Danas se mnogo električne energije troši kako bi se osigurao učinkovit rad podatkovnih centara. 2013. bili su samo američki podatkovni centri oko 91 milijardu kilovat-sati energije, što je jednako godišnjoj proizvodnji 34 velike elektrane na ugljen.
Električna energija ostaje jedna od glavnih stavki troška tvrtki koje posjeduju podatkovne centre, zbog čega se i trude učinkovitost računalne infrastrukture. Za to se koriste različita tehnička rješenja, o nekima od kojih ćemo danas govoriti.
/ fotografija
Virtualizacija
Kada je riječ o poboljšanju energetske učinkovitosti, virtualizacija ima nekoliko uvjerljivih prednosti. Prvo, konsolidacija postojećih usluga na manje hardverskih poslužitelja omogućuje uštede na održavanju hardvera, što znači manje troškove hlađenja, energije i prostora. Drugo, virtualizacija vam omogućuje da optimizirate korištenje hardverskih resursa i fleksibilno virtualna snaga u procesu rada.
NRDC i Anthesis održali su joint i otkrio da bi se zamjenom 3100 poslužitelja sa 150 virtualnih hostova troškovi energije mogli smanjiti za 2,1 milijun dolara godišnje. Organizacija koja je bila predmet interesa uštedjela je na održavanju i kupnji opreme, smanjila osoblje sistemskih administratora, dobila jamstvo za oporavak podataka u slučaju bilo kakvih problema i riješila se potrebe za izgradnjom drugog podatkovnog centra.
Prema rezultatima Gartner, u 2016. godini razina virtualizacije mnogih tvrtki premašit će 75%, a samo će tržište biti procijenjeno na 5,6 milijardi dolara.Međutim, postoje određeni čimbenici koji koče široku primjenu virtualizacije. Jedan od glavnih razloga ostaje teškoća "ponovne izgradnje" podatkovnih centara na novi operativni model, budući da troškovi toga često premašuju potencijalne koristi.
Sustavi upravljanja energijom
Ovakvi sustavi omogućuju povećanje energetske učinkovitosti rashladnog sustava ili smanjenje potrošnje energije informatičke opreme, što u konačnici dovodi do minimiziranja troškova. U ovom slučaju poseban , koji nadzire aktivnost poslužitelja, potrošnju energije i troškove, automatski preraspodjeljujući opterećenje i čak isključujući opremu.
Jedna vrsta softvera za upravljanje energijom su sustavi za upravljanje infrastrukturom podatkovnog centra (DCIM), koji se koriste za praćenje, analizu i predviđanje energetske učinkovitosti različite opreme. Većina DCIM alata ne koristi se za izravno praćenje potrošnje energije IT i druge opreme, ali mnogi sustavi dolaze s PUE (Power Usage Effectiveness) kalkulatorima. Prema Intelu i Dell DCIM, takva rješenja 53% IT menadžera.
Većina današnjeg hardvera već je dizajnirana da bude energetski učinkovita, ali kupnja hardvera često više stavlja naglasak na početnu cijenu ili performanse nego na ukupni trošak vlasništva, ostavljajući energetski učinkovit hardver da ostane . Osim smanjenja računa za energiju, takva oprema također i količinu emisije CO2 u atmosferu.
Kompresija podataka
Postoje i manje očiti pristupi poboljšanju energetske učinkovitosti podatkovnih centara, na primjer, smanjenje količine pohranjenih podataka. Sažimanje podataka koji se rijetko koriste uštedite do 30% energije, čak i uzimajući u obzir činjenicu da se resursi također troše za kompresiju i dekompresiju. Deduplikacija podataka može pokazati još privlačniji rezultat – 40–50%. Vrijedno je napomenuti da korištenje pohrane niske potrošnje za "hladne" podatke također pomaže smanjiti potrošnju energije.
Onemogućavanje zombi poslužitelja
Jedan od problema koji dovodi do neučinkovite potrošnje energije u podatkovnim centrima je neiskorištena oprema. Stručnjaci da neke tvrtke ne mogu realno procijeniti potrebnu količinu resursa, dok druge kupuju poslužiteljske kapacitete gledajući u budućnost. Kao rezultat toga, gotovo 30% poslužitelja je u stanju mirovanja, trošeći 30 milijardi dolara energije godišnje.
Istodobno, prema studiji, IT menadžeri identificirati od 15 do 30% instaliranih poslužitelja, ali nemojte otpisivati opremu, bojeći se mogućih posljedica. Samo 14% ispitanika vodi evidenciju o neiskorištenim poslužiteljima i zna njihov približan broj.
Jedna od opcija za rješavanje ovog problema je korištenje javnih oblaka s modelom plaćanja prema korištenju, kada tvrtka plaća samo stvarno iskorišteni kapacitet. Mnoge tvrtke već koriste ovu shemu, a vlasnik podatkovnog centra Aligned Energy u Planu u Teksasu tvrdi da korisnicima omogućuje uštedu od 30 do 50% godišnje.
Kontrola klime u podatkovnom centru
O energetskoj učinkovitosti podatkovnog centra mikroklima prostorije u kojoj se oprema nalazi. Da bi rashladne jedinice radile učinkovito, potrebno je minimizirati gubitke hladnoće izoliranjem prostorije podatkovnog centra od vanjskog okruženja i sprječavanjem prijenosa topline kroz zidove, strop i pod. Odličan način je parna brana, koja također regulira razinu vlage u prostoriji.
Previsoka vlaga može dovesti do raznih grešaka u radu opreme, pojačanog trošenja i korozije, dok preniska vlažnost može dovesti do elektrostatičkih pražnjenja. određuje optimalnu razinu relativne vlažnosti za podatkovni centar u rasponu od 40 do 55%.
Učinkovita distribucija protoka zraka također može uštedjeti 20-25% potrošnje energije. U tome će pomoći pravilno postavljanje regala za opremu: dijeljenje računalnih prostorija podatkovnog centra na "hladne" i "vruće" hodnike. U tom slučaju potrebno je osigurati izolaciju hodnika: postaviti perforirane ploče na potrebna mjesta i koristiti prazne ploče između redova poslužitelja kako bi se spriječilo miješanje strujanja zraka.
Također je vrijedno razmotriti ne samo lokaciju opreme, već i lokaciju klimatskog sustava. Prilikom podjele dvorane na "hladne" i "vruće" hodnike, klima uređaje treba postaviti okomito na strujanje toplog zraka kako bi se spriječilo prodiranje potonjeg u hodnik s hladnim zrakom.
Jednako važan aspekt učinkovitog upravljanja toplinom u podatkovnom centru je postavljanje žica, koje mogu ometati protok zraka, smanjujući statički tlak i smanjujući učinkovitost hlađenja IT opreme. Situacija se može ispraviti pomicanjem nosača kabela ispod podignutog poda bliže stropu.
Prirodno i tekuće hlađenje
Izvrsna alternativa namjenskim sustavima kontrole klime je prirodno hlađenje, koje se može koristiti tijekom hladnih sezona. Danas tehnologija omogućuje prelazak na korištenje ekonomajzera kada to vremenske prilike dopuštaju. Prema studiji Battelle Laboratories, slobodno hlađenje smanjuje troškove energije podatkovnog centra za 13%.
Postoje dvije vrste ekonomajzera: oni koji koriste samo suhi zrak i oni koji koriste dodatno navodnjavanje kada zrak nije dovoljno ohlađen. Neki sustavi mogu kombinirati različite vrste ekonomajzera kako bi formirali sustave hlađenja na više razina.
Ali sustavi za hlađenje zraka često su neučinkoviti zbog miješanja protoka zraka ili nemogućnosti korištenja uklonjene viška topline. Osim toga, ugradnja takvih sustava često podrazumijeva dodatne troškove za filtre zraka i stalni nadzor.
Mnogi stručnjaci vjeruju da hlađenje tekućinom bolje obavlja svoj posao. Predstavnik danskog dobavljača Asetek, specijaliziranog za stvaranje sustava tekućeg hlađenja za poslužitelje, John Hamill, ta je tekućina otprilike 4 tisuće puta učinkovitija u smislu pohranjivanja i prijenosa topline od zraka. I tijekom eksperimenta koji je proveo Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley u suradnji s American Power Conversion Corporation i Silicon Valley Leadership Group, , da je zahvaljujući korištenju tekućeg hlađenja i dovoda vode iz rashladnog tornja u nekim slučajevima ušteda energije dosegla 50%.
Ostale tehnologije
Danas postoje tri područja čiji će razvoj pomoći da podatkovni centri budu učinkovitiji: korištenje višejezgrenih procesora, integriranih sustava hlađenja i hlađenje na razini čipa.
Proizvođači računala vjeruju da će višejezgreni procesori, izvršavanjem većeg broja zadataka u kraćem vremenskom razdoblju, smanjiti potrošnju energije poslužitelja za 40%. Primjer učinkovitosti integriranog rashladnog sustava je CoolFrame rješenje tvrtke Egenera i Emerson Network Power. Uzima vrući zrak koji izlazi iz servera, hladi ga i “baca” u prostoriju, čime smanjuje opterećenje glavnog sustava za 23%.
Što se tiče hlađenje čipa, omogućuje izravan prijenos topline iz vrućih točaka poslužitelja, kao što su središnje procesorske jedinice, grafičke procesorske jedinice i memorijski moduli, u ambijentalni zrak stalka ili izvan računalne sobe.
Povećanje energetske učinkovitosti danas je postalo pravi trend, što i ne čudi s obzirom na obujam potrošnje podatkovnih centara: 25–40% svih operativnih troškova dolazi od plaćanja računa za struju. Ali glavni je problem što se svaki kilovatsat koji potroši IT oprema pretvara u toplinu, koju zatim uklanja energetski intenzivna oprema za hlađenje. Stoga ni u nadolazećim godinama smanjenje potrošnje energije podatkovnih centara neće prestati biti relevantno – pojavljivat će se sve više novih načina povećanja energetske učinkovitosti podatkovnih centara.
Ostali materijali s našeg bloga na Habréu:
Izvor: www.habr.com