Aujourd’hui, une grande quantité d’électricité est dépensée pour assurer le fonctionnement efficace des centres de données. En 2013, seuls les centres de données américains étaient environ 91 milliards de kilowattheures d'énergie, soit l'équivalent de la production annuelle de 34 grandes centrales électriques au charbon.
L'électricité reste l'un des principaux postes de dépenses des entreprises qui possèdent des centres de données, c'est pourquoi elles tentent de l'efficacité de l'infrastructure informatique. Pour cela, diverses solutions techniques sont utilisées, dont certaines dont nous parlerons aujourd'hui.
/ photo
La virtualisation
Lorsqu'il s'agit d'améliorer l'efficacité énergétique, la virtualisation présente plusieurs avantages incontestables. Premièrement, la consolidation des services existants sur moins de serveurs matériels permet de réaliser des économies sur la maintenance du matériel, ce qui se traduit par une réduction des coûts de refroidissement, d'alimentation et d'espace. Deuxièmement, la virtualisation vous permet d'optimiser l'utilisation des ressources matérielles et de manière flexible puissance virtuelle en plein processus de travail.
NRDC et Anthesis ont organisé une réunion conjointe et a constaté qu'en remplaçant 3100 150 serveurs par 2,1 hôtes virtuels, les coûts énergétiques pourraient être réduits de XNUMX millions de dollars par an. L'organisation qui faisait l'objet d'intérêt a économisé sur la maintenance et l'achat d'équipements, a réduit le personnel des administrateurs système, a reçu une garantie de récupération des données en cas de problème et s'est débarrassée de la nécessité de construire un autre centre de données.
Selon les résultats Gartner, en 2016, le niveau de virtualisation de nombreuses entreprises dépassera 75 % et le marché lui-même 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 difficulté de « reconstruire » les centres de données selon un nouveau modèle opérationnel, car les coûts de cette démarche dépassent souvent les avantages potentiels.
Systèmes de gestion de l'énergie
De tels systèmes permettent d'augmenter l'efficacité énergétique du système de refroidissement ou de réduire la consommation d'énergie des équipements informatiques, ce qui conduit in fine à une minimisation des coûts. Dans ce cas, un spécial , qui surveille l'activité du serveur, la consommation d'énergie et les coûts, redistribue automatiquement la charge et éteint même l'équipement.
Un type de logiciel de gestion de l'énergie est constitué par les systèmes de gestion de l'infrastructure du centre de données (DCIM), qui sont utilisés pour surveiller, analyser et prédire l'efficacité énergétique de divers équipements. La plupart des outils DCIM ne sont pas utilisés pour surveiller directement la consommation électrique des équipements informatiques et autres, mais de nombreux systèmes sont livrés avec des calculateurs PUE (Power Usage Effectiveness). Selon Intel et Dell DCIM, de telles solutions 53% des responsables informatiques.
Aujourd'hui, la plupart des matériels sont déjà conçus pour être économes en énergie, mais l'achat de matériel met souvent davantage l'accent sur le prix ou les performances initiales plutôt que sur le coût total de possession, laissant ainsi le matériel économe en énergie. . En plus de réduire les factures d'énergie, de tels équipements également la quantité de CO2 émise dans l'atmosphère.
Compression de données
Il existe également des approches moins évidentes pour améliorer l'efficacité énergétique des centres de données, par exemple en réduisant la quantité de données stockées. Compression de données rarement utilisées économisez jusqu'à 30 % d'énergie, même en tenant compte du fait que des ressources sont également consommées pour la compression et la décompression. La déduplication des données peut donner un résultat encore plus intéressant : 40 à 50 %. Il convient de noter que le recours à un stockage basse consommation pour les données « froides » permet également de réduire la consommation électrique.
Désactivation des serveurs zombies
L’un des problèmes conduisant à une consommation d’énergie inefficace dans les centres de données est l’inactivité des équipements. Experts que certaines entreprises ne peuvent pas estimer de manière réaliste la quantité de ressources requise, tandis que d'autres achètent de la capacité de serveur en pensant à l'avenir. En conséquence, près de 30 % des serveurs sont inactifs, consommant 30 milliards de dollars d'énergie par an.
Parallèlement, selon l'étude, les responsables informatiques identifier de 15 à 30 % des serveurs installés, mais ne pas amortir le matériel, craignant les conséquences possibles. Seulement 14 % des personnes interrogées conservaient des enregistrements des serveurs inutilisés et connaissaient leur nombre approximatif.
Une option pour résoudre ce problème consiste à utiliser des cloud publics avec un modèle de paiement à l'utilisation, dans lequel l'entreprise ne paie que pour la capacité réellement utilisée. De nombreuses entreprises utilisent déjà ce système, et le propriétaire du centre de données Aligned Energy à Plano, au Texas, affirme qu'il permet aux clients d'économiser 30 à 50 % par an.
Contrôle climatique du centre de données
Sur l'efficacité énergétique des centres de données microclimat de la pièce dans laquelle se trouve l'équipement. Pour que les unités de refroidissement fonctionnent efficacement, il est nécessaire de minimiser les pertes de froid en isolant la salle du centre de données de l'environnement extérieur et en empêchant le transfert 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 diverses erreurs de fonctionnement des équipements, une usure accrue et de la corrosion, tandis qu'une humidité trop faible peut entraîner des décharges électrostatiques. détermine le niveau optimal d'humidité relative pour un centre de données compris entre 40 et 55 %.
Une distribution efficace du flux d’air peut également permettre d’économiser 20 à 25 % de la consommation d’énergie. Le placement correct des racks d'équipement y contribuera : diviser les salles informatiques du centre de données en couloirs « froids » et « chauds ». Dans ce cas, il faut assurer l'isolation des couloirs : installer des plaques perforées aux endroits nécessaires et utiliser des panneaux vierges entre les rangées de serveurs pour éviter le mélange des flux d'air.
Il convient également de prendre en compte non seulement l'emplacement de l'équipement, mais également celui du système climatique. Lors de la division du hall en couloirs « froids » et « chauds », les climatiseurs doivent être installés perpendiculairement aux flux d'air chaud pour éviter que ces derniers ne pénètrent dans le couloir avec de l'air froid.
Un aspect tout aussi important d’une gestion thermique efficace dans un centre de données est l’emplacement des câbles, qui peuvent obstruer la circulation de l’air, réduisant ainsi la pression statique et réduisant l’efficacité du refroidissement des équipements informatiques. La situation peut être corrigée en rapprochant les chemins de câbles du dessous du faux-plancher du plafond.
Refroidissement naturel et liquide
Une excellente alternative aux systèmes de climatisation dédiés est le refroidissement naturel, qui peut être utilisé pendant les saisons froides. Aujourd'hui, la technologie permet de passer à l'utilisation d'un économiseur lorsque la météo le permet. Selon une étude des Laboratoires Battelle, le refroidissement gratuit réduit les coûts énergétiques des centres de données de 13 %.
Il existe deux types d'économiseurs : ceux qui utilisent uniquement de l'air sec et ceux qui utilisent une irrigation supplémentaire lorsque l'air n'est pas suffisamment refroidi. Certains systèmes peuvent combiner différents types d'économiseurs pour former des systèmes de refroidissement à plusieurs niveaux.
Mais les systèmes de refroidissement par air sont souvent inefficaces en raison du mélange des flux d’air ou de l’incapacité d’utiliser l’excès de chaleur évacué. De plus, l'installation de tels systèmes entraîne souvent des coûts supplémentaires pour les filtres à air et une surveillance constante.
De nombreux experts estiment que le refroidissement liquide fait mieux son travail. Représentant de l'éditeur danois Asetek, spécialisé dans la création de systèmes de refroidissement liquide pour serveurs, John Hamill, ce liquide est environ 4 XNUMX fois plus efficace que l’air en termes de stockage et de transfert de chaleur. Et lors d'une expérience menée par le Lawrence Berkeley National Laboratory en collaboration avec l'American Power Conversion Corporation et le Silicon Valley Leadership Group, , que grâce à l'utilisation du refroidissement liquide et de l'alimentation en eau de la tour de refroidissement, dans certains cas, les économies d'énergie ont atteint 50 %.
Autres technologies
Aujourd'hui, il existe trois domaines dont le développement contribuera à rendre les centres de données plus efficaces : l'utilisation de processeurs multicœurs, les systèmes de refroidissement intégrés et le refroidissement au niveau des puces.
Les fabricants d'ordinateurs estiment que les processeurs multicœurs, en accomplissant davantage de tâches dans un laps de temps plus court, réduiront la consommation d'énergie des serveurs de 40 %. Un exemple de l'efficacité d'un système de refroidissement intégré est la solution CoolFrame d'Egenera et Emerson Network Power. Il récupère l'air chaud sortant des serveurs, le refroidit et le « rejette » dans la pièce, réduisant ainsi la charge sur le système principal de 23 %.
en ce qui concerne Grâce au refroidissement des puces, il permet de transférer la chaleur directement des points chauds du serveur, tels que les unités centrales, les unités de traitement graphique et les modules de mémoire, vers l'air ambiant du rack ou à l'extérieur de la salle informatique.
L'augmentation de l'efficacité énergétique est devenue aujourd'hui une véritable tendance, ce qui n'est pas surprenant compte tenu du volume de consommation des centres de données : 25 à 40 % de toutes les dépenses de fonctionnement proviennent du paiement des factures d'électricité. Mais le principal problème est que chaque kilowattheure consommé par les équipements informatiques est converti en chaleur, qui est ensuite évacuée par des équipements de refroidissement énergivores. Par conséquent, dans les années à venir, la réduction de la consommation d'énergie des centres de données ne cessera pas d'être pertinente - de plus en plus de nouvelles façons d'augmenter l'efficacité énergétique des centres de données apparaîtront.
Autres documents de notre blog sur Habré :
Source: habr.com