Der for effektive drift af datacentre i dag bliver der brugt meget energi. I 2013 blev der alene i USA af datacentre omkring 91 milliarder kilowatt-timer, hvilket svarer til det årlige output fra 34 store kulkraftværker.
Elektricitet forbliver en af de største omkostningsposter for ejerselskaber af datacentre, derfor gør de forsøg på at effektiviteten af den beregnede infrastruktur. Til dette anvendes forskellige tekniske løsninger, hvoraf nogle vi i dag vil tale om.
/ фото
Virtualisering
Når det kommer til at forbedre energieffektiviteten, har virtualisering flere ubestridelige fordele. For det første muliggør konsolidering af eksisterende tjenester på færre fysiske servere besparelser på hardwarevedligeholdelse, hvilket betyder lavere omkostninger til køling, elektricitet og tilgængeligt areal. For det andet gør virtualisering det muligt at optimere brugen af hardware ressourcer og fleksibelt virtuelle kapaciteter direkte under drift.
Firmaerne NRDC og Anthesis har udført et fælles og fastslået, at ved at erstatte 3100 servere med 150 virtuelle værtssystemer, kan man opnå en besparelse på elomkostningerne på $2,1 millioner om året. Organisationen, der var i fokus, sparede på vedligeholdelse og køb af udstyr, reducerede antallet af systemadministratorer, fik garantier for datagendannelse i tilfælde af problemer og undgik nødvendigheden af at bygge endnu et datacenter.
I følge resultaterne Gartner forudser, at i 2016 vil niveauet for virtualisering i mange virksomheder overstige 75%, og markedet vil blive vurderet til $5,6 milliarder. Dog eksisterer der visse faktorer, der hæmmer udbredelsen af virtualisering. En af de vigtigste årsager er kompleksiteten i at "ombygge" datacentre til den nye arbejdsmodel, da omkostningerne til dette ofte overstiger den potentielle gevinst.
Energiforbrugsstyringssystemer
Sådanne systemer gør det muligt at øge energieffektiviteten af kølesystemet eller reducere energiforbruget af IT-udstyr, hvilket i sidste ende fører til en reduktion af omkostningerne. I dette tilfælde anvendes der specialiseret , som overvåger servernes aktivitet, strømforbrug og omkostninger, automatisk omfordeler belastningen og endda slukker udstyr.
En type software til administration af energiforbrug er datacenterinfrastrukturstyringssystemer (DCIM), som bruges til at overvåge, analysere og forudsige energiefektiviteten af forskelligt udstyr. De fleste DCIM-værktøjer anvendes ikke til direkte kontrol af energiforbruget af IT- og andet udstyr, men mange systemer er udstyret med PUE-beregnere (Power Usage Effectiveness). Ifølge Intel og Dell DCIM er sådanne løsninger 53% af IT-cheferne.
I dag er det meste af hardware allerede designet til energieffektiv drift, men ved indkøb af "hardware" er der ofte mere fokus på købsprisen eller ydeevnen end på den samlede ejeromkostning, hvilket betyder, at energieffektiv udstyr forbliver . Ud over at reducere elregningerne det også mængden af CO2-udledning til atmosfæren.
Data compression
Der findes også mindre åbenlyse metoder til at øge energieffektiviteten i datacentre, såsom at reducere mængden af gemte data. Komprimering af sjældent brugte data kan spare op til 30% af energien, selv med det faktum, at ressourcer også bruges til komprimering og dekomprimering. Deduplication af data kan give et endnu mere attraktivt resultat – 40–50%. Det er værd at bemærke, at brugen af lavenergilagringsløsninger 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 kan vurdere det nødvendige resourceantal korrekt, mens andre køber serverkapacitet med henblik på fremtiden. Som et resultat står næsten 30% af serverne ubrugte, samtidig med at de forbruger energi for $30 milliarder om året.
Ifølge en undersøgelse kan IT-cheferne Identificere 15 til 30% af de installerede servere, men de nedskriver ikke udstyret af frygt for mulige konsekvenser. Kun 14% af de adspurgte holdt styr på ubrugte servere og vidste, hvor mange der var.
En løsning på dette problem er at bruge offentlige skyer med en pay-as-you-go betalingsmodel, hvor virksomheden kun betaler for de faktiske ressourcer, der bruges. Mange virksomheder arbejder allerede efter denne model, og ejeren af datacenteret Aligned Energy i Plano, Texas, hævder, at det giver kunderne mulighed for at spare mellem 30% og 50% årligt.
Styring af mikromiljøet i datacenteret
på energibesparelserne i datacenteret mikromiljøet i lokaliteten, hvor udstyret befinder sig. For at køleanlægget fungerer effektivt er det nødvendigt at minimere varmetab ved at isolere datacenteret fra indflydelsen fra det ydre miljø og forhindre varmeoverførsel gennem vægge, lofter og gulve. En god metode er dampspærren, som samtidig regulerer fugtigheden i rummet.
For høj fugtighed kan føre til forskellige fejl i udstyrets funktion, øget slid og korrosion, mens for lav fugtighed kan forårsage statiske elektricitetsafladninger. definerer det optimale niveau af relativ fugtighed for datacentret til at ligge mellem 40% og 55%.
Effektiv fordeling af luftstrømme kan også spare 20–25% af det samlede elforbrug. Dette kan opnås ved at placere udstyrsskabe korrekt: ved at opdele datacenterets maskinrum i 'kolde' og 'varme' korridorer. Det er nødvendigt at sikre isolation af korridorerne: installere perforerede plader på de nødvendige steder og bruge blindpaneler mellem serverrækkerne for at forhindre blanding af luftstrømme.
Det er også værd at overveje ikke kun placeringen af udstyret, men også placeringen af klimaanlægget. Ved at opdele rummet i 'kolde' og 'varme' korridorer, skal klimaanlæggene installeres vinkelret på de varme luftstrømme for at forhindre deres indtrængen i den kolde luft korridor.
En lige så vigtig aspekt af effektiv temperaturstyring i datacentre er placeringen af kabler, som kan forhindre luftstrømmen, hvilket reducerer det statiske tryk og mindsker effektiviteten af kølingen af IT-udstyr. Problemet kan løses ved at flytte kabelbakkerne fra under det falske gulv tættere på loftet.
Naturlig og væskekøling
En fremragende alternativ til specialiserede klimakontrolsystemer er naturlig køling, som kan anvendes i de kolde årstider. I dag giver teknologier mulighed for at skifte til brug af en economizer, når vejret tillader det. Ifølge en undersøgelse fra Battelle Laboratories reducerer naturlig køling omkostningerne til elektricitet i datacentre med 13%.
Der findes to typer economizere: dem, der kun bruger tør luft, og dem, der bruger ekstra vanding, når luftkølingen er utilstrækkelig. Nogle systemer kan kombinere forskellige typer economizere og danne flerlagede kølesystemer.
Men luftkølesystemer viser sig ofte at være ineffektive på grund af blanding af luftstrømme eller vanskeligheder med at udnytte den frigivne overskydende varme. Desuden medfører installationen af sådanne systemer ofte ekstra omkostninger til luftfiltre og kontinuerlig overvågning.
Mange eksperter mener, at væskekøling bedre opfylder sin opgave. En repræsentant fra den danske leverandør Asetek, der specialiserer sig i at udvikle væskekølesystemer til servere, John Hamill, , at væske er cirka 4.000 gange mere effektiv til opbevaring og overførsel af varme end luft. Under et eksperiment udført af Lawrence Berkeley National Laboratory i samarbejde med American Power Conversion og Silicon Valley Leadership Group blev det , at med brugen af væskekøling og vandforsyning fra køletårnene kunne energibesparelsen i nogle tilfælde nå op på 50%.
Andre teknologier
I dag er der tre retninger, hvis udvikling vil hjælpe med at gøre arbejdet i datacentre mere effektivt: brugen af multicore-processorer, indbyggede kølesystemer og køling på chipniveau.
Computer manufacturers believe that multi-core processors, by completing more tasks in a shorter period, will reduce server energy consumption by 40%. An example of efficient built-in cooling systems is the CoolFrame solution from Egenera and Emerson Network Power. It takes in hot air coming out of the servers, cools it, and 'discharges' it into the room, thereby reducing the load on the main system by 23%.
Hvad angår køling af mikrochips, da det tillader at fjerne varme direkte fra 'hot spots' i serveren, såsom centralenhed, grafiske enheder og hukommelsesmoduler, til den omgivende luft i rackene eller udenfor maskinrummet.
I dag er energibesparelse blevet en ægte trend, hvilket ikke er overraskende, givet de høje energiforbrug i datacentre: 25-40% af alle driftsomkostninger går til at betale elregninger. Men det største problem er, at hver kilowatt-time forbrugt af IT-udstyr forvandles til varme, som derefter fjernes ved hjælp af køleudstyr, der kræver meget energi. Derfor vil reduktion af energiforbruget i datacentre forblive aktuelt i de kommende år – der vil konstant komme nye måder at øge energi effektiviteten i datacenterne på.
Andre materialer fra vores blog på Habra:
Kilde: habr.com
