مراکز داده 3 تا 5 درصد از کل برق کره زمین را مصرف می کنند و در برخی کشورها مانند چین این رقم به 7 درصد می رسد. مراکز داده به برق 24 ساعته نیاز دارند تا تجهیزات به خوبی کار کنند. در نتیجه عملکرد مراکز داده باعث انتشار گازهای گلخانه ای در جو می شود و از نظر میزان تأثیر منفی بر طبیعت می توان آنها را با سفرهای هوایی مقایسه کرد. ما آخرین تحقیقات را جمع‌آوری کردیم تا بفهمیم مراکز داده چگونه بر محیط تأثیر می‌گذارند، آیا می‌توان آن را تغییر داد، و آیا طرح‌های مشابهی در روسیه وجود دارد یا خیر.
با توجه به مورد اخیر مراکز داده آگاه به محیط زیست Supermicro که راه حل های سبز را پیاده سازی می کنند می توانند اثرات زیست محیطی خود را تا 80 درصد کاهش دهند. و انرژی صرفه جویی شده برای روشن نگه داشتن تمام کازینوهای لاس وگاس به مدت 37 سال است. اما در حال حاضر، تنها 12 درصد از مراکز داده جهان را می توان "سبز" نامید.
بر اساس نظرسنجی از 5000 نماینده صنعت IT. مشخص شد که 86 درصد از پاسخ دهندگان به طور کلی به تأثیر مراکز داده بر محیط زیست فکر نمی کنند. و تنها 15 درصد از مدیران مراکز داده نگران مسئولیت اجتماعی و ارزیابی کارایی انرژی یک شرکت هستند. این صنعت تا حد زیادی بر روی اهداف مربوط به انعطاف پذیری عملیاتی به جای بهره وری انرژی متمرکز شده است. اگرچه تمرکز بر روی دومی برای مراکز داده سودمند است: یک شرکت متوسط می تواند تا 38 میلیون دلار در منابع انرژی صرفه جویی کند.
PUE
PUE (بازده مصرف انرژی) معیاری است که کارایی انرژی یک مرکز داده را ارزیابی می کند. این اقدام توسط اعضای کنسرسیوم گرین گرید در سال 2007 تصویب شد. PUE نشان دهنده نسبت انرژی الکتریکی مصرف شده توسط یک مرکز داده به انرژی مصرف شده مستقیماً توسط تجهیزات مرکز داده است. بنابراین، اگر مرکز داده 10 مگاوات برق از شبکه دریافت کند، و تمام تجهیزات در 5 مگاوات "نگه دارند"، نشانگر PUE 2 خواهد بود. اگر "شکاف" در قرائت ها کاهش یابد و بیشتر برق به تجهیزات برسد. ، ضریب تمایل به شاخص ایده آل یک است.
نظرسنجی مرکز داده جهانی آگوست توسط موسسه Uptime از 900 اپراتور مرکز داده بررسی کرد و میانگین جهانی PUE را پیدا کرد. در 1,59. به طور کلی، این رقم از سال 2013 در این سطح نوسان داشته است. برای مقایسه، در سال 2013 PUE 1,65، در سال 2018 - 1 و در سال 58 - 2019 بود.
اگرچه PUE برای مقایسه مراکز داده و جغرافیای مختلف به اندازه کافی منصفانه نیست، موسسه Uptime چنین جداول مقایسه ای را ایجاد می کند.
ناعادلانه بودن مقایسه به این دلیل است که برخی از مراکز داده در شرایط آب و هوایی بدتر قرار دارند. بنابراین، برای خنک کردن یک مرکز داده معمولی در آفریقا، به برق بسیار بیشتری نسبت به یک مرکز داده واقع در شمال اروپا نیاز است.
منطقی است که کم مصرف ترین مراکز داده در آمریکای لاتین، آفریقا، خاورمیانه و بخش هایی از منطقه آسیا و اقیانوسیه هستند. "نمونه ترین" از نظر شاخص PUE اروپا و منطقه ای بود که ایالات متحده و کانادا را متحد می کند. به هر حال، پاسخ دهندگان در این کشورها بیشتر است - به ترتیب 95 و 92 ارائه دهندگان مرکز داده.
این مطالعه همچنین مراکز داده در روسیه و کشورهای CIS را ارزیابی کرد. با این حال، تنها 9 پاسخ دهنده در نظرسنجی شرکت کردند. PUE مراکز داده داخلی و "همسایه" 1,6 بود.
نحوه کاهش PUE
خنک کننده طبیعی
طبق ، حدود 40 درصد از کل انرژی مصرف شده توسط مراکز داده صرف عملکرد سیستم های خنک کننده مصنوعی می شود. اجرای خنک کننده طبیعی (خنک کننده رایگان) به کاهش چشمگیر هزینه ها کمک می کند. با این سیستم هوای بیرون فیلتر، گرم یا سرد می شود و سپس به اتاق های سرور عرضه می شود. هوای گرم "اگزوز" به بیرون تخلیه می شود یا در صورت لزوم تا حدی با جریان ورودی مخلوط می شود.
در مورد سرمایش آزاد، آب و هوا از اهمیت بالایی برخوردار است. هرچه دمای هوای بیرون برای اتاق مرکز داده مناسب‌تر باشد، انرژی کمتری برای رساندن آن به «وضعیت» مطلوب مورد نیاز است.
علاوه بر این، مرکز داده را می توان در نزدیکی یک مخزن قرار داد - در این مورد، از آب آن می توان برای خنک کردن مرکز داده استفاده کرد. به هر حال، طبق پیش بینی های Stratistics MRC، تا سال 2023 ارزش بازار فناوری خنک کننده مایع به 4,55 میلیارد دلار خواهد رسید. از جمله انواع آن می توان به خنک کننده غوطه ور (غوطه ور کردن تجهیزات در روغن غوطه وری)، خنک کننده آدیاباتیک (بر اساس فناوری تبخیر، مورد استفاده در فیس بوک) اشاره کرد. مراکز داده) ، تبادل گرما (ماده خنک کننده دمای مورد نیاز مستقیماً با تجهیزات به قفسه می رود و گرمای اضافی را از بین می برد).
نظارت و تعویض به موقع تجهیزات
استفاده مناسب از ظرفیت های موجود در مرکز داده نیز به بهبود بهره وری انرژی کمک می کند. سرورهای خریداری شده یا باید برای وظایف مشتری کار کنند یا در زمان بیکاری انرژی مصرف نکنند. یکی از راه‌های کنترل، استفاده از نرم‌افزار مدیریت زیرساخت است. به عنوان مثال، سیستم مدیریت زیرساخت مرکز داده (DCIM). چنین نرم‌افزاری به‌طور خودکار بار را روی سرورها توزیع می‌کند، دستگاه‌های بلااستفاده را خاموش می‌کند، و توصیه‌هایی در مورد سرعت فن‌های تبرید ارائه می‌کند (دوباره، برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در خنک‌سازی اضافی).
بخش مهمی از بهبود بهره وری انرژی یک مرکز داده، به روز رسانی به موقع تجهیزات است. یک سرور قدیمی اغلب از نظر عملکرد و مصرف منابع نسبت به نسل جدید ضعیف تر است. بنابراین، برای کاهش PUE، توصیه می شود تا آنجا که ممکن است تجهیزات را به روز کنید - برخی از شرکت ها هر سال این کار را انجام می دهند. از تحقیقات Supermicro: چرخه‌های بهینه‌سازی سخت‌افزار می‌توانند زباله‌های الکترونیکی را تا بیش از ۸۰ درصد کاهش دهند و بهره‌وری مرکز داده را تا ۱۵ درصد بهبود بخشند.
همچنین راه‌هایی برای بهینه‌سازی اکوسیستم مرکز داده‌تان بدون شکستن بانک وجود دارد. به عنوان مثال، می‌توانید شکاف‌های کابینت‌های سرور را ببندید تا از نشت هوای سرد جلوگیری کنید، راهروهای سرد یا گرم را جدا کنید، سروری که بار زیادی دارد را به قسمت خنک‌تری از مرکز داده منتقل کنید و غیره.
سرورهای فیزیکی کمتر - ماشین های مجازی بیشتر
VMware تخمین می زند که تغییر به سرورهای مجازی در برخی موارد می تواند مصرف انرژی را تا 80 درصد کاهش دهد. این امر با این واقعیت توضیح داده می شود که قرار دادن تعداد بیشتری از سرورهای مجازی روی تعداد کمتری از ماشین های فیزیکی به طور منطقی هزینه نگهداری سخت افزار، خنک کننده و برق را کاهش می دهد.
NRDC و Anthesis نشان دادند که جایگزینی 3 سرور با 000 ماشین مجازی باعث صرفه جویی 150 میلیون دلاری در هزینه برق می شود.
از جمله، مجازی سازی امکان توزیع مجدد و افزایش منابع مجازی (پردازنده، حافظه، ذخیره سازی) را در این فرآیند فراهم می کند. بنابراین، برق صرفاً برای اطمینان از عملکرد، بدون احتساب هزینه های تجهیزات بیکار، صرف می شود.
البته می توان منابع انرژی جایگزین را نیز برای بهبود بهره وری انرژی انتخاب کرد. برای رسیدن به این هدف، برخی از مراکز داده از پنل های خورشیدی و ژنراتورهای بادی استفاده می کنند. با این حال، اینها پروژه های بسیار گران قیمتی هستند که فقط شرکت های بزرگ می توانند از عهده آن برآیند.
"سبزها" در عمل
تعداد مراکز داده در جهان از 500 نفر در سال 000 به بیش از 2012 میلیون نفر رسید. تولید برق مورد نیاز مراکز داده ارتباط مستقیمی با میزان انتشار کربن حاصل از احتراق سوخت های فسیلی دارد.
دانشمندان دانشگاه آزاد بریتانیا که مراکز داده 2 درصد از انتشار CO2 جهانی را تولید می کنند. این تقریباً همان مقداری است که بزرگترین خطوط هوایی جهان منتشر می کنند. بر اساس مطالعه GreenPeace در سال 2019، نیروگاه ها برای تامین انرژی 44 مرکز داده در چین، 2018 میلیون تن CO99 را در سال XNUMX در جو منتشر کردند.
رهبران بزرگ جهان مانند اپل، گوگل، فیسبوک، آکامای، مایکروسافت، مسئولیت تاثیر منفی بر طبیعت را بر عهده می گیرند و با استفاده از فناوری های "سبز" سعی در کاهش آن دارند. بنابراین، ساتیا نادلا، مدیر عامل مایکروسافت در مورد قصد این شرکت برای دستیابی به سطح منفی انتشار کربن تا سال 2030 و تا سال 2050 برای حذف کامل پیامدهای انتشار از زمان تاسیس شرکت در سال 1975 صحبت کرد.
این غول های تجاری اما منابع کافی برای اجرای برنامه های خود را دارند. در متن به چندین مرکز داده کمتر شناخته شده "سبز شدن" اشاره خواهیم کرد.
کلوسوس
مرکز داده، واقع در Ballengen (نروژ)، خود را به عنوان یک مرکز داده با 100٪ انرژی تجدیدپذیر تغذیه می کند. بنابراین، برای اطمینان از عملکرد تجهیزات، از آب برای خنک کردن سرورها، مولدهای برق آب و باد استفاده می شود. تا سال 2027، مرکز داده قصد دارد از 1000 مگاوات توان الکتریکی فراتر رود. اکنون کولوس 60 درصد در برق صرفه جویی می کند.
داده های نسل بعدی
مرکز داده بریتانیا به شرکت هایی مانند هلدینگ مخابراتی BT Group، IBM، Logica و دیگران خدمات می دهد. در سال 2014، NGD گفت که به PUE ایده آل خود رسیده است. مرکز داده با استفاده از پنل های خورشیدی واقع در سقف مرکز داده به حداکثر بهره وری انرژی نزدیک شد. با این حال، سپس کارشناسان نتیجه تا حدودی اتوپیایی را زیر سوال بردند.
فورت ناکس سوئیس
این مرکز داده نوعی پروژه لفت است. این مرکز داده در محل یک پناهگاه قدیمی جنگ سرد، که توسط ارتش سوئیس در صورت درگیری هسته ای ساخته شده بود، "بزرگ شد". علاوه بر این که مرکز داده در واقع فضایی را در سطح سیاره اشغال نمی کند، از آب یخبندان یک دریاچه زیرزمینی نیز در سیستم های خنک کننده خود استفاده می کند. به لطف این، دمای سیستم خنک کننده در 8 درجه سانتیگراد نگه داشته می شود.
Equinix AM3
این مرکز داده، واقع در آمستردام، از برج های خنک کننده Aquifer Thermal Energy Storage در زیرساخت های خود استفاده می کند. هوای خنک آنها دمای راهروهای گرم را کاهش می دهد. علاوه بر این، مرکز داده از سیستم های خنک کننده مایع استفاده می کند و فاضلاب گرم شده برای گرمایش در دانشگاه آمستردام استفاده می شود.
آنچه در روسیه است
تحقیق CNews افزایش تعداد رک ها را در میان بزرگترین ارائه دهندگان خدمات مرکز داده روسیه فاش کرد. در سال 2019، رشد 10٪ (تا 36,5 هزار) بود و در سال 2020 تعداد رک ها ممکن است 20٪ دیگر افزایش یابد. ارائه دهندگان مرکز داده قول می دهند که در سال جاری رکوردی را ثبت کرده و 6961 رک دیگر را به مشتریان ارائه کنند.
بر CNews، بهره وری انرژی راه حل ها و تجهیزات مورد استفاده برای اطمینان از عملکرد مرکز داده در سطح بسیار پایینی است - 1 وات توان مفید تا 50٪ از هزینه های غیر تولید را تشکیل می دهد.
با این وجود، مراکز داده روسیه انگیزه ای برای کاهش شاخص PUE دارند. با این حال، محرک پیشرفت برای بسیاری از ارائه دهندگان، توجه به محیط زیست و مسئولیت اجتماعی نیست، بلکه منافع اقتصادی است. مصرف ناپایدار انرژی هزینه دارد.
در سطح ایالتی، هیچ استاندارد زیست محیطی در مورد عملکرد مراکز داده، و یا هیچ انگیزه اقتصادی برای کسانی که طرح های "سبز" را اجرا می کنند وجود ندارد. بنابراین، در روسیه هنوز مسئولیت شخصی مراکز داده است.
متداول ترین راه ها برای نشان دادن آگاهی زیست محیطی در مراکز داده داخلی:
- انتقال به روش های کارآمدتر تجهیزات خنک کننده (سیستم های خنک کننده رایگان و خنک کننده مایع)؛
- دفع تجهیزات و زباله های غیر مستقیم از مراکز داده؛
- جبران تاثیر منفی مراکز داده بر طبیعت از طریق مشارکت در کمپین های زیست محیطی و سرمایه گذاری در پروژه های زیست محیطی.
کریل مالوانوف، مدیر فنی Selectel
امروزه PUE مراکز داده Selectel 1,25 (DC Dubrovka در منطقه لنینگراد) و 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC در مسکو) است. ما نسبت را کنترل می کنیم و سعی می کنیم از راه حل های کم مصرف برای سرمایش، روشنایی و سایر جنبه های عملیات استفاده کنیم. سرورهای مدرن اکنون تقریباً همان مقدار انرژی مصرف می کنند؛ هیچ فایده ای ندارد که افراط کنید و برای 10 وات بجنگید. با این حال، از نظر تجهیزاتی که مراکز داده را نیرو می دهد، رویکرد در حال تغییر است - ما همچنین به شاخص های بهره وری انرژی نگاه می کنیم.
اگر در مورد بازیافت صحبت کنیم، سلکتل با چندین شرکت مرتبط با تجهیزات بازیافت قراردادهایی منعقد کرده است. نه تنها سرورها، بلکه بسیاری چیزهای دیگر نیز به ضایعات فرستاده می شوند: باتری ها از منابع تغذیه بدون وقفه، اتیلن گلیکول از سیستم های خنک کننده. ما حتی کاغذهای باطله - مواد بسته بندی را از تجهیزاتی که به مراکز داده ما می رسد، جمع آوری و بازیافت می کنیم.
سلستل پا را فراتر گذاشت و برنامه "Green Selectel" را راه اندازی کرد. اکنون این شرکت سالانه یک درخت برای هر سروری که در مراکز داده شرکت اجرا می شود، کاشته است. این شرکت اولین کاشت جنگل انبوه خود را در 19 سپتامبر - در مناطق مسکو و لنینگراد انجام داد. در مجموع 20 درخت کاشته شد که در آینده قادر خواهند بود تا 000 لیتر اکسیژن در سال تولید کنند. تبلیغات به همین جا ختم نمی شود؛ برنامه هایی برای اجرای طرح های "سبز" در طول سال وجود دارد. شما می توانید از تبلیغات جدید در وب سایت مطلع شوید و .
منبع: www.habr.com