Les centres de données consomment 3 à 5 % de l'électricité mondiale et dans certains pays, comme la Chine, ce chiffre atteint 7 %. Les centres de données ont besoin d’électricité 24h/7 et XNUMXj/XNUMX pour assurer le bon fonctionnement de leurs équipements. En conséquence, le fonctionnement du centre de données provoque des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, et en termes de niveau d'impact négatif sur l'environnement, elles peuvent être comparées au transport aérien. Nous avons rassemblé les dernières recherches pour savoir comment les centres de données affectent l'environnement, s'il est possible de le modifier et s'il existe des initiatives similaires en Russie.
Selon ce dernier chez Supermicro, les centres de données respectueux de l'environnement mettant en œuvre des solutions vertes pourraient réduire leur impact environnemental de 80 %. Et l’électricité économisée permettra de maintenir tous les casinos de Las Vegas allumés pendant 37 ans. Mais à l’heure actuelle, seuls 12 % des centres de données dans le monde peuvent être qualifiés de « verts ».
sur la base d'une enquête menée auprès de 5000 86 représentants de l'industrie informatique. Il s'est avéré que 15 % des personnes interrogées ne pensent généralement pas à l'impact des centres de données sur l'environnement. Et seulement 38 % des responsables de centres de données se soucient de la responsabilité sociale et de l’évaluation de l’efficacité énergétique d’une entreprise. En général, l’industrie se concentre sur des objectifs liés à la garantie d’une tolérance aux pannes de fonctionnement plutôt que sur l’efficacité énergétique. Bien qu'il soit avantageux pour les centres de données de se concentrer sur ce dernier point : l'entreprise moyenne peut économiser jusqu'à XNUMX millions de dollars en ressources énergétiques.
PUE
Le PUE (Power Utilization Efficiency) est une mesure de l’efficacité énergétique du centre de données. La mesure a été approuvée par les membres du consortium The Green Grid en 2007. Le PUE reflète le rapport entre l’énergie électrique consommée par le centre de données et l’énergie directement consommée par les équipements du centre de données. Ainsi, si le centre de données reçoit 10 MW de puissance du réseau et que tous les équipements « restent » à 5 MW, l'indicateur PUE sera de 2. Si « l'écart » dans les lectures diminue et que la majeure partie de l'électricité atteint l'équipement , le coefficient tendra vers l'indicateur idéal est un.
Dans le rapport d'août de l'enquête mondiale sur les centres de données de l'Uptime Institute (parmi les répondants - 900 opérateurs de centres de données), le ratio PUE mondial moyen au niveau de 1,59. Globalement, le taux fluctue à ce niveau depuis 2013. À titre de comparaison, en 2013, le PUE était de 1,65, en 2018 de 1 et en 58 de 2019.
Bien que le score PUE ne soit pas suffisamment juste pour comparer différents centres de données et zones géographiques, l'Uptime Institute compile de tels tableaux de comparaison.
La comparaison est injuste car certains centres de données se trouvent dans les pires conditions climatiques. Ainsi, pour refroidir un centre de données conditionnel en Afrique, il faut beaucoup plus d'électricité qu'un centre de données situé dans le nord de l'Europe.
Logiquement, les centres de données les plus économes en énergie se trouvent en Amérique latine, en Afrique, au Moyen-Orient et dans certaines parties de la région Asie-Pacifique. L'Europe et la région réunissant les USA et le Canada sont devenues les plus « exemplaires » en termes de PUE. À propos, il y a plus de répondants dans ces pays - respectivement 95 et 92 fournisseurs de centres de données.
L'étude a également évalué les centres de données en Russie et dans les pays de la CEI. Certes, seuls 9 répondants ont participé à l'enquête. Le PUE des centres de données nationaux et « voisins » était de 1,6.
Comment réduire le PUE
Refroidissement naturel
selon , environ 40 % de toute l'énergie consommée par les centres de données est destinée au fonctionnement des systèmes de refroidissement artificiel. La mise en œuvre du freecooling (free-cooling) permet de réduire considérablement les coûts. Avec un tel système, l’air extérieur est filtré, chauffé ou refroidi, après quoi il est introduit dans les salles de serveurs. L'air chaud « évacué » est évacué ou partiellement mélangé, si nécessaire, au flux entrant.
Dans le cas du freecooling, le climat revêt une grande importance. Plus la température de l’air extérieur est adaptée au hall du data center, moins il faut d’énergie pour l’amener à la « condition » souhaitée.
De plus, le centre de données peut être situé à proximité d'un réservoir - dans ce cas, l'eau qui en sort peut être utilisée pour refroidir le centre de données. D'ailleurs, selon les prévisions de Stratistics MRC, la valeur marchande des technologies de refroidissement liquide atteindra 2023 milliards de dollars d'ici 4,55. Parmi ces types figurent le refroidissement par immersion (immersion des équipements dans de l'huile d'immersion), le refroidissement adiabatique (basé sur la technologie d'évaporation, utilisée dans le Centre de données Facebook) , échangeur de chaleur (le liquide de refroidissement de la température requise arrive directement au rack d'équipement, éliminant l'excès de chaleur).
Surveillance et remplacement rapide des équipements
L'utilisation correcte des capacités disponibles dans le centre de données contribuera également à améliorer l'efficacité énergétique. Les serveurs déjà achetés doivent soit fonctionner pour les tâches des clients, soit ne pas consommer d'énergie pendant les temps d'arrêt. Une façon de contrôler la situation consiste à utiliser un logiciel de gestion des infrastructures. Par exemple, le système de gestion de l'infrastructure du centre de données (DCIM). Un tel logiciel redistribue automatiquement la charge sur les serveurs, éteint les appareils inactifs et fait des recommandations sur la vitesse des ventilateurs de réfrigération (encore une fois, pour économiser l'énergie d'un refroidissement excessif).
Un élément important de l’amélioration de l’efficacité énergétique d’un centre de données est la mise à jour rapide des équipements. Un serveur obsolète est le plus souvent inférieur en termes de performances et d'intensité en ressources à une nouvelle génération. Par conséquent, afin de réduire le PUE, il est recommandé de mettre à jour l'équipement aussi souvent que possible - certaines entreprises le font chaque année. Tiré de la recherche Supermicro : des cycles de rafraîchissement optimisés du matériel peuvent réduire les déchets électroniques de plus de 80 % et améliorer les performances du centre de données de 15 %.
Il existe également des moyens d'optimiser l'écosystème du centre de données sans coûts importants. Ainsi, vous pouvez combler les interstices dans les armoires de serveurs pour éviter les fuites d'air froid, isoler les allées chaudes ou froides, déplacer un serveur très chargé vers une partie plus froide du centre de données, etc.
Moins de serveurs physiques - plus de machines virtuelles
VMware a calculé que le passage aux serveurs virtuels réduit la consommation d'énergie de 80 % dans certains cas. En effet, le fait de placer davantage de serveurs virtuels sur moins de machines physiques réduit logiquement les coûts de maintenance, de refroidissement et d'alimentation du matériel.
les sociétés NRDC et Anthesis ont montré que le remplacement de 3 000 serveurs par 150 machines virtuelles permettait d'économiser 2 millions de dollars en électricité.
La virtualisation permet entre autres de réaffecter et d'augmenter les ressources virtuelles (processeurs, mémoire, stockage) au passage. L’électricité n’est donc utilisée que pour assurer le fonctionnement, hors coût des équipements inutilisés.
Bien entendu, des sources d’énergie alternatives peuvent également être choisies pour améliorer l’efficacité énergétique. Pour ce faire, certains centres de données utilisent des panneaux solaires et des éoliennes. Il s’agit cependant de projets assez coûteux que seules les grandes entreprises peuvent se permettre.
Les verts en pratique
Nombre de centres de données dans le monde de 500 000 en 2012 à plus de 8 millions. Leur consommation d'électricité double tous les quatre ans. La production d'électricité nécessaire aux centres de données est directement liée à la quantité d'émissions de carbone résultant de la combustion de combustibles fossiles.
Scientifiques de l’Open University of Great Britain que les centres de données produisent 2 % des émissions mondiales de CO2. C’est à peu près le même que celui des plus grandes compagnies aériennes du monde. En 2019, les centrales électriques ont émis 44 millions de tonnes de CO₂ pour alimenter 2018 centres de données en Chine, selon une étude de GreenPeace de 99.
Les grands leaders mondiaux tels qu'Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft assument la responsabilité de l'impact négatif sur la nature et tentent de le réduire en utilisant des technologies « vertes ». Ainsi, le PDG de Microsoft, Satya Nadella, a parlé de l'intention de l'entreprise d'atteindre un niveau négatif d'émissions de carbone d'ici 2030 et d'éliminer complètement les conséquences des émissions d'ici 2050 depuis la création de l'entreprise en 1975.
Ces géants du monde des affaires disposent cependant de suffisamment de ressources pour mettre en œuvre leurs plans. Dans le texte, nous mentionnerons plusieurs datacenters « verdissants » moins connus.
Kolos
Le data center, situé dans la commune de Ballengen (Norvège), se positionne comme un data center fonctionnant à 100% d'énergie renouvelable. Ainsi, pour assurer le fonctionnement des équipements, de l'eau est utilisée pour refroidir les serveurs, les générateurs d'eau et d'énergie éolienne. D’ici 2027, le data center prévoit d’aller au-delà des 1000 60 MW de capacité électrique. Aujourd'hui, Kolos économise XNUMX % d'électricité.
Données de nouvelle génération
Le centre de données britannique dessert des entreprises telles que le holding de télécommunications BT Group, IBM, Logica et d'autres. En 2014, NGD affirmait avoir atteint son PUE idéal de un. Les panneaux solaires situés sur le toit du centre de données se rapprochent de l'efficacité énergétique maximale du centre de données. Cependant, les experts ont alors remis en question ce résultat quelque peu utopique.
Fort Knox suisse
Ce centre de données est une sorte de projet de loft. Le centre de données a « grandi » sur le site d’un ancien bunker de la guerre froide construit par l’armée suisse en cas de conflit nucléaire. Outre le fait que le centre de données ne prend pas de place à la surface de la planète, il utilise également l'eau glaciaire d'un lac souterrain dans les systèmes de refroidissement. Grâce à cela, la température du système de refroidissement est maintenue à 8 degrés Celsius.
Équinix AM3
Le centre de données, situé à Amsterdam, utilise des tours de refroidissement Aquifer Thermal Energy Storage dans son infrastructure. Leur air frais abaisse la température des couloirs chauds. De plus, des systèmes de refroidissement liquide sont utilisés dans le centre de données et les eaux usées chauffées sont utilisées pour chauffer l'Université d'Amsterdam.
Qu'est-ce qu'il y a en Russie
Étude CNews a révélé une augmentation du nombre de racks chez les plus grands fournisseurs de services de centres de données russes. En 2019, la croissance était de 10 % (jusqu'à 36,5 2020) et en 20, le nombre de racks pourrait augmenter encore de 6961 %. Les fournisseurs de centres de données promettent d’établir un record et de fournir à leurs clients XNUMX XNUMX racks supplémentaires cette année.
Sur CNews, l'efficacité énergétique des solutions et équipements appliqués pour assurer l'opérabilité du centre de données est à un niveau très faible - 1 W de puissance utile représente jusqu'à 50 % des coûts de non-production.
Cependant, les centres de données russes sont motivés à réduire le PUE. Toutefois, pour de nombreux prestataires, le moteur du progrès n’est pas la protection de l’environnement et la responsabilité sociale, mais bien les avantages économiques. Une approche irrationnelle de la consommation d’énergie coûte de l’argent.
Au niveau de l'État, il n'existe aucune norme environnementale concernant le fonctionnement du centre de données, ni aucune incitation économique pour ceux qui mettent en œuvre des initiatives « vertes ». Par conséquent, en Russie, cela relève toujours de la responsabilité personnelle des centres de données.
Les moyens les plus courants de démontrer la conscience écologique des centres de données nationaux :
- Transition vers des méthodes de refroidissement des équipements plus économes en énergie (systèmes de free-cooling et de refroidissement liquide) ;
- Élimination des équipements et déchets indirects des centres de données ;
- Compensation de l'impact négatif des centres de données sur la nature par la participation à des campagnes environnementales et l'investissement dans des éco-projets.
Kirill Malevanov, directeur technique, Selectel
Aujourd'hui, le PUE des centres de données Selectel est de 1,25 (Dubrovka DC dans la région de Léningrad) et de 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC à Moscou). Nous surveillons ce ratio et nous efforçons d'utiliser des solutions plus économes en énergie pour le refroidissement, l'éclairage et d'autres aspects du travail. Les serveurs modernes consomment désormais à peu près la même quantité d'énergie, cela n'a aucun sens d'aller aux extrêmes et de se battre pour 10 W. Cependant, en termes d'équipements qui assurent le fonctionnement des centres de données, l'approche évolue : on s'intéresse également aux indicateurs d'efficacité énergétique.
Si nous parlons de recyclage, Selectel a conclu ici des accords avec plusieurs entreprises impliquées dans le recyclage des équipements. Non seulement les serveurs sont mis au rebut, mais aussi bien d'autres choses : les batteries des alimentations sans coupure, l'éthylène glycol des systèmes de refroidissement. Nous collectons et recyclons même les vieux papiers - les matériaux d'emballage des équipements arrivant dans nos centres de données.
Seleсtel est allé plus loin et a lancé le programme Green Selectel. Désormais, l'entreprise plantera un arbre par an pour chaque serveur fonctionnant dans ses centres de données. L'entreprise a procédé à la première plantation massive de forêts le 19 septembre, dans les régions de Moscou et de Léningrad. Au total, 20 000 arbres ont été plantés, qui pourront à l'avenir produire jusqu'à 200 000 000 de litres d'oxygène par an. Les actions ne s'arrêteront pas là, il est prévu de mettre en œuvre des initiatives « vertes » tout au long de l'année. Vous pouvez découvrir les nouvelles promotions sur le site Internet. et .
Source: habr.com