I dag bruges der meget strøm på at sikre en effektiv drift af datacentre. I 2013 var det kun amerikanske datacentre omkring 91 milliarder kilowatt-timer energi, svarende til den årlige produktion fra 34 store kulfyrede kraftværker.
Elektricitet er fortsat en af de vigtigste udgiftsposter for virksomheder, der ejer datacentre, hvorfor de gør forsøg på at effektiviteten af computerinfrastrukturen. Til dette bruges forskellige tekniske løsninger, hvoraf nogle vil vi tale om i dag.
/ Foto
Virtualisering
Når det kommer til at forbedre energieffektiviteten, har virtualisering flere overbevisende fordele. For det første giver konsolidering af eksisterende tjenester på færre hardwareservere besparelser på hardwarevedligeholdelse, hvilket betyder lavere omkostninger til køling, strøm og plads. For det andet giver virtualisering dig mulighed for at optimere brugen af hardwareressourcer og fleksibelt virtuel strøm lige i gang med arbejdet.
NRDC og Anthesis holdt fælles og fandt ud af, at ved at erstatte 3100 servere med 150 virtuelle værter, kunne energiomkostningerne reduceres med $2,1 millioner om året. Organisationen, der var genstand for interesse, sparede på vedligeholdelse og køb af udstyr, reducerede personalet hos systemadministratorer, modtog en garanti for datagendannelse i tilfælde af problemer og slap af med behovet for at bygge et andet datacenter.
Ifølge resultaterne Gartner, i 2016 vil virtualiseringsniveauet for mange virksomheder overstige 75 %, og selve markedet vil blive vurderet til 5,6 milliarder dollars. Der er dog visse faktorer, der holder den udbredte anvendelse af virtualisering tilbage. En af hovedårsagerne er fortsat vanskeligheden ved at "ombygge" datacentre til en ny driftsmodel, da omkostningerne ved dette ofte overstiger de potentielle fordele.
Energiledelsessystemer
Sådanne systemer gør det muligt at øge kølesystemets energieffektivitet eller reducere energiforbruget af IT-udstyr, hvilket i sidste ende fører til omkostningsminimering. I dette tilfælde en speciel , som overvåger serveraktivitet, energiforbrug og omkostninger, automatisk omfordele belastningen og endda slukke for udstyret.
En type energistyringssoftware er datacenterinfrastrukturstyringssystemer (DCIM), som bruges til at overvåge, analysere og forudsige energieffektiviteten af forskelligt udstyr. De fleste DCIM-værktøjer bruges ikke til direkte at overvåge strømforbruget af IT og andet udstyr, men mange systemer leveres med PUE-regnere (Power Usage Effectiveness). Ifølge Intel og Dell DCIM, sådanne løsninger 53 % af it-cheferne.
Det meste hardware i dag er allerede designet til at være energieffektivt, men hardwarekøb lægger ofte mere vægt på den oprindelige pris eller ydeevne frem for de samlede ejeromkostninger, hvilket efterlader energieffektiv hardware at forblive . Ud over at reducere energiregningen, sådan udstyr også mængden af CO2-udledning til atmosfæren.
Datakomprimering
Der er også mindre indlysende tilgange til at forbedre energieffektiviteten i datacentre, for eksempel ved at reducere mængden af lagrede data. Komprimering af sjældent brugte data spare op til 30 % energi, selv når man tager højde for, at der også forbruges ressourcer til kompression og dekompression. Datadeduplikering kan vise et endnu mere attraktivt resultat – 40–50 %. Det er værd at bemærke, at brugen af lavt strømforbrug til "kolde" data også hjælper med at reducere strømforbruget.
Deaktivering af zombie-servere
Et af problemerne, der fører til ineffektivt energiforbrug i datacentre, er inaktivt udstyr. Eksperter at nogle virksomheder ikke realistisk kan estimere den nødvendige mængde ressourcer, mens andre køber serverkapacitet med henblik på fremtiden. Som et resultat er næsten 30 % af serverne inaktive og forbruger 30 milliarder dollars i energi om året.
Samtidig skal it-chefer ifølge undersøgelsen identificere fra 15 til 30 % af de installerede servere, men afskriv ikke udstyret af frygt for de mulige konsekvenser. Kun 14 % af de adspurgte førte optegnelser over ubrugte servere og kendte deres omtrentlige antal.
En mulighed for at løse dette problem er at bruge offentlige skyer med en pay-as-you-go betalingsmodel, når virksomheden kun betaler for den faktisk brugte kapacitet. Mange virksomheder bruger allerede denne ordning, og ejeren af Aligned Energy-datacentret i Plano, Texas, hævder, at det giver kunderne mulighed for at spare 30 til 50 % om året.
Datacenter klimakontrol
Om datacenters energieffektivitet mikroklima i det rum, hvor udstyret er placeret. For at køleenheder skal fungere effektivt, er det nødvendigt at minimere kuldetab ved at isolere datacenterrummet fra det ydre miljø og forhindre varmeoverførsel gennem vægge, loft og gulv. En fremragende måde er dampspærre, som også regulerer fugtighedsniveauet i rummet.
En for høj luftfugtighed kan føre til forskellige fejl i udstyrets funktion, øget slid og korrosion, mens en for lav luftfugtighed kan føre til elektrostatiske udladninger. bestemmer det optimale niveau af relativ luftfugtighed for et datacenter i området fra 40 til 55 %.
Effektiv luftstrømsfordeling kan også spare 20-25 % af energiforbruget. Korrekt placering af udstyrsstativer vil hjælpe med dette: opdeling af datacenterets computerrum i "kolde" og "varme" korridorer. I dette tilfælde er det nødvendigt at sikre isolering af korridorerne: installer perforerede plader på de nødvendige steder og brug tomme paneler mellem rækker af servere for at forhindre blanding af luftstrømme.
Det er også værd at overveje ikke kun placeringen af udstyret, men også placeringen af klimasystemet. Ved opdeling af hallen i "kolde" og "varme" korridorer, bør klimaanlæg installeres vinkelret på de varme luftstrømme for at forhindre sidstnævnte i at trænge ind i korridoren med kold luft.
Et lige så vigtigt aspekt af effektiv termisk styring i et datacenter er placeringen af ledninger, som kan blokere luftstrømmen, reducere statisk tryk og reducere køleeffektiviteten af it-udstyr. Situationen kan rettes ved at flytte kabelbakkerne fra under det hævede gulv tættere på loftet.
Naturlig og flydende køling
Et glimrende alternativ til dedikerede klimastyringssystemer er naturlig køling, som kan bruges i kolde årstider. I dag gør teknologien det muligt at skifte til at bruge en economizer, når vejret tillader det. Ifølge en undersøgelse foretaget af Battelle Laboratories reducerer gratis køling datacenterets energiomkostninger med 13 %.
Der er to typer economizers: dem, der kun bruger tør luft, og dem, der bruger ekstra kunstvanding, når luften ikke er tilstrækkeligt afkølet. Nogle systemer kan kombinere forskellige typer economizers for at danne kølesystemer med flere niveauer.
Men luftkølesystemer er ofte ineffektive på grund af blanding af luftstrømme eller manglende evne til at bruge den fjernede overskydende varme. Derudover medfører installationen af sådanne systemer ofte ekstra omkostninger til luftfiltre og konstant overvågning.
Mange eksperter mener, at væskekøling gør sit arbejde bedre. Repræsentant for den danske leverandør Asetek, med speciale i at skabe væskekølesystemer til servere, John Hamill, at væske er cirka 4 tusind gange mere effektiv med hensyn til at lagre og overføre varme end luft. Og under et eksperiment udført af Lawrence Berkeley National Laboratory i samarbejde med American Power Conversion Corporation og Silicon Valley Leadership Group, , at takket være brugen af væskekøling og vandforsyning fra køletårnet nåede energibesparelserne i nogle tilfælde op på 50 %.
Andre teknologier
I dag er der tre områder, hvis udvikling vil være med til at gøre datacentre mere effektive: Brugen af multi-core processorer, integrerede kølesystemer og køling på chipniveau.
Computerproducenter mener, at multi-core processorer, ved at udføre flere opgaver på kortere tid, vil reducere serverens energiforbrug med 40 %. Et eksempel på effektiviteten af et integreret kølesystem er CoolFrame-løsningen fra Egenera og Emerson Network Power. Den tager den varme luft, der kommer ud af serverne, afkøler den og "smider den" ud i rummet og reducerer derved belastningen på hovedsystemet med 23%.
med hensyn til chip-køling gør det muligt at overføre varme direkte fra serverens hot spots, såsom centrale behandlingsenheder, grafikbehandlingsenheder og hukommelsesmoduler, til den omgivende luft i racket eller uden for computerrummet.
Øget energieffektivitet er blevet en reel trend i dag, hvilket ikke er overraskende i betragtning af mængden af forbrug af datacentre: 25-40 % af alle driftsudgifter kommer fra betaling af elregninger. Men hovedproblemet er, at hver kilowatt-time, der forbruges af it-udstyr, omdannes til varme, som så fjernes af energikrævende køleudstyr. Derfor vil reduktion af energiforbruget i datacentre ikke ophøre med at være relevant i de kommende år – flere og flere nye måder at øge energieffektiviteten i datacentre vil dukke op.
Andre materialer fra vores blog om Habré:
Kilde: www.habr.com