"פרקטיקות" ירוקות: כיצד מרכזי נתונים בחו"ל וברוסיה מפחיתים את ההשפעה השלילית על הטבע

מרכזי נתונים צורכים 3-5% מסך החשמל של כדור הארץ, ובמדינות מסוימות, כמו סין, נתון זה מגיע ל-7%. מרכזי נתונים זקוקים לחשמל 24/7 כדי שהציוד יפעל בצורה חלקה. כתוצאה מכך, הפעלת מרכזי נתונים מעוררת פליטת גזי חממה לאטמוספירה, ומבחינת רמת ההשפעה השלילית על הטבע, ניתן להשוות אותן לנסיעות אוויריות. אספנו את המחקר העדכני ביותר כדי לגלות כיצד מרכזי נתונים משפיעים על הסביבה, האם ניתן לשנות זאת והאם קיימות יוזמות דומות ברוסיה.

לפי האחרון מחקר מרכזי הנתונים המודעים לסביבה של Supermicro המיישמים פתרונות ירוקים יכולים להפחית את השפעתם הסביבתית ב-80%. והאנרגיה שנחסכה היא לשמור על כל בתי הקזינו בלאס וגאס מוארים למשך 37 שנים. אבל כרגע, רק 12% ממרכזי הנתונים בעולם יכולים להיקרא "ירוקים".

דו"ח סופרמיקרו מבוסס על סקר של 5000 נציגים של תעשיית ה-IT. התברר כי 86% מהנשאלים בדרך כלל אינם חושבים על ההשפעה של מרכזי נתונים על הסביבה. ורק 15% ממנהלי מרכז הנתונים מודאגים מאחריות חברתית והערכת היעילות האנרגטית של ארגון. התעשייה התמקדה במידה רבה ביעדים הקשורים לחוסן תפעולי ולא ביעילות אנרגטית. למרות שההתמקדות באחרונה מועילה למרכזי נתונים: הארגון הממוצע יכול לחסוך עד 38 מיליון דולר במשאבי אנרגיה.

PUE

PUE (יעילות ניצול חשמל) הוא מדד שמעריך את יעילות האנרגיה של מרכז נתונים. הצעד אושר על ידי חברי קונסורציום The Green Grid בשנת 2007. PUE משקף את היחס בין האנרגיה החשמלית הנצרכת על ידי מרכז נתונים לאנרגיה הנצרכת ישירות על ידי ציוד מרכז הנתונים. לכן, אם מרכז הנתונים מקבל כוח של 10 MW מהרשת, וכל הציוד "שומר" על 5 MW, מחוון ה-PUE יהיה 2. אם ה"פער" בקריאות יורד, ורוב החשמל מגיע לציוד , המקדם ישאף לאינדיקטור האידיאלי הוא אחד.

סקר מרכז הנתונים הגלובלי באוגוסט ממכון Uptime סקר 900 מפעילי מרכזי נתונים ומצא את ה-PUE הממוצע העולמי оценили ב-1,59. בסך הכל, הנתון השתנה ברמה זו מאז 2013. לשם השוואה, ב-2013 PUE היה 1,65, ב-2018 - 1, וב-58 - 2019.

למרות ש-PUE אינו הוגן מספיק כדי להשוות בין מרכזי נתונים וגיאוגרפיות שונות, מכון Uptime אכן יוצר טבלאות השוואה כאלה.

חוסר ההגינות של ההשוואה נובע מהעובדה שחלק ממרכזי הנתונים ממוקמים בתנאי אקלים גרועים יותר. לפיכך, כדי לקרר מרכז נתונים קונבנציונלי באפריקה, יש צורך בהרבה יותר חשמל ממרכז נתונים הממוקם בצפון אירופה.

זה הגיוני שמרכזי הנתונים הכי לא יעילים באנרגיה נמצאים באמריקה הלטינית, אפריקה, המזרח התיכון וחלקים מאזור אסיה-פסיפיק. ה"מופתים" ביותר במונחים של מחוון PUE היו אירופה והאזור המאחד את ארה"ב וקנדה. אגב, יש יותר מגיבים במדינות אלו - 95 ו-92 ספקי מרכזי נתונים, בהתאמה.

המחקר גם העריך מרכזי נתונים ברוסיה ובמדינות חבר העמים. עם זאת, רק 9 נשאלים השתתפו בסקר. ה-PUE של מרכזי נתונים מקומיים ו"שכנים" היה 1,6.

איך להוריד PUE

קירור טבעי

על פי מחקר, כ-40% מכלל האנרגיה הנצרכת על ידי מרכזי נתונים הולך לתפעול מערכות קירור מלאכותיות. יישום הקירור הטבעי (קירור חופשי) עוזר להוזיל עלויות באופן משמעותי. עם מערכת זו, אוויר חיצוני מסונן, מחומם או מקורר, ולאחר מכן מסופק לחדרי השרתים. האוויר החם "הפליטה" יוצא החוצה או מעורבב חלקית, במידת הצורך, עם הזרימה הנכנסת.

במקרה של קירור חופשי, יש חשיבות רבה לאקלים. ככל שטמפרטורת האוויר החיצונית מתאימה יותר לחדר מרכז הנתונים, כך נדרשת פחות אנרגיה כדי להביא אותו ל"מצב" הרצוי.

בנוסף, ניתן למקם את מרכז הנתונים בסמוך למאגר - במקרה זה ניתן להשתמש במים ממנו לקירור מרכז הנתונים. אגב, לפי תחזיות Stratistics MRC, עד שנת 2023 שווי שוק טכנולוגיות הקירור הנוזלי יגיע ל-4,55 מיליארד דולר, בין סוגיו קירור טבילה (ציוד טבילה בשמן טבילה), קירור אדיבטי (מבוסס על טכנולוגיית אידוי, המשמשת בפייסבוק מרכזי נתונים), חילופי חום (נוזל הקירור של הטמפרטורה הנדרשת עובר ישירות למתלה עם הציוד, מסיר חום עודף).

עוד על קירור חופשי וכיצד זה עובד ב-Selectel →

ניטור והחלפת ציוד בזמן

שימוש נכון ביכולות הזמינות במרכז הנתונים יסייע גם בשיפור יעילות האנרגיה. שרתים שכבר נרכשו חייבים לעבוד עבור משימות הלקוח או לא לצרוך אנרגיה בזמן סרק. אחת הדרכים להישאר בשליטה היא להשתמש בתוכנת ניהול תשתית. לדוגמה, מערכת ניהול תשתיות מרכזי נתונים (DCIM). תוכנה כזו מחלקת מחדש את העומס על השרתים באופן אוטומטי, מכבה מכשירים שאינם בשימוש וממליצה על מהירות מאווררי הקירור (שוב, כדי לחסוך באנרגיה בקירור עודף).

חלק חשוב בשיפור היעילות האנרגטית של מרכז נתונים הוא עדכון בזמן של הציוד. שרת מיושן הוא לרוב נחות בביצועים ובצריכת משאבים לעומת הדור החדש. לכן, כדי להוריד את ה-PUE, מומלץ לעדכן ציוד בתדירות גבוהה ככל האפשר – יש חברות שעושות זאת מדי שנה. ממחקר Supermicro: מחזורי רענון חומרה אופטימליים יכולים להפחית את הפסולת האלקטרונית ביותר מ-80% ולשפר את הפרודוקטיביות של מרכז הנתונים ב-15%.

יש גם דרכים לייעל את המערכת האקולוגית של מרכז הנתונים שלך מבלי לשבור את הכיס. לדוגמה, ניתן לסגור פערים בארונות שרתים כדי למנוע דליפות אוויר קר, לבודד מעברים חמים או קרים, להעביר שרת עמוס בכבדות לחלק קריר יותר של מרכז הנתונים וכן הלאה.

פחות שרתים פיזיים - יותר מכונות וירטואליות

VMware מעריכה שמעבר לשרתים וירטואליים יכול להפחית את צריכת החשמל של עד 80% במקרים מסוימים. זה מוסבר על ידי העובדה שהצבת מספר גדול יותר של שרתים וירטואליים על מספר קטן יותר של מכונות פיזיות מפחיתה באופן הגיוני את עלות תחזוקת החומרה, הקירור והחשמל.

הניסוי NRDC ו-Anthesis הראו שהחלפת 3 שרתים ב-000 מכונות וירטואליות חוסכת 150 מיליון דולר בעלויות חשמל.

בין היתר, הווירטואליזציה מאפשרת להפיץ מחדש ולהגדיל משאבים וירטואליים (מעבדים, זיכרון, אחסון) בתהליך. לכן, חשמל מושקע רק כדי להבטיח את הפעולה, למעט עלויות של ציוד סרק.

כמובן שניתן לבחור גם במקורות אנרגיה חלופיים לשיפור היעילות האנרגטית. כדי להשיג זאת, חלק ממרכזי הנתונים משתמשים בפאנלים סולאריים ומחוללי רוח. עם זאת, מדובר בפרויקטים יקרים למדי שרק חברות גדולות יכולות להרשות לעצמן.

הירוקים בפועל

מספר מרכזי הנתונים בעולם גדל מ-500 בשנת 000 ליותר מ-2012 מיליון. נתוני צריכת החשמל שלהם מוכפלים כל ארבע שנים. ייצור החשמל הדרוש למרכזי נתונים קשור ישירות לכמות פליטת הפחמן הנובעת משריפת דלקים מאובנים.

מדענים מהאוניברסיטה הפתוחה של בריטניה מְחוֹשָׁבשמרכזי נתונים מייצרים 2% מפליטת ה-CO2 העולמית. מדובר בערך באותה כמות שחברות התעופה הגדולות בעולם פולטות. כדי להפעיל 2019 מרכזי נתונים בסין, תחנות כוח פלטו 44 מיליון טון של CO₂ לאטמוספירה בשנת 2018, על פי מחקר של GreenPeace משנת 99.

מנהיגים עולמיים גדולים כמו אפל, גוגל, פייסבוק, אקמאי, מיקרוסופט, לוקחים אחריות על ההשפעה השלילית על הטבע ומנסים לצמצם אותה באמצעות טכנולוגיות "ירקות". כך, מנכ"ל מיקרוסופט, סאטיה נאדלה, דיבר על כוונת החברה להגיע לרמה שלילית של פליטת פחמן עד 2030, ועד 2050 לבטל לחלוטין את ההשלכות של פליטות פליטות מאז הקמת החברה ב-1975.

לענקיות העסקיות הללו, לעומת זאת, יש מספיק משאבים כדי ליישם את התוכניות שלהם. בטקסט נזכיר כמה מרכזי נתונים פחות מוכרים "ירוק".

קולוס

מקור
מרכז הנתונים, הממוקם בבאלנגן (נורווגיה), ממצב את עצמו כמרכז נתונים המופעל על ידי 100% אנרגיה מתחדשת. כך, כדי להבטיח את פעולת הציוד, נעשה שימוש במים לקירור שרתים, מחוללי חשמל למים ורוח. עד 2027, מרכז הנתונים מתכנן לחרוג מ-1000 מגה-וואט של הספק חשמלי. כעת קולוס חוסך 60% מהחשמל.

נתוני הדור הבא

מקור
מרכז הנתונים הבריטי משרת חברות כמו קבוצת הטלקומוניקציה BT Group, IBM, Logica ואחרות. בשנת 2014, NGD אמרה שהיא השיגה את ה-PUE האידיאלי של אחד. מרכז הנתונים התקרב ליעילות אנרגטית מרבית על ידי פאנלים סולאריים הממוקמים על גג מרכז הנתונים. עם זאת, אז מומחים הטילו ספק בתוצאה האוטופית משהו.

פורט נוקס השוויצרי

מקור
מרכז הנתונים הזה הוא סוג של פרויקט לופט. מרכז הנתונים "גדל" באתר של בונקר ישן של המלחמה הקרה, שנבנה על ידי הצבא השוויצרי במקרה של סכסוך גרעיני. בנוסף לעובדה שמרכז הנתונים, למעשה, אינו תופס מקום על פני כדור הארץ, הוא גם משתמש במי קרחונים מאגם תת קרקעי במערכות הקירור שלו. הודות לכך, הטמפרטורה של מערכת הקירור נשמרת על 8 מעלות צלזיוס.

Equinix AM3

מקור
מרכז הנתונים, הממוקם באמסטרדם, משתמש במגדלי קירור של אחסון אנרגיה תרמית של אקוויפר בתשתית שלו. האוויר הקריר שלהם מוריד את הטמפרטורה של מסדרונות חמים. בנוסף, מרכז הנתונים משתמש במערכות קירור נוזלי, והשפכים המחוממים משמשים לחימום באוניברסיטת אמסטרדם.

מה יש ברוסיה

מחקר "מרכזי נתונים 2020" CNews חשף עלייה במספר המתלים בקרב ספקי שירותי מרכזי הנתונים הרוסיים הגדולים ביותר. בשנת 2019 הצמיחה הייתה 10% (עד 36,5 אלף), ובשנת 2020 מספר המתלים עשוי לגדול בעוד 20%. ספקי מרכזי נתונים מבטיחים לקבוע שיא ולספק ללקוחות עוד 6961 מתלים השנה.

על הַעֲרָכָה CNews, היעילות האנרגטית של הפתרונות והציוד המשמשים להבטחת תפעול מרכז הנתונים היא ברמה נמוכה מאוד - 1W של הספק שימושי מהווה עד 50% מעלויות אי הייצור.

עם זאת, למרכזי הנתונים הרוסיים יש מוטיבציה להפחית את מחוון ה-PUE. עם זאת, המניע של הקידמה עבור ספקים רבים אינו הדאגה לאיכות הסביבה ואחריות חברתית, אלא תועלת כלכלית. צריכת אנרגיה לא בת קיימא עולה כסף.

ברמת המדינה, אין תקנים סביבתיים לגבי תפעול מרכזי נתונים, וגם לא תמריצים כלכליים למי שמיישם יוזמות "ירוקים". לכן, ברוסיה זה עדיין באחריות האישית של מרכזי נתונים.

הדרכים הנפוצות ביותר להפגין תודעה אקולוגית במרכזי נתונים מקומיים:

1. מעבר לשיטות יעילות יותר באנרגיה של ציוד קירור (מערכות קירור חופשיות וקירור נוזלי);
2. סילוק ציוד ופסולת עקיפה ממרכזי נתונים;
3. חידוש ההשפעה השלילית של מרכזי נתונים על הטבע באמצעות השתתפות בקמפיינים סביבתיים והשקעה בפרויקטים סביבתיים.

קיריל מלבנוב, המנהל הטכני של סלקל

כיום, ה-PUE של מרכזי הנתונים של Selectel הוא 1,25 (Dubrovka DC באזור לנינגרד) ו-1,15-1,20 (Berzarina-2 DC במוסקבה). אנו עוקבים אחר היחס ושואפים להשתמש בפתרונות חסכוניים יותר באנרגיה לקירור, תאורה והיבטי פעולה אחרים. שרתים מודרניים צורכים כעת בערך אותה כמות אנרגיה; אין טעם ללכת לקיצוניות ולהילחם על 10W. עם זאת, במונחים של ציוד שמניע מרכזי נתונים, הגישה משתנה - אנחנו בוחנים גם מדדי יעילות אנרגטית.

אם מדברים על מיחזור, סלקל התקשרה בהסכמים עם מספר חברות העוסקות במחזור ציוד. לא רק שרתים, אלא גם דברים רבים אחרים נשלחים לגרוטאות: סוללות של אל-פסק, אתילן גליקול ממערכות קירור. אנחנו אפילו אוספים וממחזרים פסולת נייר - חומרי אריזה מציוד שמגיע למרכזי הנתונים שלנו.

סלסטל הרחיקה לכת והשיקה את תוכנית "Green Selectel". כעת החברה תשתול עץ אחד מדי שנה עבור כל שרת הפועל במרכזי הנתונים של החברה. החברה ביצעה את נטיעת היער ההמונית הראשונה שלה ב-19 בספטמבר - באזורי מוסקבה ולנינגרד. בסך הכל ניטעו 20 עצים, שבעתיד יוכלו להפיק עד 000 ליטר חמצן בשנה. המבצעים לא יסתיימו בכך, יש תוכניות ליישם יוזמות "ירוקים" במהלך השנה. ניתן לברר על מבצעים חדשים באתר "סלקטר ירוק" ו - ערוץ טלגרם של החברה.

מקור: www.habr.com