Дата орталықтары планетаның жалпы электр энергиясының 3-5%-ын тұтынады, ал кейбір елдерде, мысалы, Қытайда бұл көрсеткіш 7%-ға жетеді. Жабдықтың үздіксіз жұмыс істеуі үшін деректер орталықтарына тәулік бойы электр қуаты қажет. Нәтижесінде деректер орталықтарының жұмысы атмосфераға парниктік газдар шығарындыларын қоздырады және табиғатқа кері әсер ету деңгейі бойынша оларды әуе тасымалымен салыстыруға болады. Біз деректер орталықтарының қоршаған ортаға қалай әсер ететінін, оны өзгертуге болатынын және Ресейде осындай бастамалардың бар-жоғын білу үшін соңғы зерттеулерді жинадық.
Соңғысына сәйкес Supermicro компаниясының жасыл шешімдерді енгізетін экологиялық саналы деректер орталықтары олардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін 80%-ға азайта алады. Ал үнемделген энергия Лас-Вегастағы барлық казиноларды 37 жыл бойы жанып тұру болып табылады. Бірақ қазіргі уақытта әлемдегі деректер орталықтарының тек 12%-ын «жасыл» деп атауға болады.
IT саласының 5000 өкілінің сауалнамасына негізделген. Жалпы респонденттердің 86 пайызы дата орталықтарының қоршаған ортаға әсері туралы ойламайтыны белгілі болды. Ал деректер орталығы менеджерлерінің тек 15%-ы ғана әлеуметтік жауапкершілік пен кәсіпорынның энергия тиімділігін бағалауға алаңдайды. Өнеркәсіп негізінен энергия тиімділігіне емес, операциялық тұрақтылыққа қатысты мақсаттарға назар аударды. Соңғысына назар аудару деректер орталықтары үшін тиімді болса да: орташа кәсіпорын энергия ресурстарын 38 миллион долларға дейін үнемдей алады.
PUE
PUE (Power Utilization Efficiency) – деректер орталығының энергия тиімділігін бағалайтын көрсеткіш. Бұл шараны 2007 жылы The Green Grid консорциумының мүшелері мақұлдаған. PUE деректер орталығы тұтынатын электр энергиясының деректер орталығының жабдығы тікелей тұтынатын энергияға қатынасын көрсетеді. Сонымен, егер деректер орталығы желіден 10 МВт қуат алса және барлық жабдық 5 МВт-та «ұстаса», PUE индикаторы 2 болады. Егер көрсеткіштердегі «саңылау» азайып, электр энергиясының көп бөлігі жабдыққа жетсе. , коэффициент идеалды көрсеткішке бейім болады - бір.
Uptime институтының тамыздағы жаһандық деректер орталығының сауалнамасы 900 деректер орталығының операторын зерттеп, әлемдік орташа PUE-ны анықтады. 1,59-да. Жалпы, бұл көрсеткіш 2013 жылдан бері осы деңгейде құбылып отыр. Салыстыру үшін, 2013 жылы PUE 1,65, 2018 жылы - 1, 58 жылы - 2019 болды.
PUE әртүрлі деректер орталықтары мен географияларды салыстыру үшін жеткілікті әділ болмаса да, Uptime институты осындай салыстыру кестелерін жасайды.
Салыстырудың әділетсіздігі кейбір деректер орталықтарының нашар климаттық жағдайларда орналасқандығына байланысты. Осылайша, Африкадағы кәдімгі деректер орталығын салқындату үшін Еуропаның солтүстігінде орналасқан деректер орталығына қарағанда әлдеқайда көп электр энергиясы қажет.
Латын Америкасында, Африкада, Таяу Шығыста және Азия-Тынық мұхиты аймағының кейбір бөліктерінде энергия тиімсіз деректер орталықтары болуы қисынды. PUE көрсеткіші бойынша ең «үлгілі» Еуропа мен АҚШ пен Канаданы біріктіретін аймақ болды. Айтпақшы, бұл елдерде респонденттердің саны көбірек – сәйкесінше 95 және 92 деректер орталығының провайдері.
Зерттеу барысында Ресей мен ТМД елдеріндегі деректер орталықтары да бағаланды. Алайда сауалнамаға тек 9 респондент қатысты. Отандық және «көрші» деректер орталықтарының PUE көрсеткіші 1,6 болды.
PUE қалай төмендетуге болады
Табиғи салқындату
бойынша , деректер орталықтары тұтынатын барлық энергияның шамамен 40% жасанды салқындату жүйелерінің жұмысына кетеді. Табиғи салқындатуды (еркін салқындату) жүзеге асыру шығындарды айтарлықтай азайтуға көмектеседі. Бұл жүйе арқылы сыртқы ауа сүзіледі, жылытылады немесе салқындатылады, содан кейін сервер бөлмелеріне беріледі. «Шығарылатын» ыстық ауа сыртқа шығарылады немесе қажет болған жағдайда кіріс ағынымен ішінара араласады.
Еркін салқындату жағдайында климаттың маңызы зор. Сыртқы ауа температурасы деректер орталығының бөлмесіне неғұрлым қолайлы болса, оны қажетті «жағдайға» жеткізу үшін соғұрлым аз қуат қажет.
Сонымен қатар, деректер орталығы резервуардың жанында орналасуы мүмкін - бұл жағдайда деректер орталығын салқындату үшін одан суды пайдалануға болады. Айтпақшы, Stratistics MRC болжамдарына сәйкес, 2023 жылға қарай сұйық салқындату технологиясы нарығының құны $4,55 млрд-қа жетеді.Оның түрлерінің ішінде суға батыру (батыру майына батыру жабдықтары), адиабаталық салқындату (буландыру технологиясына негізделген, Facebook-те қолданылатын) бар. деректер орталықтары), жылу алмасу (қажетті температураның салқындатқышы жабдықпен бірге тікелей тірекке түседі, артық жылуды кетіреді).
Бақылау және жабдықты уақтылы ауыстыру
Деректер орталығында бар қуаттарды дұрыс пайдалану да энергия тиімділігін арттыруға көмектеседі. Сатып алынған серверлер не тұтынушы тапсырмалары үшін жұмыс істеуі керек, не бос уақыт кезінде қуат тұтынбауы керек. Бақылауда қалудың бір жолы инфрақұрылымды басқару бағдарламалық құралын пайдалану болып табылады. Мысалы, Data Center Infrastructure Management (DCIM) жүйесі. Мұндай бағдарламалық қамтамасыз ету серверлердегі жүктемені автоматты түрде қайта бөледі, пайдаланылмаған құрылғыларды өшіреді және тоңазытқыш желдеткіштердің жылдамдығы туралы ұсыныстар береді (қайтадан артық салқындату кезінде энергияны үнемдеу үшін).
Дата орталығының энергия тиімділігін арттырудың маңызды бөлігі жабдықты уақтылы жаңарту болып табылады. Көбінесе ескірген сервер өнімділігі мен ресурстарды тұтынуы жаңа буынға қарағанда төмен. Сондықтан, PUE деңгейін төмендету үшін жабдықты мүмкіндігінше жиі жаңарту ұсынылады - кейбір компаниялар мұны жыл сайын жасайды. Supermicro зерттеулерінен: Оңтайландырылған жабдықты жаңарту циклдері электрондық қалдықтарды 80%-дан астамға азайтып, деректер орталығының өнімділігін 15%-ға жақсартады.
Сондай-ақ банкті бұзбай деректер орталығының экожүйесін оңтайландырудың жолдары бар. Мысалы, суық ауаның ағып кетуін болдырмау үшін сервер шкафтарындағы бос орындарды жабуға, ыстық немесе суық өтпелерді оқшаулауға, қатты жүктелген серверді деректер орталығының салқын бөлігіне жылжытуға және т.б. болады.
Физикалық серверлер аз - виртуалды машиналар көбірек
VMware виртуалды серверлерге ауысу кейбір жағдайларда қуат тұтынуды 80%-ға дейін азайтуы мүмкін деп есептейді. Бұл азырақ физикалық машиналарда виртуалды серверлердің көп санын орналастыру аппараттық құралдарға қызмет көрсету, салқындату және қуат шығындарын логикалық түрде төмендететінімен түсіндіріледі.
NRDC және Anthesis көрсеткендей, 3 серверді 000 виртуалды машинамен ауыстыру электр энергиясына 150 миллион доллар үнемдейді.
Басқа нәрселермен қатар, виртуализация процесте виртуалды ресурстарды (процессорлар, жад, сақтау) қайта бөлуге және көбейтуге мүмкіндік береді. Сондықтан электр энергиясы тек жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін жұмсалады, бос тұрған жабдықтың шығындарын қоспағанда.
Әрине, энергия тиімділігін арттыру үшін баламалы энергия көздерін де таңдауға болады. Бұған қол жеткізу үшін кейбір деректер орталықтары күн батареялары мен жел генераторларын пайдаланады. Алайда бұл тек ірі компаниялар ғана көтере алатын өте қымбат жобалар.
Жасылдар тәжірибеде
Әлемдегі деректер орталықтарының саны 500 жылы 000 мыңнан 2012 миллионнан астам. Олардың электр энергиясын тұтыну көрсеткіштері төрт жыл сайын екі есе өседі. Деректер орталықтарына қажетті электр энергиясын өндіру қазба отындарын жағу нәтижесінде пайда болатын көміртегі шығарындыларының мөлшеріне тікелей байланысты.
Ұлыбританияның ашық университетінің ғалымдары деректер орталықтары жаһандық СО2 шығарындыларының 2% өндіреді. Бұл әлемдегі ең ірі әуе компанияларының шығаратын мөлшерімен бірдей. 2019 жылы GreenPeace зерттеуіне сәйкес, Қытайдағы 44 деректер орталығын қуаттандыру үшін электр станциялары 2018 жылы атмосфераға 99 миллион тонна CO₂ шығарды.
Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft сияқты ірі әлемдік көшбасшылар табиғатқа кері әсер ету үшін жауапкершілікті өз мойнына алып, оны «жасыл» технологиялар арқылы азайтуға тырысады. Осылайша, Microsoft бас директоры Сатья Наделла компанияның 2030 жылға қарай көміртегі шығарындыларының теріс деңгейіне жету, ал 2050 жылға қарай компания 1975 жылы құрылғаннан бері шығарындылардың салдарын толығымен жою ниеті туралы айтты.
Бұл бизнес алпауыттарының өз жоспарларын жүзеге асыру үшін жеткілікті ресурстары бар. Мәтінде біз бірнеше аз танымал «жасылдандыру» деректер орталықтарын атап өтеміз.
Колос
Ballengen (Норвегия) қаласында орналасқан деректер орталығы өзін 100% жаңартылатын энергиямен жұмыс істейтін деректер орталығы ретінде көрсетеді. Осылайша, жабдықтың жұмысын қамтамасыз ету үшін су серверлерді, су және жел генераторларын салқындату үшін пайдаланылады. 2027 жылға қарай дата орталығы 1000 МВт электр қуатын арттыруды жоспарлап отыр. Қазір «Колос» электр қуатының 60 пайызын үнемдейді.
Келесі ұрпақ деректері
Британдық деректер орталығы BT Group, IBM, Logica және т.б. телекоммуникациялық холдинг сияқты компанияларға қызмет көрсетеді. 2014 жылы NGD өзінің идеалды PUE көрсеткішіне бір жеткенін айтты. Дата орталығының төбесінде орналасқан күн батареялары арқылы деректер орталығы максималды энергия тиімділігіне жақындады. Алайда, содан кейін сарапшылар біршама утопиялық нәтижеге күмән келтірді.
Швейцариялық Форт Нокс
Бұл деректер орталығы лофт жобасының бір түрі. Деректер орталығы ядролық қақтығыс кезінде швейцариялық әскерилер салған ескі «қырғи-қабақ соғыс» бункерінің орнында «өсті». Деректер орталығы, шын мәнінде, планетаның бетінде орын алмауымен қатар, оның салқындату жүйелерінде жер асты көлінің мұздық суын да пайдаланады. Осының арқасында салқындату жүйесінің температурасы 8 градус Цельсий деңгейінде сақталады.
Equinix AM3
Амстердамда орналасқан деректер орталығы өз инфрақұрылымында Aquifer Thermal Energy Storage салқындату мұнараларын пайдаланады. Олардың салқын ауасы ыстық дәліздердің температурасын төмендетеді. Сонымен қатар, деректер орталығы сұйық салқындату жүйелерін пайдаланады, ал қыздырылған ағынды су Амстердам университетінде жылыту үшін пайдаланылады.
Ресейде не бар
Зерттеу CNews ең ірі ресейлік деректер орталығының қызмет провайдерлері арасында тіректер санының артқанын анықтады. 2019 жылы өсім 10%-ды құрады (36,5 мыңға дейін), ал 2020 жылы сөрелердің саны тағы 20%-ға артуы мүмкін. Деректер орталығының провайдерлері биыл рекорд орнатуға және тұтынушыларға тағы 6961 XNUMX сөрелерді ұсынуға уәде берді.
туралы CNews, деректер орталығының жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін қолданылатын шешімдер мен жабдықтың энергия тиімділігі өте төмен деңгейде - 1 Вт пайдалы қуат өндірістік емес шығындардың 50% дейін құрайды.
Дегенмен, ресейлік деректер орталықтарында PUE көрсеткішін төмендетуге уәждеме бар. Дегенмен, көптеген провайдерлер үшін прогрестің драйвері қоршаған ортаға және әлеуметтік жауапкершілікке алаңдаушылық емес, экономикалық пайда. Тұрақты емес энергияны тұтыну ақшаны талап етеді.
Мемлекеттік деңгейде деректер орталықтарының жұмысына қатысты экологиялық стандарттар немесе «жасыл» бастамаларды жүзеге асыратындар үшін ешқандай экономикалық ынталандыру жоқ. Сондықтан Ресейде бұл әлі де дата орталықтарының жеке жауапкершілігі болып табылады.
Отандық деректер орталықтарында экологиялық сананы көрсетудің ең көп тараған тәсілдері:
- Жабдықтарды салқындатудың энергияны үнемдейтін әдістеріне көшу (еркін салқындату жүйелері және сұйық салқындату);
- Дата орталықтарынан жабдықты және жанама қалдықтарды кәдеге жарату;
- Экологиялық науқандарға қатысу және экологиялық жобаларға инвестициялау арқылы деректер орталықтарының табиғатқа теріс әсерін толықтыру.
Кирилл Малеванов, Selectel техникалық директоры
Бүгінгі таңда Selectel деректер орталықтарының PUE көрсеткіші 1,25 (Ленинград облысындағы Дубровка DC) және 1,15-1,20 (Мәскеудегі Берзарина-2 DC). Біз арақатынасты қадағалаймыз және салқындату, жарықтандыру және жұмыстың басқа аспектілері үшін энергияны үнемдейтін шешімдерді қолдануға тырысамыз. Қазіргі заманғы серверлер қазір шамамен бірдей энергияны тұтынады; шектен шығудың және 10 Вт үшін күресудің қажеті жоқ. Дегенмен, деректер орталықтарын қуаттандыратын жабдыққа қатысты көзқарас өзгеруде - біз энергия тиімділігі көрсеткіштерін де қарастырамыз.
Егер кәдеге жарату туралы айтатын болсақ, Selectel жабдықтарды қайта өңдеумен айналысатын бірнеше компаниялармен келісімге отырды. Тек серверлер ғана емес, сонымен қатар басқа да көптеген заттар сынықтарға жіберіледі: үзіліссіз қуат көздерінен батареялар, салқындату жүйесінен этиленгликоль. Біз тіпті деректер орталықтарымызға келетін жабдықтан макулатураны – орау материалын жинап, қайта өңдейміз.
Селестел ары қарай жүріп, «Жасыл таңдау» бағдарламасын іске қосты. Енді компания деректер орталықтарында жұмыс істейтін әрбір сервер үшін жыл сайын бір ағаш отырғызады. Компания алғашқы жаппай орман отырғызуды 19 қыркүйекте – Мәскеу және Ленинград облыстарында жүргізді. Барлығы 20 000 ағаш отырғызылды, олар болашақта жылына 200 000 000 литрге дейін оттегін шығара алады. Акциялар мұнымен бітпейді, жыл бойына «жасыл» бастамаларды жүзеге асыру жоспарда бар. Жаңа акциялар туралы веб-сайттан біле аласыз мен .
Ақпарат көзі: www.habr.com