हरित "प्रथाएँ": विदेशों और रूस में डेटा केंद्र प्रकृति पर नकारात्मक प्रभाव को कैसे कम करते हैं

डेटा सेंटर ग्रह की कुल बिजली का 3-5% उपभोग करते हैं, और चीन जैसे कुछ देशों में, यह आंकड़ा 7% तक पहुँच जाता है। उपकरण को सुचारू रूप से चालू रखने के लिए डेटा केंद्रों को 24/7 बिजली की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, डेटा केंद्रों का संचालन वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को बढ़ावा देता है, और प्रकृति पर नकारात्मक प्रभाव के स्तर के संदर्भ में, उनकी तुलना हवाई यात्रा से की जा सकती है। हमने यह पता लगाने के लिए नवीनतम शोध एकत्र किया कि डेटा सेंटर पर्यावरण को कैसे प्रभावित करते हैं, क्या इसे बदला जा सकता है, और क्या रूस में भी इसी तरह की पहल मौजूद हैं।

बाद के अनुसार अन्वेषण हरित समाधानों को लागू करने वाले सुपरमाइक्रो के पर्यावरण के प्रति जागरूक डेटा केंद्र उनके पर्यावरणीय प्रभाव को 80% तक कम कर सकते हैं। और बचाई गई ऊर्जा लास वेगास के सभी कैसीनो को 37 वर्षों तक रोशन रखने के लिए है। लेकिन फिलहाल, दुनिया के केवल 12% डेटा सेंटरों को ही "ग्रीन" कहा जा सकता है।

सुपरमाइक्रो रिपोर्ट आईटी उद्योग के 5000 प्रतिनिधियों के सर्वेक्षण पर आधारित। यह पता चला कि 86% उत्तरदाता आम तौर पर पर्यावरण पर डेटा केंद्रों के प्रभाव के बारे में नहीं सोचते हैं। और केवल 15% डेटा सेंटर प्रबंधक सामाजिक जिम्मेदारी और किसी उद्यम की ऊर्जा दक्षता का आकलन करने के बारे में चिंतित हैं। उद्योग ने मुख्य रूप से ऊर्जा दक्षता के बजाय परिचालन लचीलेपन से संबंधित लक्ष्यों पर ध्यान केंद्रित किया है। हालाँकि बाद वाले पर ध्यान केंद्रित करना डेटा केंद्रों के लिए फायदेमंद है: औसत उद्यम ऊर्जा संसाधनों पर $38 मिलियन तक बचा सकता है।

PUE

PUE (पावर यूटिलाइजेशन एफिशिएंसी) एक मीट्रिक है जो डेटा सेंटर की ऊर्जा दक्षता का मूल्यांकन करता है। इस उपाय को 2007 में ग्रीन ग्रिड कंसोर्टियम के सदस्यों द्वारा अनुमोदित किया गया था। PUE डेटा सेंटर द्वारा खपत की गई विद्युत ऊर्जा और डेटा सेंटर उपकरण द्वारा सीधे खपत की गई ऊर्जा के अनुपात को दर्शाता है। इसलिए, यदि डेटा सेंटर को नेटवर्क से 10 मेगावाट बिजली प्राप्त होती है, और सभी उपकरण 5 मेगावाट पर "रखते हैं", तो PUE संकेतक 2 होगा। यदि रीडिंग में "अंतर" कम हो जाता है, और अधिकांश बिजली उपकरण तक पहुंच जाती है , गुणांक आदर्श सूचक की ओर प्रवृत्त होगा एक है।

अपटाइम इंस्टीट्यूट के अगस्त ग्लोबल डेटा सेंटर सर्वेक्षण में 900 डेटा सेंटर ऑपरेटरों का सर्वेक्षण किया गया और वैश्विक औसत PUE पाया गया की सराहना की 1,59 बजे. कुल मिलाकर, 2013 के बाद से इस आंकड़े में इस स्तर पर उतार-चढ़ाव आया है। तुलना के लिए, 2013 में PUE 1,65, 2018 में - 1, और 58 में - 2019 था।

हालाँकि PUE विभिन्न डेटा केंद्रों और भौगोलिक क्षेत्रों की तुलना करने के लिए पर्याप्त रूप से उचित नहीं है, लेकिन अपटाइम इंस्टीट्यूट ऐसी तुलना तालिकाएँ बनाता है।

तुलना की अनुचितता इस तथ्य के कारण है कि कुछ डेटा केंद्र बदतर जलवायु परिस्थितियों में स्थित हैं। इस प्रकार, अफ्रीका में एक पारंपरिक डेटा सेंटर को ठंडा करने के लिए, उत्तरी यूरोप में स्थित डेटा सेंटर की तुलना में बहुत अधिक बिजली की आवश्यकता होती है।

यह तर्कसंगत है कि सबसे अधिक ऊर्जा-अक्षम डेटा केंद्र लैटिन अमेरिका, अफ्रीका, मध्य पूर्व और एशिया-प्रशांत क्षेत्र के कुछ हिस्सों में हैं। PUE संकेतक के संदर्भ में सबसे "अनुकरणीय" यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा को एकजुट करने वाला क्षेत्र था। वैसे, इन देशों में अधिक उत्तरदाता हैं - क्रमशः 95 और 92 डेटा सेंटर प्रदाता।

अध्ययन में रूस और सीआईएस देशों में डेटा केंद्रों का भी आकलन किया गया। हालाँकि, सर्वेक्षण में केवल 9 उत्तरदाताओं ने भाग लिया। घरेलू और "पड़ोसी" डेटा केंद्रों का PUE 1,6 था।

PUE को कैसे कम करें

प्राकृतिक शीतलता

के अनुसार अनुसंधानडेटा केंद्रों द्वारा खपत की जाने वाली सभी ऊर्जा का लगभग 40% कृत्रिम शीतलन प्रणालियों के संचालन में जाता है। प्राकृतिक शीतलन (मुक्त शीतलन) के कार्यान्वयन से लागत को काफी कम करने में मदद मिलती है। इस प्रणाली के साथ, बाहरी हवा को फ़िल्टर किया जाता है, गर्म या ठंडा किया जाता है, और फिर सर्वर रूम में आपूर्ति की जाती है। "निकास" गर्म हवा को बाहर छोड़ दिया जाता है या यदि आवश्यक हो तो आने वाले प्रवाह के साथ आंशिक रूप से मिश्रित किया जाता है।

मुक्त शीतलन के मामले में जलवायु का बहुत महत्व है। डेटा सेंटर कक्ष के लिए बाहरी हवा का तापमान जितना अधिक उपयुक्त होगा, उसे वांछित "स्थिति" में लाने के लिए उतनी ही कम ऊर्जा की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, डेटा सेंटर एक जलाशय के पास स्थित हो सकता है - इस मामले में, इसमें से पानी का उपयोग डेटा सेंटर को ठंडा करने के लिए किया जा सकता है। वैसे, स्ट्रैटिक्स एमआरसी के पूर्वानुमानों के अनुसार, 2023 तक तरल शीतलन प्रौद्योगिकी बाजार का मूल्य 4,55 अरब डॉलर तक पहुंच जाएगा। इसके प्रकारों में विसर्जन शीतलन (विसर्जन तेल में उपकरण डुबोना), एडियाबेटिक शीतलन (वाष्पीकरण प्रौद्योगिकी पर आधारित, फेसबुक में उपयोग किया जाता है) शामिल हैं डेटा सेंटर), हीट एक्सचेंज (आवश्यक तापमान का शीतलक सीधे उपकरण के साथ रैक में जाता है, अतिरिक्त गर्मी को हटा देता है)।

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उपकरणों की निगरानी एवं समय पर प्रतिस्थापन

डेटा सेंटर में उपलब्ध क्षमताओं के उचित उपयोग से ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में भी मदद मिलेगी। पहले से खरीदे गए सर्वर को या तो ग्राहक के कार्यों के लिए काम करना होगा या निष्क्रिय समय के दौरान ऊर्जा की खपत नहीं करनी होगी। नियंत्रण में रहने का एक तरीका बुनियादी ढाँचा प्रबंधन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, डेटा सेंटर इंफ्रास्ट्रक्चर मैनेजमेंट (डीसीआईएम) प्रणाली। ऐसा सॉफ़्टवेयर स्वचालित रूप से सर्वर पर लोड को पुनर्वितरित करता है, अप्रयुक्त उपकरणों को बंद कर देता है, और प्रशीतन प्रशंसकों की गति पर सिफारिशें करता है (फिर से, अतिरिक्त शीतलन पर ऊर्जा बचाने के लिए)।

डेटा सेंटर की ऊर्जा दक्षता में सुधार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उपकरणों का समय पर अद्यतन करना है। एक पुराना सर्वर अक्सर प्रदर्शन और संसाधन खपत में नई पीढ़ी से कमतर होता है। इसलिए, PUE को कम करने के लिए, उपकरण को जितनी बार संभव हो अद्यतन करने की अनुशंसा की जाती है - कुछ कंपनियां हर साल ऐसा करती हैं। सुपरमाइक्रो अनुसंधान से: अनुकूलित हार्डवेयर रिफ्रेश चक्र ई-कचरे को 80% से अधिक कम कर सकता है और डेटा सेंटर उत्पादकता में 15% तक सुधार कर सकता है।

बैंक को तोड़े बिना आपके डेटा सेंटर पारिस्थितिकी तंत्र को अनुकूलित करने के भी तरीके हैं। उदाहरण के लिए, आप ठंडी हवा के रिसाव को रोकने के लिए सर्वर कैबिनेट में अंतराल को बंद कर सकते हैं, गर्म या ठंडे गलियारों को अलग कर सकते हैं, भारी लोड वाले सर्वर को डेटा सेंटर के ठंडे हिस्से में ले जा सकते हैं, इत्यादि।

कम भौतिक सर्वर - अधिक आभासी मशीनें

VMware का अनुमान है कि वर्चुअल सर्वर पर स्विच करने से कुछ मामलों में बिजली की खपत 80% तक कम हो सकती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कम संख्या में भौतिक मशीनों पर बड़ी संख्या में वर्चुअल सर्वर रखने से हार्डवेयर रखरखाव, शीतलन और बिजली की लागत तार्किक रूप से कम हो जाती है।

प्रयोग एनआरडीसी और एंथेसिस ने दिखाया कि 3 सर्वरों को 000 वर्चुअल मशीनों से बदलने से बिजली की लागत में 150 मिलियन डॉलर की बचत होती है।

अन्य बातों के अलावा, वर्चुअलाइजेशन प्रक्रिया में वर्चुअल संसाधनों (प्रोसेसर, मेमोरी, स्टोरेज) को पुनर्वितरित करना और बढ़ाना संभव बनाता है। इसलिए, निष्क्रिय उपकरणों की लागत को छोड़कर, बिजली केवल संचालन सुनिश्चित करने के लिए खर्च की जाती है।

बेशक, ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को भी चुना जा सकता है। इसे प्राप्त करने के लिए, कुछ डेटा केंद्र सौर पैनलों और पवन जनरेटर का उपयोग करते हैं। हालाँकि, ये काफी महंगी परियोजनाएँ हैं जिन्हें केवल बड़ी कंपनियाँ ही वहन कर सकती हैं।

व्यवहार में साग

विश्व में डेटा केंद्रों की संख्या बड़ा हो गया है 500 में 000 से बढ़कर 2012 मिलियन से अधिक। उनकी बिजली खपत के आंकड़े हर चार साल में दोगुने हो जाते हैं। डेटा केंद्रों द्वारा आवश्यक बिजली का उत्पादन सीधे तौर पर जीवाश्म ईंधन के दहन के परिणामस्वरूप होने वाले कार्बन उत्सर्जन की मात्रा से संबंधित है।

यूके ओपन यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिक गिना हुआडेटा सेंटर वैश्विक CO2 उत्सर्जन का 2% उत्पन्न करते हैं। यह लगभग उतनी ही राशि है जितना दुनिया की सबसे बड़ी एयरलाइंस उत्सर्जन करती हैं। 2019 ग्रीनपीस अध्ययन के अनुसार, चीन में 44 डेटा केंद्रों को बिजली देने के लिए, बिजली संयंत्रों ने 2018 में वायुमंडल में 99 मिलियन टन CO₂ उत्सर्जित किया।

Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft जैसे प्रमुख विश्व नेता प्रकृति पर नकारात्मक प्रभाव की जिम्मेदारी लेते हैं और "हरित" प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके इसे कम करने का प्रयास करते हैं। इस प्रकार, माइक्रोसॉफ्ट के सीईओ सत्या नडेला ने 2030 तक कार्बन उत्सर्जन के नकारात्मक स्तर को प्राप्त करने और 2050 तक उत्सर्जन के परिणामों को पूरी तरह से खत्म करने की कंपनी की मंशा के बारे में बात की, क्योंकि कंपनी की स्थापना 1975 में हुई थी।

हालाँकि, इन व्यावसायिक दिग्गजों के पास अपनी योजनाओं को लागू करने के लिए पर्याप्त संसाधन हैं। पाठ में हम कई कम-ज्ञात "हरियाली" डेटा केंद्रों का उल्लेख करेंगे।

शेख़ीबाज़

स्रोत
बैलेन्गेन (नॉर्वे) में स्थित डेटा सेंटर, खुद को 100% नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा संचालित डेटा सेंटर के रूप में स्थापित करता है। इस प्रकार, उपकरण के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, सर्वर, पानी और पवन ऊर्जा जनरेटर को ठंडा करने के लिए पानी का उपयोग किया जाता है। 2027 तक, डेटा सेंटर की योजना 1000 मेगावाट विद्युत ऊर्जा को पार करने की है। अब कोलोज़ 60% बिजली बचाता है।

अगली पीढ़ी का डेटा

स्रोत
ब्रिटिश डेटा सेंटर दूरसंचार होल्डिंग बीटी ग्रुप, आईबीएम, लॉजिका और अन्य जैसी कंपनियों को सेवा प्रदान करता है। 2014 में, एनजीडी ने कहा कि उसने अपना आदर्श पीयूई हासिल कर लिया है। डेटा सेंटर की छत पर स्थित सौर पैनलों द्वारा डेटा सेंटर को अधिकतम ऊर्जा दक्षता के करीब लाया गया था। हालाँकि, तब विशेषज्ञों ने कुछ हद तक काल्पनिक परिणाम पर सवाल उठाया था।

स्विस फोर्ट नॉक्स

स्रोत
यह डेटा सेंटर एक तरह का लॉफ्ट प्रोजेक्ट है। डेटा सेंटर एक पुराने शीत युद्ध बंकर की साइट पर "बड़ा हुआ" था, जिसका निर्माण परमाणु संघर्ष की स्थिति में स्विस सेना द्वारा किया गया था। इस तथ्य के अलावा कि डेटा सेंटर, वास्तव में, ग्रह की सतह पर जगह नहीं लेता है, यह अपने शीतलन प्रणालियों में भूमिगत झील से हिमनदी पानी का भी उपयोग करता है। इसके कारण शीतलन प्रणाली का तापमान 8 डिग्री सेल्सियस पर बना रहता है।

इक्विनिक्स AM3

स्रोत
एम्स्टर्डम में स्थित डेटा सेंटर, अपने बुनियादी ढांचे में एक्विफ़र थर्मल एनर्जी स्टोरेज कूलिंग टावरों का उपयोग करता है। इनकी ठंडी हवा गर्म गलियारों का तापमान कम कर देती है। इसके अलावा, डेटा सेंटर तरल शीतलन प्रणाली का उपयोग करता है, और गर्म अपशिष्ट जल का उपयोग एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय में हीटिंग के लिए किया जाता है।

रूस में क्या है

अध्ययन "डेटा सेंटर 2020" CNews ने सबसे बड़े रूसी डेटा सेंटर सेवा प्रदाताओं के बीच रैक की संख्या में वृद्धि का खुलासा किया। 2019 में, वृद्धि 10% (36,5 हजार तक) थी, और 2020 में रैक की संख्या में 20% की वृद्धि हो सकती है। डेटा सेंटर प्रदाता एक रिकॉर्ड स्थापित करने और ग्राहकों को इस वर्ष अन्य 6961 रैक प्रदान करने का वादा करते हैं।

पर मूल्यांकन सीन्यूज़ के अनुसार, डेटा सेंटर की संचालन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समाधानों और उपकरणों की ऊर्जा दक्षता बहुत निम्न स्तर पर है - 1 डब्ल्यू उपयोगी बिजली गैर-उत्पादन लागत का 50% तक होती है।

फिर भी, रूसी डेटा केंद्रों में PUE संकेतक को कम करने की प्रेरणा है। हालाँकि, कई प्रदाताओं के लिए प्रगति का चालक पर्यावरण और सामाजिक जिम्मेदारी के प्रति चिंता नहीं है, बल्कि आर्थिक लाभ है। अस्थिर ऊर्जा खपत में पैसा खर्च होता है।

राज्य स्तर पर, डेटा केंद्रों के संचालन के संबंध में कोई पर्यावरणीय मानक नहीं हैं, न ही "हरित" पहल लागू करने वालों के लिए कोई आर्थिक प्रोत्साहन है। इसलिए, रूस में यह अभी भी डेटा केंद्रों की व्यक्तिगत ज़िम्मेदारी है।

घरेलू डेटा केंद्रों में पर्यावरण-चेतना प्रदर्शित करने के सबसे सामान्य तरीके:

1. शीतलन उपकरण (मुफ्त शीतलन प्रणाली और तरल शीतलन) के अधिक ऊर्जा-कुशल तरीकों में संक्रमण;
2. डेटा केंद्रों से उपकरण और अप्रत्यक्ष अपशिष्ट का निपटान;
3. पर्यावरण अभियानों में भागीदारी और पर्यावरणीय परियोजनाओं में निवेश के माध्यम से प्रकृति पर डेटा केंद्रों के नकारात्मक प्रभाव को फिर से भरना।

किरिल मालेवानोव, सेलेक्टेल के तकनीकी निदेशक

आज, सेलेक्टेल डेटा केंद्रों का PUE 1,25 (लेनिनग्राद क्षेत्र में डबरोव्का डीसी) और 1,15-1,20 (मॉस्को में बर्ज़ारिना-2 डीसी) है। हम अनुपात की निगरानी करते हैं और शीतलन, प्रकाश व्यवस्था और संचालन के अन्य पहलुओं के लिए अधिक ऊर्जा-कुशल समाधानों का उपयोग करने का प्रयास करते हैं। आधुनिक सर्वर अब लगभग समान मात्रा में ऊर्जा की खपत करते हैं; चरम पर जाने और 10W के लिए लड़ने का कोई मतलब नहीं है। हालाँकि, डेटा केंद्रों को शक्ति प्रदान करने वाले उपकरणों के संदर्भ में, दृष्टिकोण बदल रहा है - हम ऊर्जा दक्षता संकेतकों पर भी ध्यान दे रहे हैं।

अगर रीसाइक्लिंग की बात करें तो सेलेक्टेल ने रीसाइक्लिंग उपकरण से जुड़ी कई कंपनियों के साथ समझौता किया है। न केवल सर्वर, बल्कि कई अन्य चीजें भी स्क्रैप में भेजी जाती हैं: निर्बाध बिजली आपूर्ति से बैटरी, शीतलन प्रणाली से एथिलीन ग्लाइकॉल। हम अपने डेटा केंद्रों पर आने वाले उपकरणों से बेकार कागज-पैकेजिंग सामग्री को भी इकट्ठा और रीसाइक्लिंग करते हैं।

सेलेस्टेल ने आगे बढ़कर "ग्रीन सेलेक्टेल" कार्यक्रम लॉन्च किया। अब कंपनी अपने डेटा सेंटरों में चलने वाले प्रत्येक सर्वर के लिए सालाना एक पेड़ लगाएगी। कंपनी ने अपना पहला सामूहिक वन रोपण 19 सितंबर को मॉस्को और लेनिनग्राद क्षेत्रों में किया। कुल 20 पेड़ लगाए गए, जो भविष्य में प्रति वर्ष 000 लीटर ऑक्सीजन का उत्पादन करने में सक्षम होंगे। पदोन्नति यहीं समाप्त नहीं होगी; पूरे वर्ष "हरित" पहल लागू करने की योजना है। आप वेबसाइट पर नए प्रमोशन के बारे में जान सकते हैं "ग्रीन सेलेक्टेल" और कंपनी का टेलीग्राम चैनल.

स्रोत: www.habr.com