Nykyään käytetään paljon sähköä konesalien tehokkaan toiminnan varmistamiseksi. Vuonna 2013 vain Yhdysvaltain datakeskukset olivat noin 91 miljardia kilowattituntia energiaa, mikä vastaa 34 suuren hiilivoimalaitoksen vuosituotantoa.
Sähkö on edelleen yksi pääkulueristä konesaleja omistaville yrityksille, minkä vuoksi ne pyrkivät siihen atk-infrastruktuurin tehokkuutta. Tätä varten käytetään erilaisia teknisiä ratkaisuja, joista joistakin puhumme tänään.
/ valokuva
virtualisointi
Energiatehokkuuden parantamisessa virtualisoinnilla on useita vakuuttavia etuja. Ensinnäkin olemassa olevien palvelujen yhdistäminen harvempiin laitteistopalvelimiin mahdollistaa säästöjä laitteiston ylläpidossa, mikä tarkoittaa alhaisempia jäähdytys-, teho- ja tilakustannuksia. Toiseksi virtualisoinnin avulla voit optimoida laitteistoresurssien käytön ja joustavasti virtuaalinen teho heti työn aikana.
NRDC ja Anthesis pitivät yhteistä ja havaitsi, että korvaamalla 3100 150 palvelinta 2,1 virtuaalipalvelimella energiakustannuksia voitaisiin vähentää XNUMX miljoonalla dollarilla vuodessa. Kiinnostuksen kohteena ollut organisaatio säästi ylläpidossa ja laitteiden hankinnassa, vähensi järjestelmänvalvojien määrää, sai takuun tietojen palautuksesta mahdollisten ongelmien varalta ja pääsi eroon tarpeesta rakentaa toinen datakeskus.
Tulosten perusteella Gartnerin mukaan vuonna 2016 monien yritysten virtualisointitaso ylittää 75 % ja itse markkinoiden arvo on 5,6 miljardia dollaria. On kuitenkin olemassa tiettyjä tekijöitä, jotka estävät virtualisoinnin yleistymistä. Yksi tärkeimmistä syistä on edelleen palvelinkeskusten "uudelleenrakentaminen" uuteen toimintamalliin, koska sen kustannukset ylittävät usein mahdolliset hyödyt.
Energianhallintajärjestelmät
Tällaiset järjestelmät mahdollistavat jäähdytysjärjestelmän energiatehokkuuden lisäämisen tai IT-laitteiden energiankulutuksen vähentämisen, mikä johtaa viime kädessä kustannusten minimoimiseen. Tässä tapauksessa erityinen , joka valvoo palvelimen toimintaa, energiankulutusta ja kustannuksia, jakaa kuorman automaattisesti uudelleen ja jopa sammuttaa laitteet.
Yksi energianhallintaohjelmistotyypeistä on datakeskusten infrastruktuurin hallintajärjestelmät (DCIM), joilla seurataan, analysoidaan ja ennakoidaan eri laitteiden energiatehokkuutta. Useimpia DCIM-työkaluja ei käytetä suoraan IT- ja muiden laitteiden virrankulutuksen seuraamiseen, mutta monissa järjestelmissä on PUE (Power Usage Effectiveness) -laskimet. Intelin ja Dell DCIM:n mukaan tällaisia ratkaisuja 53 % IT-johtajista.
Suurin osa laitteistoista on nykyään jo suunniteltu energiatehokkaiksi, mutta laitteiston hankinnassa painotetaan usein enemmän alkuperäistä hintaa tai suorituskykyä kuin kokonaiskustannuksia, jolloin energiatehokkaat laitteet jäävät jäljelle. . Energialaskujen vähentämisen lisäksi tällaiset laitteet myös hiilidioksidipäästöjen määrä ilmakehään.
Tietojen pakkaus
On myös vähemmän ilmeisiä tapoja parantaa datakeskusten energiatehokkuutta, esimerkiksi vähentämällä tallennetun tiedon määrää. Harvoin käytetyn tiedon pakkaaminen säästää jopa 30 % energiaa, vaikka otettaisiin huomioon se, että resursseja kuluu myös pakkaamiseen ja purkamiseen. Tietojen duplikointi voi näyttää vieläkin houkuttelevamman tuloksen – 40–50 %. On syytä huomata, että vähän virtaa käyttävän tallennustilan käyttö "kylmille" tiedoille auttaa myös vähentämään virrankulutusta.
Zombie-palvelimien poistaminen käytöstä
Yksi konesalien tehottomaan energiankulutukseen johtavista ongelmista on käyttämättömät laitteet. Asiantuntijat Osa yrityksistä ei voi realistisesti arvioida tarvittavaa resurssien määrää, kun taas toiset ostavat palvelinkapasiteettia tulevaisuutta silmällä pitäen. Tämän seurauksena lähes 30 % palvelimista on käyttämättömänä, mikä kuluttaa 30 miljardia dollaria energiaa vuodessa.
Samaan aikaan tutkimuksen mukaan IT-päälliköt tunnistaa 15-30% asennetuista palvelimista, mutta älä poista laitteita mahdollisten seurausten pelossa. Vain 14 % vastaajista piti kirjaa käyttämättömistä palvelimista ja tiesi niiden likimääräisen lukumäärän.
Yksi vaihtoehto tämän ongelman ratkaisemiseksi on käyttää julkisia pilviä jakomaksumallilla, jolloin yritys maksaa vain tosiasiallisesti käytetystä kapasiteetista. Monet yritykset käyttävät jo tätä järjestelmää, ja Aligned Energy -palvelinkeskuksen omistaja Planossa, Texasissa väittää, että sen avulla asiakkaat voivat säästää 30–50 % vuodessa.
Palvelinkeskuksen ilmastointi
Tietokeskusten energiatehokkuudesta sen huoneen mikroilmasto, jossa laite sijaitsee. Jotta jäähdytysyksiköt toimisivat tehokkaasti, on tarpeen minimoida kylmähäviöt eristämällä konesalin huone ulkoisesta ympäristöstä ja estämällä lämmön siirtyminen seinien, katon ja lattian läpi. Erinomainen tapa on höyrysulku, joka säätelee myös huoneen kosteustasoa.
Liian korkea kosteus voi johtaa erilaisiin virheisiin laitteiden toiminnassa, lisääntyneeseen kulumiseen ja korroosioon, kun taas liian alhainen kosteus voi johtaa sähköstaattisiin purkauksiin. määrittää optimaalisen palvelinkeskuksen suhteellisen kosteuden tason välillä 40-55%.
Tehokas ilmavirran jakautuminen voi myös säästää 20-25 % energiankulutuksesta. Laitetelineiden oikea sijoittaminen auttaa tässä: konesalien tietokonehuoneiden jakaminen "kylmiin" ja "kuumiin" käytäviin. Tässä tapauksessa käytävien eristys on varmistettava: asenna rei'itetyt levyt tarvittaviin paikkoihin ja käytä tyhjiä paneeleja palvelinrivien väliin ilmavirtojen sekoittumisen estämiseksi.
On myös syytä harkita paitsi laitteiden sijaintia myös ilmastojärjestelmän sijaintia. Jaettaessa sali "kylmään" ja "kuumaan" käytäviin, ilmastointilaitteet tulee asentaa kohtisuoraan kuuman ilman virtauksiin nähden, jotta ne eivät pääse kylmällä ilmalla käytävään.
Yhtä tärkeä osa tehokkaassa lämmönhallinnassa konesalissa on johtojen sijoittaminen, jotka voivat estää ilmavirran, mikä vähentää staattista painetta ja vähentää IT-laitteiden jäähdytystehokkuutta. Tilanne voidaan korjata siirtämällä kaapelihyllyt korotetun lattian alta lähemmäs kattoa.
Luonnollinen ja nestejäähdytys
Erinomainen vaihtoehto erityisille ilmastointijärjestelmille on luonnollinen jäähdytys, jota voidaan käyttää kylminä vuodenaikoina. Nykyään teknologia mahdollistaa ekonomaiserin käytön sään salliessa. Battelle Laboratoriesin tutkimuksen mukaan ilmainen jäähdytys vähentää konesalin energiakustannuksia 13 %.
Economaisereja on kahta tyyppiä: ne, jotka käyttävät vain kuivaa ilmaa, ja sellaiset, jotka käyttävät lisäkastelua, kun ilmaa ei jäähdytetä riittävästi. Joissakin järjestelmissä voidaan yhdistää erityyppisiä ekonomaiseja monitasoisten jäähdytysjärjestelmien muodostamiseksi.
Mutta ilmajäähdytysjärjestelmät ovat usein tehottomia, koska ilmavirrat sekoittuvat tai poistunutta ylimääräistä lämpöä ei voida käyttää. Lisäksi tällaisten järjestelmien asentaminen aiheuttaa usein lisäkustannuksia ilmansuodattimille ja jatkuvalle valvonnalle.
Monet asiantuntijat uskovat, että nestejäähdytys toimii paremmin. Palvelimien nestejäähdytysjärjestelmien luomiseen erikoistuneen tanskalaisen toimittajan Asetekin edustaja John Hamill, neste on noin 4 tuhatta kertaa tehokkaampi lämmön varastoinnissa ja siirtämisessä kuin ilma. Ja Lawrence Berkeley National Laboratoryn yhteistyössä American Power Conversion Corporationin ja Silicon Valley Leadership Groupin kanssa tekemässä kokeessa, , että nestejäähdytyksen käytön ja jäähdytystornista tulevan vedensyötön ansiosta energiansäästö oli joissain tapauksissa jopa 50 %.
Muut tekniikat
Nykyään on kolme aluetta, joiden kehittäminen auttaa tehostamaan konesaleja: moniytimisprosessorien käyttö, integroidut jäähdytysjärjestelmät ja jäähdytys sirutasolla.
Tietokonevalmistajat uskovat, että moniytimiset prosessorit, jotka suorittavat enemmän tehtäviä lyhyemmässä ajassa, vähentävät palvelimien energiankulutusta 40 %. Esimerkki integroidun jäähdytysjärjestelmän tehokkuudesta on Egeneran ja Emerson Network Powerin CoolFrame-ratkaisu. Se ottaa palvelimilta ulos tulevan kuuman ilman, jäähdyttää sen ja "heittää" huoneeseen, mikä vähentää pääjärjestelmän kuormitusta 23 %.
Suhteen sirujäähdytys mahdollistaa lämmön siirtämisen suoraan palvelimen hot spoteista, kuten keskusyksiköistä, grafiikkasuoritusyksiköistä ja muistimoduuleista, telineen ilmaan tai konehuoneen ulkopuolelle.
Energiatehokkuuden lisäämisestä on tullut todellinen trendi nykyään, mikä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon datakeskusten kulutuksen määrä: 25–40 % kaikista käyttökustannuksista tulee sähkölaskujen maksamisesta. Suurin ongelma on kuitenkin se, että jokainen IT-laitteiden käyttämä kilowattitunti muuttuu lämmöksi, jonka sitten poistavat energiaintensiiviset jäähdytyslaitteet. Siksi tulevina vuosina datakeskusten energiankulutuksen vähentäminen ei lakkaa olemasta merkityksellistä - uusia tapoja lisätä datakeskusten energiatehokkuutta ilmaantuu yhä enemmän.
Muut materiaalit blogistamme Habressa:
Lähde: will.com