Saat ini, banyak listrik yang dihabiskan untuk memastikan pengoperasian pusat data yang efisien. Pada tahun 2013, hanya pusat data AS yang memilikinya sekitar 91 miliar kilowatt-jam energi, setara dengan produksi tahunan 34 pembangkit listrik tenaga batu bara besar.
Listrik tetap menjadi salah satu pengeluaran utama bagi perusahaan yang memiliki pusat data, itulah sebabnya mereka berupaya melakukan hal tersebut efisiensi infrastruktur komputasi. Untuk ini, berbagai solusi teknis digunakan, beberapa di antaranya akan kita bahas hari ini.
/ foto
Virtualisasi
Dalam hal peningkatan efisiensi energi, virtualisasi memiliki beberapa keunggulan menarik. Pertama, menggabungkan layanan yang ada ke server perangkat keras yang lebih sedikit memungkinkan penghematan pada pemeliharaan perangkat keras, yang berarti menurunkan biaya pendinginan, daya, dan ruang. Kedua, virtualisasi memungkinkan Anda mengoptimalkan penggunaan sumber daya perangkat keras dan secara fleksibel kekuatan virtual tepat dalam proses kerja.
NRDC dan Anthesis mengadakan pertemuan dan menemukan bahwa dengan mengganti 3100 server dengan 150 host virtual, biaya energi dapat dikurangi sebesar $2,1 juta per tahun. Organisasi yang menjadi objek kepentingan menghemat pemeliharaan dan pembelian peralatan, mengurangi staf administrator sistem, menerima jaminan pemulihan data jika terjadi masalah dan menghilangkan kebutuhan untuk membangun pusat data lain.
Menurut hasil Gartner, pada tahun 2016, tingkat virtualisasi di banyak perusahaan akan melebihi 75%, dan pasarnya sendiri akan bernilai $5,6 miliar.Namun, ada faktor-faktor tertentu yang menghambat meluasnya adopsi virtualisasi. Salah satu alasan utamanya adalah sulitnya “membangun kembali” pusat data ke model operasi baru, karena biaya yang dikeluarkan seringkali melebihi potensi manfaatnya.
Sistem manajemen energi
Sistem seperti ini memungkinkan peningkatan efisiensi energi sistem pendingin atau mengurangi konsumsi energi peralatan TI, yang pada akhirnya mengarah pada minimalisasi biaya. Dalam hal ini, yang spesial , yang memantau aktivitas server, konsumsi energi dan biaya, secara otomatis mendistribusikan ulang beban dan bahkan mematikan peralatan.
Salah satu jenis perangkat lunak manajemen energi adalah sistem manajemen infrastruktur pusat data (DCIM), yang digunakan untuk memantau, menganalisis, dan memprediksi efisiensi energi berbagai peralatan. Sebagian besar alat DCIM tidak digunakan untuk memantau secara langsung konsumsi daya TI dan peralatan lainnya, namun banyak sistem dilengkapi dengan kalkulator PUE (Power Usage Effectiveness). Menurut Intel dan Dell DCIM, solusi tersebut 53% manajer TI.
Sebagian besar perangkat keras saat ini telah dirancang agar hemat energi, namun pembelian perangkat keras sering kali lebih menekankan pada harga atau kinerja awal dibandingkan total biaya kepemilikan, sehingga perangkat keras hemat energi tetap ada. . Selain mengurangi tagihan energi, peralatan tersebut juga jumlah emisi CO2 ke atmosfer.
Kompresi data
Ada juga pendekatan yang kurang jelas untuk meningkatkan efisiensi energi pusat data, misalnya mengurangi jumlah data yang disimpan. Mengompresi data yang jarang digunakan menghemat energi hingga 30%, bahkan dengan mempertimbangkan fakta bahwa sumber daya juga dikonsumsi untuk kompresi dan dekompresi. Deduplikasi data dapat menunjukkan hasil yang lebih menarik – 40–50%. Perlu dicatat bahwa penggunaan penyimpanan berdaya rendah untuk data “dingin” juga membantu mengurangi konsumsi daya.
Menonaktifkan server zombie
Salah satu masalah yang menyebabkan tidak efisiennya konsumsi energi di pusat data adalah peralatan yang menganggur. Para ahli bahwa beberapa perusahaan tidak dapat memperkirakan jumlah sumber daya yang dibutuhkan secara realistis, sementara perusahaan lain membeli kapasitas server dengan mempertimbangkan masa depan. Akibatnya, hampir 30% server menganggur dan menghabiskan energi sebesar $30 miliar per tahun.
Pada saat yang sama, menurut penelitian, manajer TI mengidentifikasi 15 hingga 30% server yang terpasang, tetapi jangan menghapus peralatan karena takut akan konsekuensi yang mungkin terjadi. Hanya 14% responden yang menyimpan catatan server yang tidak digunakan dan mengetahui perkiraan jumlahnya.
Salah satu opsi untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan cloud publik dengan model pembayaran pay-as-you-go, ketika perusahaan hanya membayar untuk kapasitas yang benar-benar digunakan. Banyak perusahaan telah menggunakan skema ini, dan pemilik pusat data Aligned Energy di Plano, Texas, mengklaim bahwa skema ini memungkinkan pelanggan menghemat 30 hingga 50% per tahun.
Kontrol iklim pusat data
Tentang efisiensi energi pusat data iklim mikro ruangan tempat peralatan berada. Agar unit pendingin dapat beroperasi secara efisien, kehilangan dingin perlu diminimalkan dengan mengisolasi ruang pusat data dari lingkungan luar dan mencegah perpindahan panas melalui dinding, langit-langit, dan lantai. Cara terbaik adalah penghalang uap, yang juga mengatur tingkat kelembapan di dalam ruangan.
Kelembapan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan berbagai kesalahan pengoperasian peralatan, peningkatan keausan dan korosi, sedangkan kelembapan yang terlalu rendah dapat menyebabkan pelepasan muatan listrik statis. menentukan tingkat kelembapan relatif optimal untuk pusat data dalam kisaran 40 hingga 55%.
Distribusi aliran udara yang efisien juga dapat menghemat 20-25% konsumsi energi. Penempatan rak peralatan yang benar akan membantu dalam hal ini: membagi ruang komputer pusat data menjadi koridor “dingin” dan “panas”. Dalam hal ini, perlu untuk memastikan isolasi koridor: pasang pelat berlubang di tempat yang diperlukan dan gunakan panel kosong di antara deretan server untuk mencegah pencampuran aliran udara.
Perlu juga mempertimbangkan tidak hanya lokasi peralatan, tetapi juga lokasi sistem iklim. Saat membagi aula menjadi koridor "dingin" dan "panas", AC harus dipasang tegak lurus dengan aliran udara panas untuk mencegah aliran udara dingin memasuki koridor.
Aspek yang sama pentingnya dalam manajemen termal yang efektif di pusat data adalah penempatan kabel, yang dapat menghalangi aliran udara, mengurangi tekanan statis, dan mengurangi efisiensi pendinginan peralatan TI. Situasi ini dapat diperbaiki dengan memindahkan baki kabel dari bawah lantai yang ditinggikan lebih dekat ke langit-langit.
Pendinginan alami dan cair
Alternatif terbaik untuk sistem pengatur suhu khusus adalah pendinginan alami, yang dapat digunakan selama musim dingin. Saat ini, teknologi memungkinkan untuk beralih menggunakan economizer jika cuaca memungkinkan. Menurut studi yang dilakukan oleh Battelle Laboratories, pendinginan gratis mengurangi biaya energi pusat data sebesar 13%.
Ada dua jenis economizer: yang hanya menggunakan udara kering, dan yang menggunakan irigasi tambahan ketika udara tidak cukup dingin. Beberapa sistem dapat menggabungkan berbagai jenis economizer untuk membentuk sistem pendingin bertingkat.
Namun sistem pendingin udara seringkali tidak efektif karena tercampurnya aliran udara atau ketidakmampuan menggunakan kelebihan panas yang dibuang. Selain itu, pemasangan sistem seperti itu sering kali memerlukan biaya tambahan untuk filter udara dan pemantauan terus-menerus.
Banyak ahli percaya bahwa pendinginan cair melakukan tugasnya dengan lebih baik. Perwakilan dari vendor Denmark Asetek, yang berspesialisasi dalam pembuatan sistem pendingin cair untuk server, John Hamill, cairan itu kira-kira 4 ribu kali lebih efisien dalam hal menyimpan dan memindahkan panas dibandingkan udara. Dan selama percobaan yang dilakukan oleh Lawrence Berkeley National Laboratory bekerja sama dengan American Power Conversion Corporation dan Silicon Valley Leadership Group, , bahwa berkat penggunaan cairan pendingin dan pasokan air dari menara pendingin, dalam beberapa kasus, penghematan energi mencapai 50%.
Teknologi lainnya
Saat ini, ada tiga bidang yang pengembangannya akan membantu menjadikan pusat data lebih efisien: penggunaan prosesor multi-core, sistem pendingin terintegrasi, dan pendinginan pada tingkat chip.
Produsen komputer percaya bahwa prosesor multi-core, dengan menyelesaikan lebih banyak tugas dalam periode waktu yang lebih singkat, akan mengurangi konsumsi energi server sebesar 40%. Contoh efektivitas sistem pendingin terintegrasi adalah solusi CoolFrame dari Egenera dan Emerson Network Power. Dibutuhkan udara panas yang keluar dari server, mendinginkannya dan “membuangnya” ke dalam ruangan, sehingga mengurangi beban pada sistem utama sebesar 23%.
mengenai pendinginan chip, memungkinkan panas ditransfer langsung dari hot spot server, seperti unit pemrosesan pusat, unit pemrosesan grafis, dan modul memori, ke udara sekitar rak atau di luar ruang komputer.
Peningkatan efisiensi energi telah menjadi tren nyata saat ini, dan hal ini tidak mengejutkan, mengingat volume konsumsi pusat data: 25–40% dari seluruh biaya operasional berasal dari pembayaran tagihan listrik. Namun masalah utamanya adalah setiap kilowatt-jam yang dikonsumsi oleh peralatan IT diubah menjadi panas, yang kemudian dibuang oleh peralatan pendingin yang boros energi. Oleh karena itu, di tahun-tahun mendatang, pengurangan konsumsi energi pusat data tidak akan berhenti relevan - akan semakin banyak cara baru untuk meningkatkan efisiensi energi pusat data.
Materi lain dari blog kami di Habré:
Sumber: www.habr.com