Tänapäeval kulub andmekeskuste efektiivse töö tagamiseks palju elektrit. 2013. aastal olid ainult USA andmekeskused umbes 91 miljardit kilovatt-tundi energiat, mis võrdub 34 suure kivisöeelektrijaama aastatoodanguga.
Elekter on andmekeskusi omavate ettevõtete üks peamisi kuluartikleid, mistõttu nad seda ka üritavad andmetöötluse infrastruktuuri tõhusust. Selleks kasutatakse erinevaid tehnilisi lahendusi, millest mõnest täna räägime.
/ foto
Virtualiseerimine
Energiatõhususe parandamisel on virtualiseerimisel mitmeid kaalukaid eeliseid. Esiteks võimaldab olemasolevate teenuste koondamine vähematesse riistvaraserveritesse säästa riistvara hoolduselt, mis tähendab madalamaid jahutus-, toite- ja ruumikulusid. Teiseks võimaldab virtualiseerimine optimeerida riistvararessursside kasutamist ja paindlikult virtuaalne jõud kohe töö käigus.
NRDC ja Anthesis pidasid ühist ja leidis, et 3100 serveri asendamisel 150 virtuaalhostiga võib energiakulusid vähendada 2,1 miljoni dollari võrra aastas. Huviobjektiks olnud organisatsioon säästis hoolduse ja seadmete ostmise arvelt, vähendas süsteemiadministraatorite arvu, sai probleemide korral andmete taastamise garantii ning vabanes vajadusest ehitada veel üks andmekeskus.
Vastavalt tulemustele Gartner, 2016. aastal ületab paljude ettevõtete virtualiseerimise tase 75% ja turu enda väärtuseks hinnatakse 5,6 miljardit dollarit. Siiski on teatud tegurid, mis pidurdavad virtualiseerimise laialdast kasutuselevõttu. Üheks peamiseks põhjuseks on endiselt raskused andmekeskuste uuele töömudelile "ümberehitamisel", kuna selle kulud ületavad sageli potentsiaalset kasu.
Energiajuhtimissüsteemid
Sellised süsteemid võimaldavad tõsta jahutussüsteemi energiatõhusust või vähendada IT-seadmete energiatarbimist, mis lõppkokkuvõttes toob kaasa kulude minimeerimise. Sel juhul eriline , mis jälgib serveri tegevust, energiatarbimist ja maksumust, jaotades koormuse automaatselt ümber ja lülitades isegi seadmed välja.
Üks energiahaldustarkvara tüüp on andmekeskuste infrastruktuuri halduse (DCIM) süsteemid, mida kasutatakse erinevate seadmete energiatõhususe jälgimiseks, analüüsimiseks ja prognoosimiseks. Enamikku DCIM-i tööriistu ei kasutata IT ja muude seadmete energiatarbimise otseseks jälgimiseks, kuid paljudel süsteemidel on PUE (Power Usage Effectiveness) kalkulaatorid. Inteli ja Dell DCIMi sõnul sellised lahendused 53% IT-juhtidest.
Enamik riistvara on tänapäeval juba loodud energiasäästlikuks, kuid riistvara ostmisel pannakse sageli rohkem rõhku alghinnale või jõudlusele, mitte kogu omamiskuludele, jättes energiatõhusa riistvara alles . Lisaks energiaarvete vähendamisele on sellised seadmed samuti atmosfääri paisatavate CO2 heitkoguste hulk.
Andmete tihendamine
Andmekeskuste energiatõhususe parandamiseks on ka vähem ilmseid lähenemisviise, näiteks salvestatavate andmete vähendamine. Harva kasutatavate andmete tihendamine säästa kuni 30% energiat, isegi kui võtta arvesse asjaolu, et ressursse kulub ka tihendamiseks ja dekompressiooniks. Andmete dedupleerimine võib näidata veelgi atraktiivsemat tulemust – 40–50%. Väärib märkimist, et vähese energiatarbega salvestusruumi kasutamine „külmade” andmete jaoks aitab vähendada ka energiatarbimist.
Zombiserverite keelamine
Üks probleeme, mis põhjustab andmekeskuste ebatõhusa energiatarbimise, on tühikäigul olevad seadmed. Eksperdid et mõned ettevõtted ei suuda reaalselt hinnata vajalikku ressursside hulka, teised aga ostavad serverivõimsust tulevikku silmas pidades. Selle tulemusena on peaaegu 30% serveritest jõude, tarbides aastas 30 miljardit dollarit energiat.
Samas uuringu järgi IT-juhid tuvastage 15–30% installitud serveritest, kuid ärge kandke seadmeid maha, kartes võimalikke tagajärgi. Ainult 14% vastanutest pidas arvestust kasutamata serverite kohta ja teadis nende ligikaudset arvu.
Üks võimalus selle probleemi lahendamiseks on avalike pilvede kasutamine jaotusmaksemudeliga, kui ettevõte maksab ainult tegelikult kasutatud võimsuse eest. Paljud ettevõtted seda skeemi juba kasutavad ja Texase osariigis Planos asuva Aligned Energy andmekeskuse omanik väidab, et see võimaldab klientidel säästa 30–50% aastas.
Andmekeskuse kliimaseade
Andmekeskuse energiatõhususe kohta ruumi mikrokliima, kus seadmed asuvad. Jahutusseadmete tõhusaks tööks on vaja minimeerida külmakadusid, eraldades andmekeskuse ruumi väliskeskkonnast ning takistades soojusülekannet läbi seinte, lae ja põranda. Suurepärane viis on aurutõke, mis reguleerib ka ruumi niiskustaset.
Liiga kõrge õhuniiskus võib põhjustada erinevaid tõrkeid seadmete töös, suurenenud kulumist ja korrosiooni, samas kui liiga madal niiskus võib põhjustada elektrostaatilisi laenguid. määrab andmekeskuse optimaalse suhtelise õhuniiskuse taseme vahemikus 40–55%.
Tõhus õhuvoolu jaotus võib säästa ka 20-25% energiatarbimist. Sellele aitab kaasa seadmete riiulite õige paigutus: andmekeskuse arvutiruumide jagamine “külmadeks” ja “kuumadeks” koridorideks. Sel juhul on vaja tagada koridoride isolatsioon: paigaldada vajalikesse kohtadesse perforeeritud plaadid ja kasutada serveriridade vahel tühje paneele, et vältida õhuvoolude segunemist.
Samuti tasub arvestada mitte ainult seadmete, vaid ka kliimasüsteemi asukohaga. Saali jagamisel „külmadeks“ ja „kuumadeks“ koridorideks tuleks konditsioneerid paigaldada risti kuuma õhuvooluga, et vältida viimaste tungimist külma õhuga koridori.
Sama oluline aspekt efektiivses soojusjuhtimises andmekeskuses on juhtmete paigutus, mis võib takistada õhuvoolu, vähendades staatilist rõhku ja vähendades IT-seadmete jahutuse efektiivsust. Olukorda saab parandada, kui tõsta kaablirennid tõstetud põranda alt laele lähemale.
Looduslik ja vedel jahutus
Suurepärane alternatiiv spetsiaalsetele kliimaseadmetele on loomulik jahutus, mida saab kasutada külmadel aastaaegadel. Tänapäeval võimaldab tehnoloogia ökonomaiseri kasutamisele üle minna, kui ilm lubab. Battelle Laboratoriesi uuringu kohaselt vähendab tasuta jahutus andmekeskuse energiakulusid 13%.
Ökonaisereid on kahte tüüpi: need, mis kasutavad ainult kuiva õhku, ja need, mis kasutavad täiendavat niisutust, kui õhk pole piisavalt jahutatud. Mõned süsteemid võivad kombineerida erinevat tüüpi ökonomaisereid, et moodustada mitmetasandilised jahutussüsteemid.
Kuid õhkjahutussüsteemid on sageli ebaefektiivsed õhuvoolude segunemise või eemaldatud liigse soojuse kasutamise puudumise tõttu. Lisaks kaasneb selliste süsteemide paigaldamisega sageli lisakulud õhufiltritele ja pidevale jälgimisele.
Paljud eksperdid usuvad, et vedelikjahutus teeb oma tööd paremini. Taani müüja Asetek esindaja, kes on spetsialiseerunud serverite vedelikjahutussüsteemide loomisele, John Hamill, see vedelik on umbes 4 tuhat korda tõhusam soojuse salvestamisel ja ülekandmisel kui õhk. Ja Lawrence Berkeley riikliku labori poolt koostöös American Power Conversion Corporationi ja Silicon Valley Leadership Groupiga läbiviidud eksperimendi käigus, , et tänu vedelikjahutuse ja veevarustuse kasutamisele jahutustornist saavutas energiasääst mõnel juhul 50%.
Muud tehnoloogiad
Tänapäeval on kolm valdkonda, mille arendamine aitab andmekeskusi efektiivsemaks muuta: mitmetuumaliste protsessorite kasutamine, integreeritud jahutussüsteemid ja jahutus kiibi tasemel.
Arvutitootjad usuvad, et mitmetuumalised protsessorid, täites lühema aja jooksul rohkem ülesandeid, vähendavad serveri energiatarbimist 40%. Integreeritud jahutussüsteemi tõhususe näide on Egenera ja Emerson Network Poweri CoolFrame lahendus. See võtab serveritest väljuva kuuma õhu, jahutab selle ja “viskab” tuppa, vähendades sellega põhisüsteemi koormust 23%.
suhtes kiipjahutus võimaldab soojust otse serveri kuumadest kohtadest, nagu keskprotsessorid, graafikaprotsessorid ja mälumoodulid, üle kanda riiuli välisõhku või masinaruumist väljapoole.
Energiatõhususe suurendamine on tänapäeval muutunud tõeliseks trendiks, mis andmekeskuste tarbimise mahtu arvestades pole üllatav: 25–40% kõigist tegevuskuludest tuleb elektriarvete tasumisest. Peamine probleem on aga selles, et iga IT-seadmete tarbitud kilovatt-tund muundatakse soojuseks, mille seejärel energiamahukad jahutusseadmed eemaldavad. Seetõttu ei lakka lähiaastatel aktuaalsust andmekeskuste energiatarbimise vähendamine – üha enam tekib uusi võimalusi andmekeskuste energiatõhususe tõstmiseks.
Muud materjalid meie blogist Habré kohta:
Allikas: www.habr.com