar que substituint 3100 servidors per 150 amfitrions virtuals, els costos energètics es podrien reduir en 2,1 milions de dòlars anuals. L'organització objecte d'interès va estalviar en manteniment i compra d'equips, va reduir la plantilla d'administradors del sistema, va rebre una garantia de recuperació de dades en cas de problemes i es va desfer de la necessitat de construir un altre centre de dades.
Segons els resultats Gartner, el 2016, el nivell de virtualització de moltes empreses superarà el 75%, i el propi mercat estarà valorat en 5,6 milions de dòlars, però hi ha certs factors que frenen l'adopció generalitzada de la virtualització. Un dels motius principals segueix sent la dificultat de "reconstruir" els centres de dades a un nou model operatiu, ja que els costos d'aquest sovint superen els beneficis potencials.
Sistemes de gestió energètica
Aquests sistemes permeten augmentar l'eficiència energètica del sistema de refrigeració o reduir el consum d'energia dels equips informàtics, la qual cosa, finalment, condueix a la minimització de costos. En aquest cas, un especial , que controla l'activitat del servidor, el consum d'energia i el cost, redistribuint automàticament la càrrega i fins i tot apagant l'equip.
Un tipus de programari de gestió d'energia són els sistemes de gestió d'infraestructura del centre de dades (DCIM), que s'utilitzen per supervisar, analitzar i predir l'eficiència energètica de diversos equips. La majoria de les eines DCIM no s'utilitzen per controlar directament el consum d'energia d'equips informàtics i altres, però molts sistemes inclouen calculadores PUE (Efectivitat de l'ús d'energia). Segons Intel i Dell DCIM, aquestes solucions 53% dels responsables informàtics.
La majoria del maquinari d'avui ja està dissenyat per ser eficient energèticament, però la compra de maquinari sovint posa més èmfasi en el preu o el rendiment inicial que en el cost total de propietat, deixant que el maquinari eficient energèticament es mantingui. . A més de reduir les factures d'energia, aquests equips també la quantitat d'emissions de CO2 a l'atmosfera.
Compressió de dades
També hi ha enfocaments menys evidents per millorar l'eficiència energètica dels centres de dades, per exemple, reduir la quantitat de dades emmagatzemades. Comprimint dades poc utilitzades estalviar fins a un 30% d'energia, fins i tot tenint en compte que també es consumeixen recursos per a la compressió i la descompressió. La desduplicació de dades pot mostrar un resultat encara més atractiu: del 40 al 50%. Val la pena assenyalar que l'ús d'emmagatzematge de baix consum per a dades "fredes" també ajuda a reduir el consum d'energia.
Desactivació de servidors zombis
Un dels problemes que condueixen a un consum d'energia ineficient als centres de dades és l'equip inactiu. Experts que algunes empreses no poden estimar de manera realista la quantitat de recursos necessària, mentre que d'altres adquireixen capacitat de servidor amb vista al futur. Com a resultat, gairebé el 30% dels servidors estan inactius, consumint 30 milions de dòlars en energia a l'any.
Al mateix temps, segons l'estudi, els responsables informàtics identificar del 15 al 30% dels servidors instal·lats, però no cancel·lar l'equip, per por de les possibles conseqüències. Només el 14% dels enquestats mantenia registres dels servidors no utilitzats i coneixien el seu nombre aproximat.
Una opció per resoldre aquest problema és utilitzar núvols públics amb un model de pagament de pagament, quan l'empresa paga només per la capacitat realment utilitzada. Moltes empreses ja utilitzen aquest esquema, i el propietari del centre de dades Aligned Energy a Plano, Texas, afirma que permet als clients estalviar entre un 30 i un 50% anual.
Control de clima del centre de dades
Sobre l'eficiència energètica del centre de dades microclima de l'habitació on es troba l'equip. Perquè les unitats de refrigeració funcionin de manera eficient, és necessari minimitzar les pèrdues de fred aïllant la sala del centre de dades de l'entorn extern i evitant la transferència de calor a través de les parets, el sostre i el terra. Una manera excel·lent és la barrera de vapor, que també regula el nivell d'humitat a l'habitació.
Una humitat massa alta pot provocar diversos errors en el funcionament de l'equip, un augment del desgast i la corrosió, mentre que una humitat massa baixa pot provocar descàrregues electrostàtiques. determina el nivell òptim d'humitat relativa per a un centre de dades en el rang del 40 al 55%.
La distribució eficient del flux d'aire també pot estalviar un 20-25% del consum d'energia. La col·locació correcta dels bastidors d'equips ajudarà amb això: dividir les sales d'ordinadors del centre de dades en passadissos "freds" i "calents". En aquest cas, cal garantir l'aïllament dels passadissos: instal·lar plaques perforades als llocs necessaris i utilitzar panells en blanc entre les files de servidors per evitar la barreja dels fluxos d'aire.
També val la pena tenir en compte no només la ubicació de l'equip, sinó també la ubicació del sistema climàtic. Quan es divideix la sala en passadissos "freds" i "calents", els aparells d'aire condicionat s'han d'instal·lar perpendicularment als fluxos d'aire calent per evitar que aquests penetrin al passadís amb aire fred.
Un aspecte igualment important de la gestió tèrmica eficaç en un centre de dades és la col·locació de cables, que poden obstruir el flux d'aire, reduir la pressió estàtica i reduir l'eficiència de refrigeració dels equips informàtics. La situació es pot corregir movent les safates de cables de sota del terra elevat més a prop del sostre.
Refrigeració natural i líquida
Una excel·lent alternativa als sistemes de control de clima dedicats és la refrigeració natural, que es pot utilitzar durant les estacions fredes. Avui dia, la tecnologia permet canviar a l'ús d'un economitzador quan el temps ho permet. Segons un estudi de Battelle Laboratories, el free cooling redueix els costos energètics del centre de dades en un 13%.
Hi ha dos tipus d'economitzadors: els que utilitzen només aire sec, i els que utilitzen reg addicional quan l'aire no està prou refredat. Alguns sistemes poden combinar diferents tipus d'economitzadors per formar sistemes de refrigeració de diversos nivells.
Però els sistemes de refrigeració d'aire solen ser ineficaços a causa de la barreja dels fluxos d'aire o la incapacitat d'utilitzar l'excés de calor eliminat. A més, la instal·lació d'aquests sistemes sovint comporta costos addicionals per als filtres d'aire i un seguiment constant.
Molts experts creuen que la refrigeració líquida fa millor la seva feina. El representant del venedor danès Asetek, especialitzat en la creació de sistemes de refrigeració líquida per a servidors, John Hamill, aquest líquid és aproximadament 4 mil vegades més eficient pel que fa a emmagatzemar i transferir calor que l'aire. I durant un experiment realitzat pel Laboratori Nacional Lawrence Berkeley en col·laboració amb l'American Power Conversion Corporation i el Silicon Valley Leadership Group, , que gràcies a l'ús de refrigeració líquida i subministrament d'aigua des de la torre de refrigeració, en alguns casos, l'estalvi energètic va arribar al 50%.
Altres tecnologies
Avui dia, hi ha tres àrees el desenvolupament de les quals ajudarà a fer els centres de dades més eficients: l'ús de processadors multinucli, sistemes de refrigeració integrats i refrigeració a nivell de xip.
Els fabricants d'ordinadors creuen que els processadors multinucli, en completar més tasques en un període de temps més curt, reduiran el consum d'energia del servidor en un 40%. Un exemple de l'eficàcia d'un sistema de refrigeració integrat és la solució CoolFrame d'Egenera i Emerson Network Power. Agafa l'aire calent que surt dels servidors, el refreda i el "llença" a l'habitació, reduint així la càrrega del sistema principal en un 23%.
Quant a refrigeració del xip, permet transferir la calor directament des dels punts calents del servidor, com ara unitats centrals de processament, unitats de processament de gràfics i mòduls de memòria, a l'aire ambiental del bastidor o fora de la sala d'ordinadors.
L'augment de l'eficiència energètica s'ha convertit en una tendència real avui en dia, cosa que no és d'estranyar, tenint en compte el volum de consum dels centres de dades: el 25-40% de totes les despeses d'explotació provenen del pagament de les factures d'electricitat. Però el principal problema és que cada quilowatt-hora consumit pels equips informàtics es converteix en calor, que després s'elimina mitjançant equips de refrigeració que consumeixen molta energia. Per tant, en els propers anys, la reducció del consum energètic dels centres de dades no deixarà de ser rellevant: cada cop apareixeran més noves maneres d'augmentar l'eficiència energètica dels centres de dades.
Altres materials del nostre blog sobre Habré:
Font: www.habr.com