L'efficacité opérationnelle des centres de données nécessite aujourd'hui une consommation d'énergie considérable. En 2013, les centres de données des États-Unis ont consommé 91 milliards de kilowattheures d'énergie, ce qui équivaut à la production annuelle de 34 grandes centrales électriques au charbon.
L'électricité reste l'un des principaux postes de dépenses pour les entreprises propriétaires des centres de données, c'est pourquoi elles cherchent à l'efficacité de leur infrastructure informatique. Pour ce faire, plusieurs solutions techniques sont mises en œuvre, dont certaines que nous allons aborder aujourd'hui.
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Virtualisation
Lorsque l'on parle d'amélioration de l'efficacité énergétique, la virtualisation présente plusieurs avantages indéniables. Tout d'abord, la consolidation des services existants sur un plus petit nombre de serveurs physiques permet d'économiser sur la maintenance du matériel, ce qui signifie une réduction des coûts de refroidissement, d'électricité et d'espace occupé. De plus, la virtualisation permet d'optimiser l'utilisation des ressources matérielles et de redistribuer les capacités virtuelles en cours d'exploitation.
Les entreprises NRDC et Anthesis ont mené conjointement et ont établi qu'en remplaçant 3 100 serveurs par 150 hôtes virtuels, on peut réaliser une réduction des coûts énergétiques de 2,1 millions de dollars par an. L'organisation concernée a économisé sur la maintenance et l'achat d'équipement, réduit le nombre d'administrateurs système, obtenu une garantie de reprise des données en cas de problème, et s'est évitée la nécessité de construire un autre centre de données.
Selon les résultats de Gartner, en 2016, le taux de virtualisation de nombreuses entreprises dépassera 75 %, et le marché sera évalué à 5,6 milliards de dollars. Cependant, certains facteurs freinent l'adoption généralisée de la virtualisation. L'une des principales raisons reste la complexité de la 'réorganisation' des centres de données vers un nouveau modèle opérationnel, car les coûts liés à cela dépassent souvent les bénéfices potentiels.
Systèmes de gestion de la consommation d'énergie
Ces systèmes permettent d'augmenter l'efficacité énergétique du système de refroidissement ou de réduire la consommation d'énergie des équipements informatiques, ce qui conduit finalement à une minimisation des coûts. Dans ce cas, un , qui surveille l'activité des serveurs, la consommation et le coût de l'électricité, redistribuant automatiquement la charge et même éteignant le matériel.
L'un des types de logiciels de gestion de l'énergie est les systèmes de gestion d'infrastructure de centre de données (DCIM), utilisés pour contrôler, analyser et prévoir les indicateurs d'efficacité énergétique de divers équipements. La plupart des outils DCIM ne sont pas utilisés pour contrôler directement la consommation d'énergie des équipements informatiques et autres, mais de nombreux systèmes sont équipés de calculateurs PUE (Power Usage Effectiveness). Selon les données d'Intel et de Dell DCIM, de telles solutions 53 % des responsables informatiques.
Aujourd'hui, la majeure partie du matériel est déjà conçue pour une consommation d'énergie économique, mais lors de l'achat de matériel, on accorde souvent plus d'attention au prix initial ou à la performance, plutôt qu'au coût total de possession, ce qui fait que le matériel écoénergétique reste . En plus de réduire les factures d'électricité, ce type de matériel également la quantité d'émissions de CO2 dans l'atmosphère.
Compression des données
Il existe également des approches moins évidentes pour améliorer l'efficacité énergétique des centres de données, comme la réduction du volume de données stockées. La compression des données peu utilisées économiser jusqu'à 30 % d'énergie, même en tenant compte du fait que la compression et la décompression nécessitent également des ressources. La déduplication des données peut montrer un résultat encore plus intéressant – 40 à 50 %. Il convient également de noter que l'utilisation de solutions de stockage à faible consommation pour les données « froides » aide à réduire la consommation d'électricité.
Désactivation des « serveurs zombies »
L'un des problèmes conduisant à un gaspillage inefficace d'électricité dans les centres de données est le matériel inactif. Les experts , que certaines entreprises ne peuvent pas évaluer correctement le nombre de ressources nécessaires, et d'autres achètent des capacités serveurs avec une vision à long terme. En conséquence, près de 30 % des serveurs restent inactifs, consommant ainsi de l'énergie pour 30 milliards de dollars par an.
Cependant, selon une étude, les responsables informatiques identifier de 15 à 30 % des serveurs installés, mais n'ayant pas retiré le matériel, craignant les conséquences possibles. Seulement 14 % des répondants suivaient les serveurs inutilisés et connaissaient leur nombre approximatif.
Une des solutions à ce problème est d'utiliser des clouds publics avec un modèle de paiement à l'utilisation, où l'entreprise ne paie que pour les ressources réellement utilisées. De nombreuses entreprises fonctionnent déjà selon ce schéma, et le propriétaire du centre de données Aligned Energy à Plano, au Texas, affirme que cela permet aux clients d'économiser de 30 à 50 % par an.
Gestion du microclimat du centre de données
L'efficacité énergétique du centre de données par le microclimat de la pièce où se trouvent les équipements. Pour un fonctionnement efficace des installations de refroidissement, il est nécessaire de minimiser les pertes de froid, en isolant la pièce du centre de données des impacts de l'environnement extérieur et en prévenant les échanges de chaleur à travers les murs, le plafond et le sol. Un excellent moyen est le pare-vapeur, qui régule également le niveau d'humidité dans la pièce.
Une humidité trop élevée peut entraîner divers dysfonctionnements des équipements, un usure accrue et de la corrosion, tandis qu'une humidité trop basse peut provoquer des décharges électrostatiques. définit le niveau optimal d'humidité relative pour un centre de données entre 40 et 55 %.
Une distribution efficace des flux d'air peut également permettre d'économiser 20 à 25 % de l'énergie consommée. Cela peut être réalisé grâce à un bon placement des racks : séparer les salles des machines du centre de données en corridors « froids » et « chauds ». Il est également nécessaire d'assurer l'isolation des couloirs : installer des dalles perforées aux endroits nécessaires et utiliser des panneaux de blocage entre les rangées de serveurs pour éviter le mélange des flux d'air.
Il convient également de réfléchir non seulement à l'emplacement des équipements, mais aussi à celui des systèmes de climatisation. Lors de la séparation de la salle en corridors « froids » et « chauds », les climatiseurs doivent être installés perpendiculairement aux courants d'air chauds, afin d'empêcher leur pénétration dans le couloir à air froid.
Un aspect tout aussi important de la gestion efficace de la température dans un centre de données est l'emplacement des câbles, qui peuvent entraver le mouvement des flux d'air, réduisant ainsi la pression statique et diminuant l'efficacité du refroidissement de l'équipement informatique. Déplacer les chemins de câbles du faux plancher vers le plafond permettra de corriger la situation.
Refroidissement naturel et liquide
Une excellente alternative aux systèmes de contrôle climatique spéciaux est le refroidissement naturel, qui peut être utilisé pendant les périodes froides de l'année. Aujourd'hui, les technologies permettent d'utiliser un économiseur en fonction des conditions météorologiques. Selon une étude des laboratoires Battelle, le refroidissement naturel réduit les coûts d'électricité des centres de données de 13 %.
Il existe deux types d'économiseurs : ceux qui utilisent uniquement de l'air sec et ceux qui utilisent un arrosage supplémentaire lorsque l'air n'est pas suffisamment refroidi. Certains systèmes peuvent combiner différents types d'économiseurs, formant des systèmes de refroidissement multicouches.
Cependant, les systèmes de refroidissement par air se révèlent souvent inefficaces en raison du mélange des flux d'air ou de l'impossibilité d'utiliser la chaleur excédentaire évacuée. De plus, l'installation de tels systèmes entraîne souvent des coûts supplémentaires liés aux filtres à air et à la surveillance constante.
De nombreux experts estiment que le refroidissement liquide est plus efficace dans sa tâche. John Hamill, représentant du fournisseur danois Asetek, spécialisé dans la création de systèmes de refroidissement liquide pour serveurs, , que le liquide est environ 4 000 fois plus efficace pour le stockage et le transfert de chaleur que l'air. Lors d'une expérience réalisée par le Laboratoire national Lawrence Berkeley en collaboration avec la société American Power Conversion et le Silicon Valley Leadership Group, il a été , qu'en utilisant le refroidissement liquide et en fournissant de l'eau provenant d'une tour de refroidissement, dans certains cas, les économies d'énergie atteignaient 50 %.
D'autres technologies
Aujourd'hui, trois tendances se développent pour rendre le fonctionnement des centres de données plus efficace : l'utilisation de processeurs multicœurs, des systèmes de refroidissement intégrés et le refroidissement au niveau des puces.
Les fabricants d'ordinateurs sont convaincus que les processeurs multicœurs, en accomplissant plus de tâches en moins de temps, permettront de réduire la consommation d'énergie des serveurs de 40 %. Un exemple d'efficacité du système de refroidissement intégré est la solution CoolFrame de la société Egenera et Emerson Network Power. Elle capture l'air chaud provenant des serveurs, le refroidit et le « rejette » dans la pièce, réduisant ainsi la charge sur le système principal de 23 %.
Concernant de refroidissement des puces, elle permet d'évacuer la chaleur directement des « points chauds » du serveur, tels que les unités centrales de traitement, les unités de traitement graphique et les modules de mémoire, vers l'air ambiant des racks ou en dehors de la salle des machines.
L'augmentation de l'efficacité énergétique est devenue une véritable tendance aujourd'hui, ce qui n'est pas surprenant compte tenu des volumes de consommation des centres de données : 25 à 40 % de toutes les dépenses d'exploitation sont consacrées au paiement des factures d'électricité. Mais le véritable problème est que chaque kilowattheure consommé par l'équipement informatique se transforme en chaleur, qui doit ensuite être évacuée à l'aide d'équipements de refroidissement nécessitant beaucoup d'énergie. Par conséquent, dans les prochaines années, la réduction de la consommation d'énergie des centres de données continuera d'être d'actualité - de nouvelles façons d'augmenter l'efficacité énergétique des Data Centers apparaîtront.
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Source : habr.com
