Այսօր շատ էլեկտրաէներգիա է ծախսվում տվյալների կենտրոնների արդյունավետ աշխատանքն ապահովելու համար։ 2013 թվականին եղել են միայն ԱՄՆ տվյալների կենտրոնները մոտ 91 մլրդ կվտ/ժ էներգիա, որը հավասար է ածխով աշխատող 34 խոշոր էլեկտրակայանների տարեկան թողարկմանը։
Էլեկտրաէներգիան մնում է տվյալների կենտրոններ ունեցող ընկերությունների ծախսերի հիմնական կետերից մեկը, այդ իսկ պատճառով նրանք փորձում են. հաշվողական ենթակառուցվածքի արդյունավետությունը. Դրա համար օգտագործվում են տարբեր տեխնիկական լուծումներ, որոնցից մի քանիսի մասին կխոսենք այսօր։
/ լուսանկար
Վիրտուալացում
Երբ խոսքը վերաբերում է էներգաարդյունավետության բարելավմանը, վիրտուալացումն ունի մի քանի համոզիչ առավելություններ: Նախ, գոյություն ունեցող ծառայությունների համախմբումը ավելի քիչ ապարատային սերվերների վրա թույլ է տալիս խնայողություններ անել ապարատային սպասարկման վրա, ինչը նշանակում է սառեցման, էներգիայի և տարածության ավելի ցածր ծախսեր: Երկրորդ, վիրտուալացումը թույլ է տալիս օպտիմալացնել ապարատային ռեսուրսների օգտագործումը և ճկուն կերպով վիրտուալ ուժ հենց աշխատանքի ընթացքում:
NRDC-ն և Anthesis-ը համատեղ հանդիպում են անցկացրել և պարզել է, որ 3100 սերվերը 150 վիրտուալ հոսթով փոխարինելով՝ էներգիայի ծախսերը կարող են կրճատվել տարեկան 2,1 միլիոն դոլարով: Հետաքրքրության առարկա հանդիսացող կազմակերպությունը խնայեց սարքավորումների պահպանման և գնման վրա, կրճատեց համակարգի ադմինիստրատորների անձնակազմը, ստացավ տվյալների վերականգնման երաշխիք որևէ խնդիրների դեպքում և ազատվեց մեկ այլ տվյալների կենտրոն կառուցելու անհրաժեշտությունից:
Արդյունքների համաձայն Gartner, 2016 թվականին շատ ընկերությունների վիրտուալացման մակարդակը կգերազանցի 75%-ը, իսկ շուկան ինքնին կգնահատվի 5,6 միլիարդ դոլար, սակայն կան որոշ գործոններ, որոնք հետ են պահում վիրտուալացման լայն տարածումը: Հիմնական պատճառներից մեկը մնում է տվյալների կենտրոնների «վերակառուցման» դժվարությունը նոր գործառնական մոդելով, քանի որ դրա ծախսերը հաճախ գերազանցում են հնարավոր օգուտները:
Էներգիայի կառավարման համակարգեր
Նման համակարգերը հնարավորություն են տալիս բարձրացնել հովացման համակարգի էներգաարդյունավետությունը կամ նվազեցնել ՏՏ սարքավորումների էներգիայի սպառումը, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է ծախսերի նվազագույնի: Այս դեպքում հատուկ , որը վերահսկում է սերվերի գործունեությունը, էներգիայի սպառումը և արժեքը՝ ավտոմատ կերպով վերաբաշխելով բեռը և նույնիսկ անջատելով սարքավորումները։
Էներգիայի կառավարման ծրագրային ապահովման տեսակներից մեկը տվյալների կենտրոնի ենթակառուցվածքի կառավարման համակարգերն են (DCIM), որոնք օգտագործվում են տարբեր սարքավորումների էներգաարդյունավետությունը մոնիտորինգի, վերլուծության և կանխատեսման համար: DCIM գործիքների մեծ մասը չի օգտագործվում ՏՏ և այլ սարքավորումների էներգիայի սպառումը ուղղակիորեն վերահսկելու համար, սակայն շատ համակարգեր ունեն PUE (Power Usage Effectiveness) հաշվիչներ: Ըստ Intel-ի և Dell DCIM-ի՝ նման լուծումներ ՏՏ մենեջերների 53%-ը.
Սարքավորումների մեծ մասն այսօր արդեն նախագծված է էներգաարդյունավետ լինելու համար, սակայն սարքավորումների գնումը հաճախ ավելի շատ շեշտադրում է սկզբնական գնի կամ կատարողականի վրա, քան սեփականության ընդհանուր արժեքի վրա՝ թողնելով էներգաարդյունավետ սարքավորումները մնալու համար: . Էլեկտրաէներգիայի ծախսերը նվազեցնելուց բացի, նման սարքավորումները նաև մթնոլորտ CO2 արտանետումների քանակը:
Տվյալների սեղմում
Գոյություն ունեն նաև տվյալների կենտրոնների էներգաարդյունավետության բարձրացման ոչ այնքան ակնհայտ մոտեցումներ, օրինակ՝ նվազեցնելով պահվող տվյալների քանակը: Հազվադեպ օգտագործվող տվյալների սեղմում խնայել մինչև 30% էներգիա՝ նույնիսկ հաշվի առնելով այն, որ ռեսուրսները սպառվում են նաև սեղմման և դեկոպրեսիայի համար։ Տվյալների կրկնօրինակումը կարող է ցույց տալ ավելի գրավիչ արդյունք՝ 40–50%։ Հարկ է նշել, որ «սառը» տվյալների համար ցածր էներգիայի պահեստավորման օգտագործումը նույնպես օգնում է նվազեցնել էներգիայի սպառումը:
Զոմբի սերվերների անջատում
Տվյալների կենտրոններում էներգիայի անարդյունավետ սպառման տանող խնդիրներից մեկը պարապ սարքավորումն է: Փորձագետներ որ որոշ ընկերություններ չեն կարող իրատեսորեն գնահատել ռեսուրսների պահանջվող քանակը, մինչդեռ մյուսները գնում են սերվերի հզորությունը՝ ապագայի հայացքով: Արդյունքում սերվերների գրեթե 30%-ը անգործության է մատնված՝ տարեկան սպառելով 30 միլիարդ դոլար էներգիա։
Միաժամանակ, ըստ ուսումնասիրության, ՏՏ մենեջերները բացահայտել տեղադրված սերվերների 15-ից 30%-ը, բայց մի դուրս գրեք սարքավորումները՝ վախենալով հնարավոր հետևանքներից: Հարցվածների միայն 14%-ն է գրանցել չօգտագործված սերվերները և գիտեր դրանց մոտավոր թիվը:
Այս խնդիրը լուծելու տարբերակներից մեկը հանրային ամպերի օգտագործումն է վճարովի վճարման մոդելով, երբ ընկերությունը վճարում է միայն իրականում օգտագործված հզորության համար: Շատ ընկերություններ արդեն օգտագործում են այս սխեման, և Տեխասի Պլանո քաղաքում գտնվող Aligned Energy տվյալների կենտրոնի սեփականատերը պնդում է, որ այն թույլ է տալիս հաճախորդներին խնայել տարեկան 30-ից 50%:
Տվյալների կենտրոնի կլիմայի վերահսկում
Տվյալների կենտրոնի էներգաարդյունավետության մասին սենյակի միկրոկլիմա, որտեղ գտնվում է սարքավորումը. Սառեցման միավորների արդյունավետ աշխատանքի համար անհրաժեշտ է նվազագույնի հասցնել ցուրտ կորուստները՝ մեկուսացնելով տվյալների կենտրոնի սենյակը արտաքին միջավայրից և կանխելով ջերմության փոխանցումը պատերի, առաստաղի և հատակի միջով: Գերազանց միջոց է գոլորշիների արգելքը, որը նաև կարգավորում է սենյակում խոնավության մակարդակը։
Շատ բարձր խոնավությունը կարող է հանգեցնել սարքավորումների շահագործման տարբեր սխալների, մաշվածության և կոռոզիայի ավելացման, մինչդեռ չափազանց ցածր խոնավությունը կարող է հանգեցնել էլեկտրաստատիկ արտանետումների: որոշում է տվյալների կենտրոնի հարաբերական խոնավության օպտիմալ մակարդակը 40-ից 55% միջակայքում:
Օդի հոսքի արդյունավետ բաշխումը կարող է նաև խնայել էներգիայի սպառման 20-25%-ը: Սարքավորման դարակների ճիշտ տեղադրումը կօգնի դրան. տվյալների կենտրոնի համակարգչային սենյակները բաժանել «սառը» և «տաք» միջանցքների: Այս դեպքում անհրաժեշտ է ապահովել միջանցքների մեկուսացումը. անհրաժեշտ վայրերում տեղադրել ծակոտկեն թիթեղներ և օգտագործել դատարկ վահանակներ սերվերների շարքերի միջև՝ օդային հոսքերի խառնումը կանխելու համար:
Արժե նաև հաշվի առնել ոչ միայն սարքավորումների, այլև կլիմայական համակարգի գտնվելու վայրը: Դահլիճը «սառը» և «տաք» միջանցքների բաժանելիս պետք է օդորակիչներ տեղադրել տաք օդի հոսքերին ուղղահայաց՝ վերջիններիս սառը օդով միջանցք ներթափանցելու համար։
Տվյալների կենտրոնում արդյունավետ ջերմային կառավարման ոչ պակաս կարևոր ասպեկտը լարերի տեղադրումն է, որը կարող է խոչընդոտել օդի հոսքը, նվազեցնելով ստատիկ ճնշումը և նվազեցնելով ՏՏ սարքավորումների հովացման արդյունավետությունը: Իրավիճակը կարելի է շտկել՝ բարձրացված հատակի տակից մալուխային սկուտեղները մոտեցնելով առաստաղին։
Բնական և հեղուկ սառեցում
Կլիմայի կառավարման հատուկ համակարգերի հիանալի այլընտրանքը բնական սառեցումն է, որը կարող է օգտագործվել ցուրտ սեզոններին: Այսօր տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս անցնել տնտեսող սարքի օգտագործմանը, երբ եղանակը թույլ է տալիս: Ըստ Battelle Laboratories-ի ուսումնասիրության՝ անվճար հովացումը նվազեցնում է տվյալների կենտրոնի էներգիայի ծախսերը 13%-ով։
Գոյություն ունեն երկու տեսակի էկոնոմիզատորներ՝ նրանք, որոնք օգտագործում են միայն չոր օդ, և նրանք, որոնք օգտագործում են լրացուցիչ ոռոգում, երբ օդը բավարար չափով չի սառչում: Որոշ համակարգեր կարող են միավորել տարբեր տեսակի էկոնոմիզատորներ՝ ստեղծելով բազմաստիճան հովացման համակարգեր:
Բայց օդի հովացման համակարգերը հաճախ անարդյունավետ են օդային հոսքերի խառնման կամ հեռացված ավելորդ ջերմության օգտագործման անկարողության պատճառով: Բացի այդ, նման համակարգերի տեղադրումը հաճախ ենթադրում է լրացուցիչ ծախսեր օդային զտիչների և մշտական մոնիտորինգի համար:
Շատ փորձագետներ կարծում են, որ հեղուկ սառեցումը ավելի լավ է անում իր գործը: Դանիական Asetek վաճառողի ներկայացուցիչ, որը մասնագիտացած է սերվերների համար հեղուկ հովացման համակարգերի ստեղծման մեջ, Ջոն Համիլ, այդ հեղուկը մոտավորապես 4 հազար անգամ ավելի արդյունավետ է ջերմության պահպանման և փոխանցման առումով, քան օդը։ Եվ Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայի կողմից ամերիկյան Power Conversion Corporation-ի և Silicon Valley Leadership Group-ի հետ համատեղ իրականացված փորձի ժամանակ, , որ հեղուկ հովացման և հովացուցիչ աշտարակից ջրամատակարարման շնորհիվ որոշ դեպքերում էներգիայի խնայողությունը հասել է 50%-ի։
Այլ տեխնոլոգիաներ
Այսօր կան երեք ոլորտներ, որոնց զարգացումը կօգնի տվյալների կենտրոններն ավելի արդյունավետ դարձնել.
Համակարգիչներ արտադրողները կարծում են, որ բազմամիջուկ պրոցեսորները, ավելի կարճ ժամանակահատվածում կատարելով ավելի շատ առաջադրանքներ, 40%-ով կնվազեցնեն սերվերի էներգիայի սպառումը։ Ինտեգրված հովացման համակարգի արդյունավետության օրինակ է Egenera-ի և Emerson Network Power-ի CoolFrame լուծումը: Այն վերցնում է սերվերներից դուրս եկող տաք օդը, սառեցնում և «գցում» սենյակ՝ դրանով իսկ նվազեցնելով հիմնական համակարգի ծանրաբեռնվածությունը 23%-ով։
նկատմամբ չիպերի սառեցումը, այն թույլ է տալիս ջերմությունը փոխանցել անմիջապես սերվերի թեժ կետերից, ինչպիսիք են կենտրոնական պրոցեսորները, գրաֆիկայի մշակման միավորները և հիշողության մոդուլները, դարակի շրջակա օդի մեջ կամ մեքենայի սենյակից դուրս:
Էներգաարդյունավետության բարձրացումն այսօր դարձել է իրական միտում, ինչը զարմանալի չէ՝ հաշվի առնելով տվյալների կենտրոնների սպառման ծավալը. գործառնական բոլոր ծախսերի 25-40%-ը գոյանում է էլեկտրաէներգիայի վարձերի վճարումից: Բայց հիմնական խնդիրն այն է, որ ՏՏ սարքավորումների կողմից սպառվող յուրաքանչյուր կիլովատ/ժամը վերածվում է ջերմության, որն այնուհետև հեռացվում է էներգատար հովացման սարքավորումների միջոցով: Հետևաբար, առաջիկա տարիներին տվյալների կենտրոնների էներգիայի սպառման կրճատումը չի դադարի արդիական լինել. ավելի ու ավելի շատ նոր ուղիներ կհայտնվեն տվյալների կենտրոնների էներգաարդյունավետության բարձրացման համար:
Այլ նյութեր Habré-ի մեր բլոգից.
Source: www.habr.com