🥇「食欲を抑える」: データセンターのエネルギー効率を向上させるいくつかの方法

現在、データセンターの効率的な運用を確保するために大量の電力が費やされています。 2013 年には、米国のデータセンターのみが消費されたエネルギー量は約91億キロワット時で、大規模石炭火力発電所34基の年間出力に相当する。

データセンターを所有する企業にとって電力は依然として主要な支出項目の XNUMX つであるため、企業は次のような取り組みを行っています。上げるコンピューティングインフラストラクチャの効率化。このために、さまざまな技術的ソリューションが使用されており、今日はそのうちのいくつかについて説明します。

/ 写真トーキルド・レトヴェット CC

仮想化

エネルギー効率の向上に関しては、仮想化にはいくつかの魅力的な利点があります。まず、既存のサービスを少数のハードウェアサーバーに統合することで、ハードウェアのメンテナンスを節約できるため、冷却、電力、スペースのコストが削減されます。次に、仮想化により、ハードウェアリソースの使用を最適化し、柔軟に利用できるようになります。再配布する作業の途中で仮想的なパワーを発揮します。

NRDCとアンテシスは共同で開催した調査そして、3100 台のサーバーを 150 台の仮想ホストに置き換えることで、エネルギーコストを年間 2,1 万ドル削減できることがわかりました。対象となった組織は、機器のメンテナンスと購入を節約し、システム管理者の人員を削減し、問題が発生した場合のデータ復旧の保証を受け、別のデータセンターを構築する必要性をなくしました。

結果によると研究 Gartner によれば、2016 年には多くの企業の仮想化レベルは 75% を超え、市場自体の価値は 5,6 億ドルになると予想されていますが、仮想化の普及を妨げる要因がいくつかあります。主な理由の XNUMX つは、依然として、データセンターを新しい運用モデルに合わせて「再構築」することが難しいことです。これは、そのコストが潜在的な利益を上回ることが多いためです。

エネルギー管理システム

このようなシステムにより、冷却システムのエネルギー効率の向上や IT 機器のエネルギー消費の削減が可能になり、最終的にはコストの最小化につながります。この場合、特別なソフトウェア、サーバーのアクティビティ、エネルギー消費、コストを監視し、自動的に負荷を再分散し、さらには機器の電源をオフにします。

エネルギー管理ソフトウェアの XNUMX つのタイプはデータセンターインフラストラクチャ管理 (DCIM) システムであり、さまざまな機器のエネルギー効率を監視、分析、予測するために使用されます。ほとんどの DCIM ツールは、IT やその他の機器の消費電力を直接監視するためには使用されませんが、多くのシステムには PUE (電力使用効率) 計算ツールが付属しています。 Intel と Dell DCIM によると、そのようなソリューションは使用する IT管理者の53%。

現在のほとんどのハードウェアはすでにエネルギー効率が高いように設計されていますが、ハードウェアを購入する際には総所有コストよりも初期価格やパフォーマンスが重視されることが多く、エネルギー効率の高いハードウェアはそのまま残ります。気づかれずに。このような機器は光熱費を削減するだけでなく、減らす大気中へのCO2排出量も同様です。

データ圧縮

データセンターのエネルギー効率を改善するための、あまり明らかではないアプローチもあります。たとえば、保存されるデータの量を削減するなどです。ほとんど使用されないデータを圧縮する缶圧縮と解凍にもリソースが消費されるという事実を考慮しても、エネルギーを最大 30% 節約できます。データ重複排除はさらに魅力的な結果 (40 ～ 50%) を示す可能性があります。「コールド」データに低電力ストレージを使用すると、消費電力の削減にも役立つことは注目に値します。

ゾンビサーバーを無効にする

データセンターにおける非効率的なエネルギー消費につながる問題の XNUMX つは、アイドル状態の機器です。専門家考えて必要なリソース量を現実的に見積もることができない企業もあれば、将来を見据えてサーバー容量を購入する企業もあるということです。その結果、サーバーのほぼ 30% がアイドル状態となり、年間 30 億ドルのエネルギーを消費しています。

同時に、調査によると、IT 管理者はできないインストールされているサーバーの 15 ～ 30% を特定しますが、起こり得る結果を恐れて機器を償却しないでください。未使用のサーバーの記録を保持しており、おおよその数を知っている回答者は 14% のみでした。

この問題を解決する 30 つのオプションは、企業が実際に使用した容量に対してのみ料金を支払う従量課金制の支払いモデルでパブリッククラウドを使用することです。多くの企業がすでにこのスキームを利用しており、テキサス州プラノにあるアラインド・エナジー・データセンターの所有者は、このスキームにより顧客は年間 50 ～ XNUMX% を節約できると主張しています。

データセンターの空調制御

データセンターのエネルギー効率について影響を及ぼす機器が設置されている部屋の微気候。冷却ユニットが効率的に動作するには、データセンターの部屋を外部環境から隔離し、壁、天井、床を通した熱の伝達を防ぐことで、冷気の損失を最小限に抑える必要があります。優れた方法は、部屋の湿度レベルも調整する蒸気バリアです。

湿度が高すぎると、機器の動作にさまざまなエラーが発生したり、磨耗や腐食が増加したりする可能性があり、湿度が低すぎると静電気放電が発生する可能性があります。アシュレイデータセンターの相対湿度の最適レベルは 40 ～ 55% の範囲で決定されます。

効率的な空気の流れの分配により、エネルギー消費も 20 ～ 25% 節約できます。機器ラックを正しく配置すると、データセンターのコンピュータルームを「コールド」廊下と「ホット」廊下に分けることができます。この場合、廊下の断熱を確保する必要があります。必要な場所に多孔板を設置し、サーバーの列の間にブランクパネルを使用して空気の流れの混合を防ぎます。

機器の位置だけでなく、気候システムの位置も考慮する価値があります。ホールを「冷たい」廊下と「暑い」廊下に分ける場合、後者の廊下に冷たい空気が侵入するのを防ぐために、エアコンを熱い空気の流れに対して垂直に設置する必要があります。

データセンターにおける効果的な熱管理の同様に重要な側面は、ワイヤの配置です。ワイヤの配置は空気の流れを妨げ、静圧を低下させ、IT 機器の冷却効率を低下させる可能性があります。この状況は、ケーブルトレイを上げ床の下から天井に近づけることによって修正できます。

自然冷却と液体冷却

専用の空調システムに代わる優れた代替手段は、寒い季節に使用できる自然冷却です。現在ではテクノロジーの進歩により、天候が許せばエコノマイザーの使用に切り替えることが可能になっています。 Battelle Laboratories の調査によると、自由冷却によりデータセンターのエネルギーコストが 13% 削減されます。

エコノマイザーには、乾燥空気のみを使用するタイプと、空気が十分に冷却されていない場合に追加の灌水を使用するタイプの XNUMX つのタイプがあります。一部のシステムでは、さまざまなタイプのエコノマイザを組み合わせてマルチレベル冷却システムを形成できます。

しかし、空冷システムは、空気の流れが混合したり、除去された余分な熱を利用できなかったりするため、効果が得られないことがよくあります。さらに、このようなシステムの設置には、エアフィルターや常時監視のための追加コストがかかることがよくあります。

多くの専門家は、液体冷却の方が効果があると考えています。サーバー用液体冷却システムの開発を専門とするデンマークのベンダー Asetek の代表、John Hamill 氏は、確かにこの液体は、熱の貯蔵と伝達の点で空気よりも約 4 倍効率的です。そして、ローレンス・バークレー国立研究所がAmerican Power Conversion CorporationおよびSilicon Valley Leadership Groupと協力して実施した実験中に、証明された、液体冷却の使用と冷却塔からの給水のおかげで、場合によってはエネルギー節約が 50% に達したということです。

その他の技術

現在、データセンターの効率化に役立つ開発が XNUMX つあります。それは、マルチコアプロセッサの使用、統合冷却システム、チップレベルでの冷却です。

コンピューターメーカーは、マルチコアプロセッサーにより、より多くのタスクをより短時間で完了できるため、サーバーのエネルギー消費が 40% 削減されると考えています。統合冷却システムの有効性の例としては、Egenera と Emerson Network Power の CoolFrame ソリューションがあります。サーバーから出る熱気を取り込み、冷却して室内に「放り込む」ことで、メインシステムの負荷を 23% 削減します。

関しては技術のチップ冷却により、中央処理装置、グラフィックス処理装置、メモリモジュールなどのサーバーのホットスポットからラックの周囲空気またはマシンルームの外に熱が直接伝達されます。

今日、エネルギー効率の向上が現実のトレンドとなっていますが、データセンターの消費量を考慮すると、これは驚くべきことではありません。全運営費の 25 ～ 40% が電気料金の支払いから発生しています。しかし、主な問題は、IT 機器によって消費されるすべてのキロワット時が熱に変換され、その熱がエネルギー集約型の冷却装置によって除去されることです。したがって、今後数年間、データセンターのエネルギー消費量を削減することが重要でなくなることはなく、データセンターのエネルギー効率を向上させる新しい方法がますます登場するでしょう。

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出所： habr.com

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