A mai adatközpontok hatékony működésének biztosítása rendkívül sok elektromos energiát igényel. 2013-ban az Egyesült Államok adatközpontjai , ami megfelel 34 nagy széntüzelésű erőmű éves termelésének.
Az áram továbbra is az adatközpont-tulajdonos cégek egyik legfontosabb költsége, ezért próbálkoznak javítani a számítástechnikai infrastruktúra hatékonyságán. Ehhez különféle műszaki megoldásokat alkalmaznak, amelyek közül néhányról ma beszélni fogunk.
/ фото
Virtualizáció
Az energiahatékonyság növelésének kérdésekor a virtualizációnak számos megkérdőjelezhetetlen előnye van. Először is, a meglévő szolgáltatások konszolidálása kevesebb fizikai szerveren költségmegtakarítást jelent az "hardver" karbantartása terén, ami csökkenti a hűtésre, elektromos energiára és elfoglalt területre fordított kiadásokat. Másodszor, a virtualizáció lehetővé teszi a hardverforrások optimalizálását és rugalmas a működés folyamán.
Az NRDC és az Anthesis cégek közös tanulmányt végeztek, amely megállapította, hogy 3100 szerver 150 virtuális hosztra cserélése évente 2,1 millió dolláros megtakarítást jelent az elektromos költségeken. Az érintett szervezet megtakarította a berendezések karbantartását és beszerzését, csökkentette a rendszergazdák számát, biztosította az adatvisszaállítást bármilyen probléma esetén, és megszabadult attól a szükségtől, hogy új adatközpontot építsen.
A Gartner 2016-os jelentése szerint sok cég virtualizáltsági szintje meghaladja a 75%-ot, a piac pedig 5,6 milliárd dollárra becsülhető. Azonban vannak bizonyos tényezők, amelyek gátolják a virtualizáció elterjedését. Az egyik legfontosabb ok a adatközpontok új munkamódszerre való "átszervezésének" nehézsége, mivel az erre fordított költségek gyakran meghaladják a potenciális hasznot. Energiafogyasztás-ellenőrző rendszerek
Ezek a rendszerek lehetővé teszik, hogy növeljék a hűtőrendszer energiahatékonyságát, vagy csökkentsék az IT-berendezések energiafogyasztását, ami végső soron a költségek minimalizálásához vezet. Ebben az esetben speciális
szoftvereket alkalmaznak. , amely figyelemmel kíséri a szerverek aktivitását, az energiafogyasztást és költségeket, automatikusan átcsoportosítva a terhelést, sőt, akár ki is kapcsolva a berendezéseket.
Az energiafogyasztás kezelésére szolgáló szoftverek közé tartoznak a dataközpont-infrastruktúra kezelő rendszerek (DCIM), amelyek a különféle berendezések energiateljesítményének ellenőrzésére, elemzésére és előrejelzésére szolgálnak. A legtöbb DCIM-eszközt nem közvetlenül az IT és egyéb berendezések energiafogyasztásának ellenőrzésére használják, de sok rendszer tartalmaz PUE (Power usage effectiveness) számológépeket. Az Intel és a Dell DCIM adatai szerint az ilyen megoldások 53%-a IT-menedzserek.
Ma a legtöbb hardver már a gazdaságos energiafogyasztásra összpontosít, de a „hardver” beszerzésekor gyakran a kezdeti ár vagy teljesítmény kap nagyobb figyelmet, nem a teljes birtoklási költség, ezért az energiatakarékos berendezések maradnak . A villanyszámlák csökkentése mellett ezek a berendezések a légkörbe kibocsátott CO2 mennyiségét is.
Adatok tömörítése
Léteznek kevésbé nyilvánvaló megközelítések is a dataközpontok energiahatékonyságának növelésére, például az tárolt adatok mennyiségének csökkentése. A ritkán használt adatok tömörítése akár 30%-os energiamegtakarítást is eredményezhet, figyelembe véve azt a tényt, hogy a tömörítésre és kicsomagolásra is áramot használnak. Az adatok deduplikálása még vonzóbb eredményeket mutathat – 40-50%-ot. Fontos megjegyezni, hogy az alacsony teljesítményű tárolók használata is segít csökkenteni az energiafogyasztást a "hideg" adatok számára.
A "zombi-szerverek" lekapcsolása
A dataközpontokban az energiapazarlás egyik problémája a tétlen berendezések. A szakértők , hogy egyes cégek nem tudják reálisan felmérni a szükséges erőforrások számát, míg mások a jövőbeli igényekre vásárolják meg a szerverkapacitásokat. Ennek következményeként a szerverek közel 30%-a inaktív, évente 30 milliárd dollárnyi energiafogyasztást generálva.
Eközben egy felmérés szerint az IT-menedzserek A 15-30% of the installed servers can be identified, but they do not write off the equipment due to concerns about potential consequences. Only 14% of those surveyed kept track of unused servers and knew their approximate quantity.
One solution to this problem is the use of public clouds with a pay-as-you-go payment model, where the company pays only for the resources actually used. Many companies already operate under this model, and the owner of the Aligned Energy data center in Plano, Texas, claims it allows clients to save 30-50% annually.
Data Center Microclimate Management
The energy efficiency of a data center the microclimate of the environment where the equipment is located. To ensure efficient operation of cooling units, it is essential to minimize cold losses by isolating the data center from external environmental impacts and preventing heat exchange through walls, ceilings, and floors. Vapor insulation is an excellent method, as it also regulates the humidity level in the room.
Excessively high humidity can lead to various equipment malfunctions, increased wear, and corrosion, while excessively low humidity can result in electrostatic discharges. defines the optimal relative humidity level for a data center to be between 40% and 55%.
Effective air distribution can also save 20-25% of electricity consumption. This can be achieved through proper equipment rack placement: separating data center rooms into 'cold' and 'hot' aisles. It is necessary to ensure aisle isolation by placing perforated tiles in the appropriate locations and using blanking panels between server rows to prevent the mixing of air streams.
It is also important to consider not only the placement of equipment but also the positioning of climate control systems. When dividing the hall into 'cold' and 'hot' aisles, air conditioners should be installed perpendicular to the hot air streams to prevent them from entering the cold air aisle.
A hőmérséklet hatékony kezelésének másik fontos szempontja az érintkezők elhelyezése, amelyek gátolhatják a levegő áramlását, csökkentve a statikus nyomást és rontva az IT-berendezések hűtési hatékonyságát. A helyzet javításához kábelcsatornák áthelyezése szükséges a hamis padló alól közelebb a plafonhoz.
Természetes és folyadék hűtés
Kiváló alternatívája a speciális klímavezérlő rendszereknek a természetes hűtés, amely a hideg időszakokban használható. A mai technológiák lehetővé teszik az energiatakarékos üzemmódra való áttérést, amikor az időjárás engedi. A Battelle Laboratories kutatása szerint a természetes hűtés 13%-kal csökkenti az adatközpontok villamosenergia-költségeit.
Ezen kívül kétféle energiatakarékos rendszer létezik: az egyik, amely csak száraz levegőt használ, és a másik, amely kiegészítő öntözést alkalmaz, ha a levegő hűtése nem elegendő. Néhány rendszer képes különböző típusú energiatakarékos megoldásokat kombinálni, több szintű hűtési rendszert létrehozva.
Azonban a légkondicionáló rendszerek gyakran hatástalannak bizonyulnak a levegőáramok kavargása vagy a felesleges hő elvezetésének képtelensége miatt. Ezen túlmenően az ilyen rendszerek telepítése gyakran további költségeket von maga után a légszűrők és a folyamatos ellenőrzés miatt.
Sok szakértő úgy véli, hogy a folyadékos hűtés jobban ellátja feladatát. John Hamill, a dán Asetek képviselője, aki folyadékos hűtési rendszerek fejlesztésére specializálódott, , hogy a folyadék körülbelül 4000-szer hatékonyabban tárolja és továbbítja a hőt, mint a levegő. A Lawrence Berkeley National Laboratory által a American Power Conversion és a Silicon Valley Leadership Group közreműködésével lebonyolított kísérlet során , hogy a folyadékos hűtés és a víz hűtőtornyokból való ellátása esetén a villamosenergia-megtakarítás bizonyos esetekben akár 50%-ot is elérhetett.
Egyéb technológiák
Ma három irány létezik, amelyek fejlődése segíthet az adatközpontok hatékonyabb működésében: a többmagos processzorok használata, beépített hűtési rendszerek és a chip szintű hűtés.
A számítógép-gyártók biztosak abban, hogy a többmagos processzorok, amelyek rövid idő alatt nagyobb feladatokat teljesítenek, 40%-kal csökkenthetik a szerverek energiafogyasztását. Az Egenera és az Emerson Network Power CoolFrame megoldása például jól szemlélteti a beépített hűtési rendszer hatékonyságát, amely a szerverekből távozó forró levegőt felhasználva lehűti azt, majd a helyiségbe juttatja, így 23%-kal csökkenti a fő rendszer terhelését.
Ami a mikrokontroller hűtését illeti, ez lehetővé teszi a hőt közvetlenül a szerver "forró pontjairól", mint például a központi feldolgozóegységekről, grafikus feldolgozóegységekről és memória modulokról, a környező levegőre való elvezetést a szekrényben vagy a gépterem határain kívül.
Az energiahatékonyság növelése manapság igazi trenddé vált, ami nem meglepő, figyelembe véve az adatközpontok energiafogyasztását: az összes üzemeltetési költség 25–40%-át az áramdíjak teszik ki. De a legnagyobb probléma az, hogy minden egyes kilowattóra, amelyet az IT-berendezések fogyasztanak, hővé alakul, amelyet aztán energiaigényes hűtési berendezéseken keresztül távolítanak el. Ezért az adatközpontok energiafogyasztásának csökkentése a közeljövőben továbbra is releváns marad – egyre újabb módszerek jelennek meg az adatközpontok energiahatékonyságának fokozására.
További anyagok blogunkban a Habr-on:
Forrás: habr.com
