Τα κέντρα δεδομένων καταναλώνουν το 3-5% της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας του πλανήτη και σε ορισμένες χώρες, όπως η Κίνα, το ποσοστό αυτό φτάνει το 7%. Τα κέντρα δεδομένων χρειάζονται ηλεκτρική ενέργεια 24 ώρες το 7ωρο, XNUMX ώρες το XNUMXωρο, για να διατηρούν την ομαλή λειτουργία του εξοπλισμού. Ως αποτέλεσμα, η λειτουργία των κέντρων δεδομένων προκαλεί εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα και ως προς το επίπεδο αρνητικών επιπτώσεων στη φύση, μπορούν να συγκριθούν με τα αεροπορικά ταξίδια. Συλλέξαμε την πιο πρόσφατη έρευνα για να μάθουμε πώς τα κέντρα δεδομένων επηρεάζουν το περιβάλλον, εάν αυτό μπορεί να αλλάξει και εάν υπάρχουν παρόμοιες πρωτοβουλίες στη Ρωσία.
Σύμφωνα με το τελευταίο Τα οικολογικά κέντρα δεδομένων της Supermicro που εφαρμόζουν πράσινες λύσεις θα μπορούσαν να μειώσουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους κατά 80%. Και η ενέργεια που εξοικονομείται είναι να διατηρηθούν όλα τα καζίνο του Λας Βέγκας αναμμένα για 37 χρόνια. Αλλά αυτή τη στιγμή, μόνο το 12% των παγκόσμιων κέντρων δεδομένων μπορεί να ονομαστεί «πράσινα».
με βάση έρευνα 5000 εκπροσώπων του κλάδου της πληροφορικής. Αποδείχθηκε ότι το 86% των ερωτηθέντων γενικά δεν σκέφτεται τον αντίκτυπο των κέντρων δεδομένων στο περιβάλλον. Και μόνο το 15% των διαχειριστών κέντρων δεδομένων ενδιαφέρεται για την κοινωνική ευθύνη και την αξιολόγηση της ενεργειακής απόδοσης μιας επιχείρησης. Ο κλάδος έχει επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό σε στόχους που σχετίζονται με την επιχειρησιακή ανθεκτικότητα και όχι στην ενεργειακή απόδοση. Αν και η εστίαση στο τελευταίο είναι επωφελής για τα κέντρα δεδομένων: η μέση επιχείρηση μπορεί να εξοικονομήσει έως και 38 εκατομμύρια δολάρια σε ενεργειακούς πόρους.
PUE
Το PUE (Power Utilization Efficiency) είναι μια μέτρηση που αξιολογεί την ενεργειακή απόδοση ενός κέντρου δεδομένων. Το μέτρο εγκρίθηκε από μέλη της κοινοπραξίας The Green Grid το 2007. Το PUE αντικατοπτρίζει την αναλογία ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από ένα κέντρο δεδομένων προς την ενέργεια που καταναλώνεται απευθείας από τον εξοπλισμό του κέντρου δεδομένων. Έτσι, εάν το κέντρο δεδομένων λαμβάνει ισχύ 10 MW από το δίκτυο και όλος ο εξοπλισμός «διατηρεί» στα 5 MW, ο δείκτης PUE θα είναι 2. Εάν το «κενό» στις ενδείξεις μειωθεί και το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας φτάσει στον εξοπλισμό , ο συντελεστής θα τείνει στον ιδανικό δείκτη είναι ένα.
Η Έρευνα Global Data Center Survey του Αυγούστου από το Uptime Institute εξέτασε 900 χειριστές κέντρων δεδομένων και βρήκε τον παγκόσμιο μέσο όρο PUE στο 1,59. Συνολικά, το ποσοστό κυμαίνεται σε αυτό το επίπεδο από το 2013. Για σύγκριση, το 2013 η PUE ήταν 1,65, το 2018 - 1 και το 58 - 2019.
Αν και το PUE δεν είναι αρκετά δίκαιο για να συγκρίνει διαφορετικά κέντρα δεδομένων και γεωγραφίες, το Uptime Institute δημιουργεί τέτοιους πίνακες σύγκρισης.
Το άδικο της σύγκρισης οφείλεται στο γεγονός ότι ορισμένα κέντρα δεδομένων βρίσκονται σε χειρότερες κλιματικές συνθήκες. Έτσι, για την ψύξη ενός συμβατικού κέντρου δεδομένων στην Αφρική, χρειάζεται πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ένα κέντρο δεδομένων που βρίσκεται στη βόρεια Ευρώπη.
Είναι λογικό ότι τα πιο ενεργειακά αναποτελεσματικά κέντρα δεδομένων βρίσκονται στη Λατινική Αμερική, την Αφρική, τη Μέση Ανατολή και τμήματα της περιοχής Ασίας-Ειρηνικού. Τα πιο «υποδειγματικά» όσον αφορά τον δείκτη PUE ήταν η Ευρώπη και η περιοχή που ενώνουν τις ΗΠΑ και τον Καναδά. Παρεμπιπτόντως, υπάρχουν περισσότεροι ερωτηθέντες σε αυτές τις χώρες - 95 και 92 πάροχοι κέντρων δεδομένων, αντίστοιχα.
Η μελέτη αξιολόγησε επίσης τα κέντρα δεδομένων στη Ρωσία και τις χώρες της ΚΑΚ. Ωστόσο, μόνο 9 ερωτηθέντες συμμετείχαν στην έρευνα. Το PUE των εγχώριων και «γειτονικών» κέντρων δεδομένων ήταν 1,6.
Πώς να μειώσετε το PUE
Φυσική ψύξη
Σύμφωνα με , περίπου το 40% της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται από τα κέντρα δεδομένων πηγαίνει στη λειτουργία συστημάτων τεχνητής ψύξης. Η εφαρμογή φυσικής ψύξης (δωρεάν ψύξη) συμβάλλει στη σημαντική μείωση του κόστους. Με αυτό το σύστημα, ο εξωτερικός αέρας φιλτράρεται, θερμαίνεται ή ψύχεται και στη συνέχεια παρέχεται στα δωμάτια του διακομιστή. Ο ζεστός αέρας «απαγωγής» εκκενώνεται έξω ή αναμιγνύεται μερικώς, εάν χρειάζεται, με την εισερχόμενη ροή.
Στην περίπτωση της ελεύθερης ψύξης, το κλίμα έχει μεγάλη σημασία. Όσο πιο κατάλληλη είναι η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα για το δωμάτιο του κέντρου δεδομένων, τόσο λιγότερη ενέργεια απαιτείται για να φέρει στην επιθυμητή «συνθήκη».
Επιπλέον, το κέντρο δεδομένων μπορεί να βρίσκεται κοντά σε μια δεξαμενή - σε αυτήν την περίπτωση, το νερό από αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη του κέντρου δεδομένων. Παρεμπιπτόντως, σύμφωνα με τις προβλέψεις της Stratistics MRC, έως το 2023 η αξία της αγοράς τεχνολογίας υγρής ψύξης θα φτάσει τα 4,55 δισεκατομμύρια δολάρια. Μεταξύ των τύπων της είναι η ψύξη εμβάπτισης (εξοπλισμός εμβάπτισης σε λάδι εμβάπτισης), η αδιαβατική ψύξη (με βάση την τεχνολογία εξάτμισης, που χρησιμοποιείται στο Facebook κέντρα δεδομένων), ανταλλαγή θερμότητας (το ψυκτικό της απαιτούμενης θερμοκρασίας πηγαίνει απευθείας στο ράφι με τον εξοπλισμό, αφαιρώντας την περίσσεια θερμότητας).
Παρακολούθηση και έγκαιρη αντικατάσταση του εξοπλισμού
Η σωστή χρήση των δυνατοτήτων που είναι διαθέσιμες στο κέντρο δεδομένων θα συμβάλει επίσης στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης. Οι διακομιστές που έχουν ήδη αγοραστεί πρέπει είτε να λειτουργούν για εργασίες πελατών είτε να μην καταναλώνουν ενέργεια κατά τη διάρκεια του χρόνου αδράνειας. Ένας τρόπος για να διατηρήσετε τον έλεγχο είναι να χρησιμοποιήσετε λογισμικό διαχείρισης υποδομής. Για παράδειγμα, το σύστημα διαχείρισης υποδομής του κέντρου δεδομένων (DCIM). Αυτό το λογισμικό ανακατανέμει αυτόματα το φορτίο στους διακομιστές, απενεργοποιεί τις αχρησιμοποίητες συσκευές και κάνει συστάσεις για την ταχύτητα των ανεμιστήρων ψύξης (και πάλι, για εξοικονόμηση ενέργειας στην υπερβολική ψύξη).
Ένα σημαντικό μέρος της βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης ενός κέντρου δεδομένων είναι η έγκαιρη ενημέρωση του εξοπλισμού. Ένας ξεπερασμένος διακομιστής είναι τις περισσότερες φορές κατώτερος σε απόδοση και κατανάλωση πόρων από τη νέα γενιά. Επομένως, για να μειώσετε το PUE, συνιστάται να ενημερώνετε τον εξοπλισμό όσο πιο συχνά γίνεται - ορισμένες εταιρείες το κάνουν αυτό κάθε χρόνο. Από την έρευνα Supermicro: Οι βελτιστοποιημένοι κύκλοι ανανέωσης υλικού μπορούν να μειώσουν τα ηλεκτρονικά απόβλητα κατά περισσότερο από 80% και να βελτιώσουν την παραγωγικότητα των κέντρων δεδομένων κατά 15%.
Υπάρχουν επίσης τρόποι για να βελτιστοποιήσετε το οικοσύστημα του κέντρου δεδομένων σας χωρίς να σπάσετε τα χρήματα. Για παράδειγμα, μπορείτε να κλείσετε κενά στα ντουλάπια του διακομιστή για να αποτρέψετε διαρροές κρύου αέρα, να απομονώσετε θερμούς ή κρύους διαδρόμους, να μετακινήσετε έναν διακομιστή με μεγάλο φορτίο σε ένα πιο δροσερό μέρος του κέντρου δεδομένων κ.λπ.
Λιγότεροι φυσικοί διακομιστές - περισσότερες εικονικές μηχανές
Η VMware εκτιμά ότι η μετάβαση σε εικονικούς διακομιστές μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας έως και 80% σε ορισμένες περιπτώσεις. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η τοποθέτηση μεγαλύτερου αριθμού εικονικών διακομιστών σε μικρότερο αριθμό φυσικών μηχανών μειώνει λογικά το κόστος συντήρησης υλικού, ψύξης και ισχύος.
Το NRDC και το Anthesis έδειξαν ότι η αντικατάσταση 3 διακομιστών με 000 εικονικές μηχανές εξοικονομεί 150 εκατομμύρια δολάρια σε κόστος ηλεκτρικής ενέργειας.
Μεταξύ άλλων, η εικονικοποίηση καθιστά δυνατή την αναδιανομή και την αύξηση των εικονικών πόρων (επεξεργαστές, μνήμη, αποθήκευση) στη διαδικασία. Επομένως, η ηλεκτρική ενέργεια δαπανάται μόνο για τη διασφάλιση της λειτουργίας, εξαιρουμένου του κόστους του ρελαντί εξοπλισμού.
Φυσικά, μπορούν επίσης να επιλεγούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης. Για να επιτευχθεί αυτό, ορισμένα κέντρα δεδομένων χρησιμοποιούν ηλιακούς συλλέκτες και ανεμογεννήτριες. Αυτά, ωστόσο, είναι αρκετά ακριβά έργα που μόνο μεγάλες εταιρείες μπορούν να αντέξουν οικονομικά.
«Πράσινοι» στην πράξη
Αριθμός κέντρων δεδομένων στον κόσμο από 500 το 000 σε περισσότερα από 2012 εκατ. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας διπλασιάζεται κάθε τέσσερα χρόνια. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται από τα κέντρα δεδομένων σχετίζεται άμεσα με την ποσότητα των εκπομπών άνθρακα που προκύπτουν από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Επιστήμονες από το Ανοιχτό Πανεπιστήμιο του Ηνωμένου Βασιλείου ότι τα κέντρα δεδομένων παράγουν το 2% των παγκόσμιων εκπομπών CO2. Αυτό είναι περίπου το ίδιο ποσό που εκπέμπουν οι μεγαλύτερες αεροπορικές εταιρείες του κόσμου. Για την τροφοδοσία 2019 κέντρων δεδομένων στην Κίνα, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εξέπεμψαν 44 εκατομμύρια τόνους CO₂ στην ατμόσφαιρα το 2018, σύμφωνα με μια μελέτη της GreenPeace του 99.
Μεγάλοι παγκόσμιοι ηγέτες όπως η Apple, η Google, το Facebook, η Akamai, η Microsoft, αναλαμβάνουν την ευθύνη για τις αρνητικές επιπτώσεις στη φύση και προσπαθούν να τις μειώσουν χρησιμοποιώντας «πράσινες» τεχνολογίες. Έτσι, ο Διευθύνων Σύμβουλος της Microsoft Satya Nadella μίλησε για την πρόθεση της εταιρείας να επιτύχει αρνητικό επίπεδο εκπομπών άνθρακα έως το 2030 και έως το 2050 να εξαλείψει πλήρως τις συνέπειες των εκπομπών από την ίδρυση της εταιρείας το 1975.
Αυτοί οι επιχειρηματικοί κολοσσοί, ωστόσο, έχουν αρκετούς πόρους για να εφαρμόσουν τα σχέδιά τους. Στο κείμενο θα αναφέρουμε αρκετά λιγότερο γνωστά κέντρα δεδομένων «πράσινων».
ευταξίας ποτοπολείου
Το κέντρο δεδομένων, που βρίσκεται στο Ballengen (Νορβηγία), τοποθετείται ως κέντρο δεδομένων που τροφοδοτείται από 100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Έτσι, για να διασφαλιστεί η λειτουργία του εξοπλισμού, το νερό χρησιμοποιείται για την ψύξη διακομιστών, γεννητριών νερού και αιολικής ενέργειας. Μέχρι το 2027, το κέντρο δεδομένων σχεδιάζει να ξεπεράσει τα 1000 MW ηλεκτρικής ενέργειας. Τώρα ο Κόλος εξοικονομεί το 60% της ηλεκτρικής ενέργειας.
Δεδομένα επόμενης γενιάς
Το βρετανικό κέντρο δεδομένων εξυπηρετεί εταιρείες όπως η τηλεπικοινωνιακή εταιρεία BT Group, η IBM, η Logica και άλλες. Το 2014, η NGD είπε ότι είχε πετύχει την ιδανική PUE του ενός. Το κέντρο δεδομένων έφτασε πιο κοντά στη μέγιστη ενεργειακή απόδοση με ηλιακούς συλλέκτες που βρίσκονται στην οροφή του κέντρου δεδομένων. Ωστόσο, τότε οι ειδικοί αμφισβήτησαν το κάπως ουτοπικό αποτέλεσμα.
Ελβετικό Φορτ Νοξ
Αυτό το κέντρο δεδομένων είναι ένα είδος έργου σοφίτας. Το κέντρο δεδομένων «μεγάλωσε» στη θέση ενός παλιού καταφυγίου Ψυχρού Πολέμου, που κατασκευάστηκε από τον ελβετικό στρατό σε περίπτωση πυρηνικής σύγκρουσης. Εκτός από το γεγονός ότι το κέντρο δεδομένων, στην πραγματικότητα, δεν καταλαμβάνει χώρο στην επιφάνεια του πλανήτη, χρησιμοποιεί επίσης παγετωνικό νερό από υπόγεια λίμνη στα συστήματα ψύξης του. Χάρη σε αυτό, η θερμοκρασία του συστήματος ψύξης διατηρείται στους 8 βαθμούς Κελσίου.
Equinix AM3
Το κέντρο δεδομένων, που βρίσκεται στο Άμστερνταμ, χρησιμοποιεί πύργους ψύξης Aquifer Thermal Energy Storage στην υποδομή του. Ο δροσερός τους αέρας μειώνει τη θερμοκρασία των ζεστών διαδρόμων. Επιπλέον, το κέντρο δεδομένων χρησιμοποιεί συστήματα υγρής ψύξης και τα θερμαινόμενα λύματα χρησιμοποιούνται για θέρμανση στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ.
Τι υπάρχει στη Ρωσία
Έρευνα Το CNews αποκάλυψε μια αύξηση στον αριθμό των rack μεταξύ των μεγαλύτερων ρωσικών παρόχων υπηρεσιών data center. Το 2019, η ανάπτυξη ήταν 10% (έως 36,5 χιλιάδες) και το 2020 ο αριθμός των ράφια μπορεί να αυξηθεί κατά 20%. Οι πάροχοι κέντρων δεδομένων υπόσχονται να σημειώσουν ρεκόρ και να προσφέρουν στους πελάτες άλλα 6961 rack φέτος.
Επί CNews, η ενεργειακή απόδοση των λύσεων και του εξοπλισμού που χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της λειτουργικότητας του κέντρου δεδομένων είναι σε πολύ χαμηλό επίπεδο - 1 W χρήσιμης ισχύος αντιπροσωπεύει έως και το 50% του μη παραγωγικού κόστους.
Ωστόσο, τα ρωσικά κέντρα δεδομένων έχουν κίνητρο να μειώσουν τον δείκτη PUE. Ωστόσο, ο μοχλός της προόδου για πολλούς παρόχους δεν είναι το ενδιαφέρον για το περιβάλλον και την κοινωνική ευθύνη, αλλά το οικονομικό όφελος. Η μη βιώσιμη κατανάλωση ενέργειας κοστίζει χρήματα.
Σε κρατικό επίπεδο, δεν υπάρχουν περιβαλλοντικά πρότυπα για τη λειτουργία των κέντρων δεδομένων, ούτε οικονομικά κίνητρα για όσους εφαρμόζουν «πράσινες» πρωτοβουλίες. Επομένως, στη Ρωσία εξακολουθεί να είναι προσωπική ευθύνη των κέντρων δεδομένων.
Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι επίδειξης οικολογικής συνείδησης σε εγχώρια κέντρα δεδομένων:
- Μετάβαση σε πιο ενεργειακά αποδοτικές μεθόδους εξοπλισμού ψύξης (δωρεάν συστήματα ψύξης και υγρή ψύξη).
- Απόρριψη εξοπλισμού και έμμεσων αποβλήτων από κέντρα δεδομένων.
- Αναπλήρωση του αρνητικού αντίκτυπου των κέντρων δεδομένων στη φύση μέσω της συμμετοχής σε περιβαλλοντικές εκστρατείες και της επένδυσης σε περιβαλλοντικά έργα.
Kirill Malevanov, τεχνικός διευθυντής της Selectel
Σήμερα, το PUE των κέντρων δεδομένων Selectel είναι 1,25 (DC Dubrovka στην περιοχή του Λένινγκραντ) και 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC στη Μόσχα). Παρακολουθούμε την αναλογία και προσπαθούμε να χρησιμοποιούμε πιο ενεργειακά αποδοτικές λύσεις για ψύξη, φωτισμό και άλλες πτυχές λειτουργίας. Οι σύγχρονοι διακομιστές καταναλώνουν τώρα περίπου την ίδια ποσότητα ενέργειας· δεν έχει νόημα να φτάσουμε στα άκρα και να παλεύουμε για 10W. Ωστόσο, όσον αφορά τον εξοπλισμό που τροφοδοτεί τα κέντρα δεδομένων, η προσέγγιση αλλάζει - εξετάζουμε επίσης δείκτες ενεργειακής απόδοσης.
Αν μιλάμε για ανακύκλωση, η Selectel έχει συνάψει συμφωνίες με αρκετές εταιρείες που ασχολούνται με την ανακύκλωση εξοπλισμού. Όχι μόνο οι διακομιστές, αλλά και πολλά άλλα πράγματα αποστέλλονται στο σκραπ: μπαταρίες από αδιάλειπτα τροφοδοτικά, αιθυλενογλυκόλη από συστήματα ψύξης. Συλλέγουμε και ανακυκλώνουμε ακόμη και απορρίμματα χαρτιού - υλικά συσκευασίας από εξοπλισμό που φτάνει στα κέντρα δεδομένων μας.
Η Selestel προχώρησε παραπέρα και ξεκίνησε το πρόγραμμα «Green Selectel». Τώρα η εταιρεία θα φυτεύει ένα δέντρο ετησίως για κάθε διακομιστή που λειτουργεί στα κέντρα δεδομένων της εταιρείας. Η εταιρεία πραγματοποίησε την πρώτη της μαζική δασική φύτευση στις 19 Σεπτεμβρίου - στις περιοχές της Μόσχας και του Λένινγκραντ. Συνολικά φυτεύτηκαν 20 δέντρα, τα οποία στο μέλλον θα μπορούν να παράγουν έως και 000 λίτρα οξυγόνου ετησίως. Οι προσφορές δεν θα τελειώσουν εκεί· υπάρχουν σχέδια για την υλοποίηση «πράσινων» πρωτοβουλιών καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Μπορείτε να μάθετε για νέες προσφορές στον ιστότοπο και .
Πηγή: www.habr.com