Datová centra spotřebují 3–5 % světové elektřiny a v některých zemích, jako je Čína, toto číslo dosahuje 7 %. Datová centra potřebují elektřinu 24/7, aby jejich zařízení fungovalo hladce. Provoz datového centra ve svém důsledku vyvolává emise skleníkových plynů do atmosféry a z hlediska míry negativního dopadu na životní prostředí je lze srovnat s leteckou dopravou. Shromáždili jsme nejnovější výzkum, abychom zjistili, jak datová centra ovlivňují životní prostředí, zda je možné jej změnit a zda existují podobné iniciativy v Rusku.
Podle posledně jmenovaného ve společnosti Supermicro by ekologicky uvědomělá datová centra implementující zelená řešení mohla snížit svůj dopad na životní prostředí o 80 %. A ušetřená elektřina má udržet všechna kasina v Las Vegas rozsvícená po dobu 37 let. Ale v tuto chvíli lze jen 12 % světových datových center označit za „zelená“.
na základě průzkumu mezi 5000 zástupci IT průmyslu. Ukázalo se, že 86 % respondentů obecně nepřemýšlí o dopadu datových center na životní prostředí. A pouze 15 % manažerů datových center se zabývá sociální odpovědností a hodnocením energetické účinnosti podniku. Obecně se průmysl zaměřuje spíše na cíle související se zajištěním odolnosti vůči poruchám provozu než na energetickou účinnost. Ačkoli je pro datová centra výhodné zaměřit se na to druhé: průměrný podnik může ušetřit až 38 milionů dolarů na energetických zdrojích.
PUE
PUE (Power Utilization Efficiency) je metrika pro hodnocení energetické účinnosti datového centra. Opatření bylo schváleno členy konsorcia The Green Grid v roce 2007. PUE odráží poměr elektrické energie spotřebované datovým centrem k energii, kterou přímo spotřebovává zařízení datového centra. Pokud tedy datové centrum přijme 10 MW energie ze sítě a všechna zařízení „se udrží“ na 5 MW, indikátor PUE bude 2. Pokud se „mezera“ v naměřených hodnotách sníží a většina elektřiny dosáhne zařízení , koeficient bude směřovat k ideálnímu ukazateli je jedna.
V srpnové zprávě Global Data Center Survey od Uptime Institute (mezi respondenty – 900 operátorů datových center) byl průměrný globální poměr PUE na úrovni 1,59. Celkově se sazba na této úrovni pohybuje od roku 2013. Pro srovnání, v roce 2013 byl PUE 1,65, v roce 2018 1 a v roce 58 2019.
I když skóre PUE není dostatečně spravedlivé pro srovnání různých datových center a geografických oblastí, Uptime Institute takové srovnávací tabulky sestavuje.
Srovnání je nespravedlivé kvůli tomu, že některá datová centra jsou v nejhorších klimatických podmínkách. K chlazení podmíněného datového centra v Africe tedy potřebujete mnohem více elektřiny než datové centrum umístěné v severní Evropě.
Logicky nejvíce energeticky neefektivní datová centra jsou v Latinské Americe, Africe, na Středním východě a v částech asijsko-pacifického regionu. Evropa a region spojující USA a Kanadu se staly z hlediska PUE „nejpříkladnější“. Mimochodem, v těchto zemích je více respondentů – 95, respektive 92 poskytovatelů datových center.
Studie také hodnotila datová centra v Rusku a zemích SNS. Pravda, průzkumu se zúčastnilo pouze 9 respondentů. PUE tuzemských a „sousedních“ datových center byla 1,6.
Jak snížit PUE
Přirozené chlazení
Podle , asi 40 % veškeré energie spotřebované datovými centry jde na provoz systémů umělého chlazení. Implementace volného chlazení (free-cooling) pomáhá výrazně snížit náklady. U takového systému je venkovní vzduch filtrován, ohříván nebo ochlazován a poté je přiváděn do serveroven. "Vyčerpaný" horký vzduch je vyfukován nebo částečně smíchán, je-li to nutné, s příchozím proudem.
V případě freecoolingu má velký význam klima. Čím více je venkovní teplota vzduchu vhodná pro halu datového centra, tím méně energie je potřeba k jejímu uvedení do požadovaného „stavu“.
Datové centrum může být navíc umístěno v blízkosti rezervoáru – v tomto případě lze vodu z něj využít k chlazení datového centra. Mimochodem, podle předpovědí Stratistics MRC dosáhne do roku 2023 tržní hodnota technologií kapalinového chlazení 4,55 miliardy dolarů.Mezi její typy patří imerzní chlazení (ponoření zařízení do imerzního oleje), adiabatické chlazení (založené na technologii odpařování, používané v datové centrum Facebooku), výměník tepla (chladivo požadované teploty přichází přímo do stojanu zařízení a odstraňuje přebytečné teplo).
Sledování a včasná výměna zařízení
Správné využití kapacit dostupných v datovém centru také pomůže zlepšit energetickou účinnost. Již zakoupené servery musí buď pracovat pro úkoly klientů, nebo nespotřebovávat energii v době výpadku. Jedním ze způsobů, jak situaci kontrolovat, je použití softwaru pro správu infrastruktury. Například systém DCIM (Data Center Infrastructure Management). Takový software automaticky přerozděluje zátěž na servery, vypíná nečinná zařízení a vydává doporučení ohledně rychlosti ventilátorů chlazení (opět pro úsporu energie z nadměrného chlazení).
Důležitou součástí zlepšování energetické účinnosti datového centra je včasná aktualizace zařízení. Zastaralý server má ve srovnání s novou generací nejčastěji nižší výkon a náročnost na zdroje. Proto se za účelem snížení PUE doporučuje aktualizovat zařízení co nejčastěji - některé společnosti to dělají každý rok. Z výzkumu společnosti Supermicro: Optimalizované cykly obnovy hardwaru mohou snížit elektronické plýtvání o více než 80 % a zlepšit výkon datového centra o 15 %.
Existují také způsoby, jak optimalizovat ekosystém datového centra bez výrazných nákladů. Můžete tak uzavřít mezery v serverových skříních, abyste zabránili únikům studeného vzduchu, izolovat horké nebo studené uličky, přesunout vysoce zatížený server do chladnější části datového centra a tak dále.
Méně fyzických serverů – více virtuálních strojů
Společnost VMware vypočítala, že přechod na virtuální servery v některých případech snižuje spotřebu energie o 80 %. Umístění více virtuálních serverů na méně fyzických strojů totiž logicky snižuje náklady na údržbu hardwaru, chlazení a energii.
společnosti NRDC a Anthesis ukázaly, že nahrazení 3 000 serverů 150 virtuálními stroji ušetří 2 miliony dolarů na elektřině.
Virtualizace mimo jiné umožňuje v procesu přerozdělovat a rozšiřovat virtuální zdroje (procesory, paměť, úložiště). Elektřina se tedy používá pouze k zajištění provozu, s výjimkou nákladů na nečinné zařízení.
Pro zvýšení energetické účinnosti lze samozřejmě zvolit i alternativní zdroje energie. Některá datová centra k tomu využívají solární panely a větrné generátory. Jde však o poměrně nákladné projekty, které si mohou dovolit pouze velké společnosti.
Zelení v praxi
Počet datových center na světě z 500 000 v roce 2012 na více než 8 milionů. Jejich spotřeba elektřiny se každé čtyři roky zdvojnásobuje. Výroba elektřiny potřebné pro datová centra přímo souvisí s množstvím uhlíkových emisí, které vznikají při spalování fosilních paliv.
Vědci z Open University of Great Britain že datová centra produkují 2 % světových emisí CO2. To je zhruba stejně jako u největších leteckých společností na světě. Podle studie GreenPeace z roku 2019 elektrárny vypustily v roce 44 2018 milionů tun CO₂ k napájení 99 datových center v Číně.
Významní světoví lídři jako Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft přebírají odpovědnost za negativní dopad na přírodu a snaží se jej omezit pomocí „zelených“ technologií. Generální ředitel společnosti Microsoft Satya Nadella tedy hovořil o záměru společnosti dosáhnout negativní úrovně emisí uhlíku do roku 2030 a do roku 2050 zcela eliminovat důsledky emisí od založení společnosti v roce 1975.
Tito obchodní giganti však mají dostatek zdrojů na realizaci plánů. V textu zmíníme několik méně známých „ekologizujících“ datových center.
Kolos
Datové centrum, které se nachází v obci Ballengen (Norsko), se staví jako datové centrum fungující na 100% obnovitelné energii. Pro zajištění provozu zařízení se tedy voda používá k chlazení serverů, vodních a větrných generátorů. Do roku 2027 plánuje datové centrum překročit 1000 MW elektrické kapacity. Nyní Kolos šetří 60 % elektřiny.
Data nové generace
Britské datové centrum slouží společnostem, jako je telekomunikační holding BT Group, IBM, Logica a další. V roce 2014 NGD tvrdila, že dosáhla svého ideálního PUE jedné. Solární panely umístěné na střeše datového centra přiblížily maximální energetickou účinnost datového centra. Poté však odborníci poněkud utopický výsledek zpochybnili.
Švýcarský Fort Knox
Toto datové centrum je jakýmsi loftovým projektem. Datové centrum „vyrostlo“ na místě starého bunkru z dob studené války postaveného švýcarskou armádou pro případ jaderného konfliktu. Kromě toho, že datové centrum ve skutečnosti nezabírá místo na povrchu planety, využívá v chladicích systémech také ledovcovou vodu z podzemního jezera. Díky tomu se teplota chladicího systému udržuje na 8 stupních Celsia.
Equinix AM3
Datové centrum, které se nachází v Amsterdamu, využívá ve své infrastruktuře chladicí věže Aquifer Thermal Energy Storage. Jejich chladný vzduch snižuje teplotu horkých chodeb. Kromě toho se v datovém centru používají kapalinové chladicí systémy a odpadní ohřátá voda se používá k vytápění Amsterdamské univerzity.
Co je v Rusku
Výzkum CNews odhalilo nárůst počtu racků u největších ruských poskytovatelů služeb datových center. V roce 2019 byl růst 10 % (až 36,5 tisíce) a v roce 2020 se může počet stojanů zvýšit o dalších 20 %. Poskytovatelé datových center slibují, že letos vytvoří rekord a zákazníkům poskytnou o 6961 XNUMX stojanů více.
Na CNews, energetická účinnost aplikovaných řešení a zařízení pro zajištění provozuschopnosti datového centra je na velmi nízké úrovni – 1 W užitečného výkonu tvoří až 50 % nevýrobních nákladů.
Ruská datová centra jsou však motivována ke snížení PUE. Motorem pokroku však pro mnoho poskytovatelů není ochrana životního prostředí a společenská odpovědnost, ale ekonomické výhody. Iracionální přístup ke spotřebě energie stojí peníze.
Na státní úrovni neexistují žádné ekologické normy týkající se provozu datového centra, stejně jako žádné ekonomické pobídky pro ty, kdo zavádějí „zelené“ iniciativy. Proto je v Rusku stále osobní odpovědností datových center.
Nejběžnější způsoby, jak demonstrovat ekologické vědomí domácích datových center:
- Přechod na energeticky účinnější způsoby chlazení zařízení (systémy volného chlazení a chlazení kapalinou);
- Likvidace zařízení a nepřímého odpadu datových center;
- Kompenzace negativního dopadu datových center na přírodu prostřednictvím účasti v ekologických kampaních a investic do eko-projektů.
Kirill Malevanov, technický ředitel, Selectel
Dnes je PUE datových center Selectel 1,25 (Dubrovka DC v Leningradské oblasti) a 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC v Moskvě). Sledujeme poměr a snažíme se používat energeticky účinnější řešení pro chlazení, osvětlení a další aspekty práce. Moderní servery dnes spotřebovávají přibližně stejné množství energie, nemá smysl zacházet do extrémů a bojovat o 10W. Z hlediska vybavení, které zajišťuje provoz datových center, se ale přístup mění – díváme se i na ukazatele energetické účinnosti.
Pokud mluvíme o recyklaci, zde Selectel uzavřel dohody s několika společnostmi zabývajícími se recyklací zařízení. Do šrotu se neposílají jen servery, ale i mnoho dalších věcí: baterie z nepřerušitelných zdrojů napájení, etylenglykol z chladicích systémů. Sbíráme a recyklujeme i odpadní papír – obalový materiál ze zařízení, které přichází do našich datových center.
Seleсtel šel dále a spustil program Green Selectel. Nyní společnost vysadí jeden strom ročně za každý server běžící v datových centrech společnosti. Společnost provedla první hromadnou výsadbu lesů 19. září - v Moskevské a Leningradské oblasti. Celkem bylo vysazeno 20 000 stromů, které budou v budoucnu schopny vyprodukovat až 200 000 000 litrů kyslíku ročně. Tím akce nekončí, v plánu je realizace „zelených“ iniciativ v průběhu celého roku. O nových akcích se můžete dozvědět na webu. a .
Zdroj: www.habr.com