"अपनी भूख पर अंकुश लगाएं": डेटा केंद्रों की ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के कई तरीके

आज, डेटा केंद्रों के कुशल संचालन को सुनिश्चित करने के लिए बहुत अधिक बिजली खर्च की जाती है। 2013 में, केवल अमेरिकी डेटा सेंटर थे ग्रहण किया हुआ लगभग 91 अरब किलोवाट-घंटे ऊर्जा, 34 बड़े कोयला आधारित बिजली संयंत्रों के वार्षिक उत्पादन के बराबर।

बिजली उन कंपनियों के लिए मुख्य व्यय मदों में से एक है जिनके पास डेटा केंद्र हैं, यही कारण है कि वे प्रयास कर रहे हैं ऊपर उठाने कंप्यूटिंग बुनियादी ढांचे की दक्षता. इसके लिए विभिन्न तकनीकी समाधानों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से कुछ के बारे में हम आज बात करेंगे।

/ तस्वीर Torkild प्रतिकृतियां CC

वर्चुअलाइजेशन

जब ऊर्जा दक्षता में सुधार की बात आती है, तो वर्चुअलाइजेशन के कई आकर्षक फायदे हैं। सबसे पहले, मौजूदा सेवाओं को कम हार्डवेयर सर्वर पर समेकित करने से हार्डवेयर रखरखाव पर बचत होती है, जिसका अर्थ है कम शीतलन, बिजली और स्थान लागत। दूसरे, वर्चुअलाइजेशन आपको हार्डवेयर संसाधनों के उपयोग को लचीले ढंग से अनुकूलित करने की अनुमति देता है फिर से विभाजित करना काम की प्रक्रिया में आभासी शक्ति सही है।

एनआरडीसी और एंथेसिस ने एक संयुक्त आयोजन किया अध्ययन और पाया कि 3100 सर्वरों को 150 वर्चुअल होस्ट से बदलने से, ऊर्जा लागत प्रति वर्ष 2,1 मिलियन डॉलर कम हो सकती है। संगठन, जो कि उपकरणों के रखरखाव और खरीद पर ब्याज की वस्तु थी, ने सिस्टम प्रशासकों के कर्मचारियों को कम कर दिया, किसी भी समस्या के मामले में डेटा रिकवरी की गारंटी प्राप्त की और एक और डेटा सेंटर बनाने की आवश्यकता से छुटकारा पा लिया।

परिणामों के अनुसार अनुसंधान गार्टनर, 2016 में, कई कंपनियों का वर्चुअलाइजेशन का स्तर 75% से अधिक हो जाएगा, और बाजार का मूल्य 5,6 बिलियन डॉलर होगा। हालांकि, कुछ कारक हैं जो वर्चुअलाइजेशन को व्यापक रूप से अपनाने में बाधा डाल रहे हैं। मुख्य कारणों में से एक नए ऑपरेटिंग मॉडल के लिए डेटा केंद्रों को "पुनर्निर्माण" करने में कठिनाई बनी हुई है, क्योंकि इसकी लागत अक्सर संभावित लाभों से अधिक होती है।

ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली

ऐसी प्रणालियाँ शीतलन प्रणाली की ऊर्जा दक्षता को बढ़ाना या आईटी उपकरणों की ऊर्जा खपत को कम करना संभव बनाती हैं, जिससे अंततः लागत कम हो जाती है। इस मामले में, एक विशेष सॉफ्टवेयर, जो सर्वर गतिविधि, ऊर्जा खपत और लागत पर नज़र रखता है, स्वचालित रूप से लोड को पुनर्वितरित करता है और यहां तक ​​कि उपकरण को बंद भी करता है।

एक प्रकार का ऊर्जा प्रबंधन सॉफ्टवेयर डेटा सेंटर इंफ्रास्ट्रक्चर मैनेजमेंट (डीसीआईएम) सिस्टम है, जिसका उपयोग विभिन्न उपकरणों की ऊर्जा दक्षता की निगरानी, ​​​​विश्लेषण और भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। अधिकांश डीसीआईएम उपकरण का उपयोग आईटी और अन्य उपकरणों की बिजली खपत की सीधे निगरानी के लिए नहीं किया जाता है, लेकिन कई सिस्टम PUE (पावर उपयोग प्रभावशीलता) कैलकुलेटर के साथ आते हैं। Intel और Dell DCIM के अनुसार, ऐसे समाधान प्रयुक्त 53% आईटी प्रबंधक।

आज अधिकांश हार्डवेयर पहले से ही ऊर्जा-कुशल होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन हार्डवेयर खरीदारी अक्सर स्वामित्व की कुल लागत के बजाय प्रारंभिक कीमत या प्रदर्शन पर अधिक जोर देती है, जिससे ऊर्जा-कुशल हार्डवेयर बना रहता है। किसी का ध्यान नहीं. ऊर्जा बिल को कम करने के अलावा, ऐसे उपकरण कम हो जाती है वायुमंडल में CO2 उत्सर्जन की मात्रा भी।

आधार - सामग्री संकोचन

डेटा केंद्रों की ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए कम स्पष्ट दृष्टिकोण भी हैं, उदाहरण के लिए, संग्रहीत डेटा की मात्रा को कम करना। शायद ही कभी उपयोग किए गए डेटा को संपीड़ित करना कर सकते हैं इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए भी कि संपीड़न और डीकंप्रेसन के लिए संसाधनों का भी उपभोग किया जाता है, 30% तक ऊर्जा बचाएं। डेटा डिडुप्लीकेशन और भी अधिक आकर्षक परिणाम दिखा सकता है - 40-50%। यह ध्यान देने योग्य है कि "ठंडे" डेटा के लिए कम-शक्ति भंडारण का उपयोग भी बिजली की खपत को कम करने में मदद करता है।

ज़ोंबी सर्वर अक्षम करना

डेटा केंद्रों में अकुशल ऊर्जा खपत का कारण बनने वाली समस्याओं में से एक निष्क्रिय उपकरण है। विशेषज्ञों विचार करनाकुछ कंपनियाँ संसाधनों की आवश्यक मात्रा का वास्तविक अनुमान नहीं लगा सकती हैं, जबकि अन्य भविष्य को ध्यान में रखकर सर्वर क्षमता खरीदती हैं। परिणामस्वरूप, लगभग 30% सर्वर निष्क्रिय हैं, जो प्रति वर्ष 30 बिलियन डॉलर ऊर्जा की खपत कर रहे हैं।

वहीं, अध्ययन के मुताबिक, आईटी प्रबंधक नहीं कर सकते हैं 15 से 30% स्थापित सर्वरों की पहचान करें, लेकिन संभावित परिणामों के डर से उपकरण को बंद न करें। केवल 14% उत्तरदाताओं ने अप्रयुक्त सर्वरों का रिकॉर्ड रखा और उनकी अनुमानित संख्या जानते थे।

इस समस्या को हल करने का एक विकल्प भुगतान मॉडल के साथ सार्वजनिक क्लाउड का उपयोग करना है, जब कंपनी केवल वास्तव में उपयोग की गई क्षमता के लिए भुगतान करती है। कई कंपनियां पहले से ही इस योजना का उपयोग कर रही हैं, और प्लानो, टेक्सास में एलाइन्ड एनर्जी डेटा सेंटर के मालिक का दावा है कि यह ग्राहकों को प्रति वर्ष 30 से 50% बचाने की अनुमति देता है।

डेटा सेंटर जलवायु नियंत्रण

डेटा सेंटर ऊर्जा दक्षता पर को प्रभावित उस कमरे का माइक्रॉक्लाइमेट जिसमें उपकरण स्थित है। शीतलन इकाइयों को कुशलतापूर्वक संचालित करने के लिए, डेटा सेंटर कक्ष को बाहरी वातावरण से अलग करके और दीवारों, छत और फर्श के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को रोककर ठंड के नुकसान को कम करना आवश्यक है। वाष्प अवरोध एक उत्कृष्ट तरीका है, जो कमरे में आर्द्रता के स्तर को भी नियंत्रित करता है।

बहुत अधिक आर्द्रता उपकरण संचालन में विभिन्न त्रुटियों, घिसाव और क्षरण में वृद्धि का कारण बन सकती है, जबकि बहुत कम आर्द्रता इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज का कारण बन सकती है। ASHRAE डेटा सेंटर के लिए सापेक्ष आर्द्रता का इष्टतम स्तर 40 से 55% की सीमा में निर्धारित करता है।

कुशल वायु प्रवाह वितरण से 20-25% ऊर्जा खपत भी बचाई जा सकती है। उपकरण रैक का सही स्थान इसमें मदद करेगा: डेटा सेंटर कंप्यूटर कक्षों को "ठंडे" और "गर्म" गलियारों में विभाजित करना। इस मामले में, गलियारों के इन्सुलेशन को सुनिश्चित करना आवश्यक है: आवश्यक स्थानों पर छिद्रित प्लेटें स्थापित करें और वायु प्रवाह के मिश्रण को रोकने के लिए सर्वर की पंक्तियों के बीच खाली पैनलों का उपयोग करें।

यह न केवल उपकरण के स्थान, बल्कि जलवायु प्रणाली के स्थान पर भी विचार करने योग्य है। हॉल को "ठंडे" और "गर्म" गलियारों में विभाजित करते समय, एयर कंडीशनर को गर्म हवा के प्रवाह के लंबवत स्थापित किया जाना चाहिए ताकि बाद वाले को ठंडी हवा के साथ गलियारे में प्रवेश करने से रोका जा सके।

डेटा सेंटर में प्रभावी थर्मल प्रबंधन का एक समान रूप से महत्वपूर्ण पहलू तारों की नियुक्ति है, जो वायु प्रवाह को बाधित कर सकता है, स्थैतिक दबाव को कम कर सकता है और आईटी उपकरणों की शीतलन दक्षता को कम कर सकता है। केबल ट्रे को ऊंचे फर्श के नीचे से छत के करीब ले जाकर स्थिति को ठीक किया जा सकता है।

प्राकृतिक और तरल शीतलन

समर्पित जलवायु नियंत्रण प्रणालियों का एक उत्कृष्ट विकल्प प्राकृतिक शीतलन है, जिसका उपयोग ठंड के मौसम में किया जा सकता है। आज, प्रौद्योगिकी मौसम अनुकूल होने पर इकोनॉमाइज़र का उपयोग करना संभव बनाती है। बैटल लेबोरेटरीज के एक अध्ययन के अनुसार, मुफ्त कूलिंग से डेटा सेंटर की ऊर्जा लागत 13% कम हो जाती है।

दो प्रकार के अर्थशास्त्री हैं: वे जो केवल शुष्क हवा का उपयोग करते हैं, और वे जो अतिरिक्त सिंचाई का उपयोग करते हैं जब हवा पर्याप्त रूप से ठंडी नहीं होती है। कुछ सिस्टम बहु-स्तरीय शीतलन प्रणाली बनाने के लिए विभिन्न प्रकार के अर्थशास्त्रियों को जोड़ सकते हैं।

लेकिन वायु प्रवाह के मिश्रण या हटाई गई अतिरिक्त गर्मी का उपयोग करने में असमर्थता के कारण एयर कूलिंग सिस्टम अक्सर अप्रभावी होते हैं। इसके अलावा, ऐसी प्रणालियों की स्थापना में अक्सर एयर फिल्टर और निरंतर निगरानी के लिए अतिरिक्त लागत शामिल होती है।

कई विशेषज्ञों का मानना ​​है कि लिक्विड कूलिंग अपना काम बेहतर ढंग से करती है। सर्वरों के लिए तरल शीतलन प्रणाली के निर्माण में विशेषज्ञता वाले डेनिश विक्रेता एसेटेक के प्रतिनिधि, जॉन हैमिल, यकीनवह तरल हवा की तुलना में गर्मी के भंडारण और हस्तांतरण के मामले में लगभग 4 हजार गुना अधिक कुशल है। और अमेरिकन पावर कन्वर्जन कॉर्पोरेशन और सिलिकॉन वैली लीडरशिप ग्रुप के सहयोग से लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी द्वारा किए गए एक प्रयोग के दौरान, साबित, कि कूलिंग टॉवर से तरल शीतलन और पानी की आपूर्ति के उपयोग के लिए धन्यवाद, कुछ मामलों में, ऊर्जा बचत 50% तक पहुंच गई।

अन्य प्रौद्योगिकियाँ

आज, तीन क्षेत्र हैं जिनके विकास से डेटा केंद्रों को अधिक कुशल बनाने में मदद मिलेगी: मल्टी-कोर प्रोसेसर, एकीकृत शीतलन प्रणाली और चिप स्तर पर शीतलन का उपयोग।

कंप्यूटर निर्माताओं का मानना ​​है कि मल्टी-कोर प्रोसेसर कम समय में अधिक कार्य पूरा करके सर्वर ऊर्जा की खपत को 40% तक कम कर देंगे। एकीकृत शीतलन प्रणाली की प्रभावशीलता का एक उदाहरण एजेनेरा और एमर्सन नेटवर्क पावर का कूलफ़्रेम समाधान है। यह सर्वर से निकलने वाली गर्म हवा को लेता है, उसे ठंडा करता है और कमरे में "फेंक" देता है, जिससे मुख्य सिस्टम पर भार 23% कम हो जाता है।

संबंध में प्रौद्योगिकी के चिप कूलिंग, यह गर्मी को सर्वर के हॉट स्पॉट, जैसे सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट, ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट और मेमोरी मॉड्यूल से सीधे रैक की परिवेशी हवा में या मशीन रूम के बाहर स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

ऊर्जा दक्षता बढ़ाना आज एक वास्तविक चलन बन गया है, जो डेटा केंद्रों की खपत की मात्रा को देखते हुए आश्चर्य की बात नहीं है: सभी परिचालन खर्चों का 25-40% बिजली बिलों के भुगतान से आता है। लेकिन मुख्य समस्या यह है कि आईटी उपकरण द्वारा उपभोग किया गया प्रत्येक किलोवाट-घंटा गर्मी में परिवर्तित हो जाता है, जिसे बाद में ऊर्जा-गहन शीतलन उपकरण द्वारा हटा दिया जाता है। इसलिए, आने वाले वर्षों में, डेटा केंद्रों की ऊर्जा खपत को कम करना प्रासंगिक नहीं रहेगा - डेटा केंद्रों की ऊर्जा दक्षता बढ़ाने के अधिक से अधिक नए तरीके सामने आएंगे।

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स्रोत: www.habr.com