🥇“식욕 억제”: 데이터 센터의 에너지 효율성을 향상시키는 여러 가지 방법

오늘날 데이터 센터의 효율적인 운영을 보장하기 위해 많은 전력이 소비됩니다. 2013년에는 미국 데이터 센터만 있었습니다. 소모됨 이는 약 91억kWh의 에너지로, 34개 대형 석탄화력발전소의 연간 생산량과 맞먹는다.

전력은 데이터 센터를 소유한 기업의 주요 비용 항목 중 하나로 남아 있습니다. 인상 컴퓨팅 인프라의 효율성. 이를 위해 다양한 기술 솔루션이 사용되며 그중 일부에 대해 오늘 이야기하겠습니다.

/ 사진 토르킬드 레트베트 CC

가상화

에너지 효율성 향상과 관련하여 가상화에는 몇 가지 강력한 이점이 있습니다. 첫째, 기존 서비스를 더 적은 수의 하드웨어 서버에 통합하면 하드웨어 유지 관리 비용이 절감되어 냉각, 전력 및 공간 비용이 절감됩니다. 둘째, 가상화를 통해 하드웨어 리소스 사용을 최적화하고 유연하게 사용할 수 있습니다. 재분배 작업 과정에서 가상 전력이 발생합니다.

NRDC와 Ansis가 공동 개최 исследование 그리고 3100개의 서버를 150개의 가상 호스트로 교체하면 에너지 비용을 연간 2,1만 달러까지 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 관심 대상이었던 조직은 장비 유지 관리 및 구매 비용을 절감하고 시스템 관리자 인력을 줄이고 문제 발생 시 데이터 복구를 보장받으며 별도의 데이터 센터를 구축할 필요가 없어졌습니다.

결과에 따르면 연구 Gartner는 2016년에 많은 기업의 가상화 수준이 75%를 넘어 시장 자체 가치가 5,6억 달러에 달할 것이라고 전망합니다. 그러나 가상화의 광범위한 도입을 방해하는 특정 요인이 있습니다. 주된 이유 중 하나는 데이터 센터를 새로운 운영 모델로 "재구축"하는 것이 어렵다는 점입니다. 그 이유는 이 작업에 드는 비용이 잠재적인 이점을 초과하는 경우가 많기 때문입니다.

에너지 관리 시스템

이러한 시스템을 사용하면 냉각 시스템의 에너지 효율을 높이거나 IT 장비의 에너지 소비를 줄여 궁극적으로 비용을 최소화할 수 있습니다. 이 경우 특별한 소프트웨어, 서버 활동, 에너지 소비 및 비용을 모니터링하여 자동으로 부하를 재분배하고 장비를 끄는 기능도 있습니다.

에너지 관리 소프트웨어의 한 유형은 다양한 장비의 에너지 효율성을 모니터링, 분석 및 예측하는 데 사용되는 데이터 센터 인프라 관리(DCIM) 시스템입니다. 대부분의 DCIM 도구는 IT 및 기타 장비의 전력 소비를 직접 모니터링하는 데 사용되지 않지만 많은 시스템에는 PUE(전력 사용 효율) 계산기가 함께 제공됩니다. Intel 및 Dell DCIM에 따르면 이러한 솔루션은 사용하다 IT 관리자의 53%.

오늘날 대부분의 하드웨어는 이미 에너지 효율적으로 설계되었지만 하드웨어 구매는 총 소유 비용보다는 초기 가격이나 성능에 더 중점을 두는 경우가 많아 에너지 효율적인 하드웨어는 그대로 유지됩니다. 주목받지 못한. 에너지 비용을 절감하는 것 외에도 이러한 장비는 감소하다 대기 중으로 배출되는 CO2의 양도 마찬가지입니다.

데이터 압축

또한 저장된 데이터 양을 줄이는 등 데이터 센터의 에너지 효율성을 향상시키는 덜 명확한 접근 방식도 있습니다. 거의 사용되지 않는 데이터 압축 수 압축 및 압축 해제에도 리소스가 소비된다는 사실을 고려하더라도 최대 30%의 에너지를 절약할 수 있습니다. 데이터 중복 제거는 40~50%라는 훨씬 더 매력적인 결과를 보여줄 수 있습니다. "콜드" 데이터를 위한 저전력 스토리지를 사용하면 전력 소비를 줄이는 데에도 도움이 된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

좀비 서버 비활성화

데이터센터에서 비효율적인 에너지 소비를 초래하는 문제 중 하나는 유휴 장비입니다. 전문가 고려하다일부 회사에서는 필요한 리소스 양을 현실적으로 예측할 수 없는 반면, 다른 회사에서는 미래를 염두에 두고 서버 용량을 구매합니다. 결과적으로 서버의 거의 30%가 유휴 상태이며 연간 30억 달러의 에너지를 소비합니다.

동시에 연구에 따르면 IT 관리자는 할 수 없습니다 설치된 서버의 15~30%를 식별하되 가능한 결과를 두려워하여 장비를 삭제하지 마십시오. 응답자의 14%만이 사용되지 않는 서버에 대한 기록을 보관하고 대략적인 서버 수를 알고 있었습니다.

이 문제를 해결하기 위한 한 가지 옵션은 회사가 실제로 사용한 용량에 대해서만 비용을 지불하는 종량제 결제 모델의 퍼블릭 클라우드를 사용하는 것입니다. 많은 기업이 이미 이 계획을 사용하고 있으며 텍사스 주 플레이노에 있는 Aligned Energy 데이터 센터의 소유자는 이 계획을 통해 고객이 연간 30~50%를 절약할 수 있다고 주장합니다.

데이터 센터 온도 조절

데이터 센터 에너지 효율성 영향 장비가 위치한 공간의 미기후. 냉각 장치가 효율적으로 작동하려면 데이터 센터 공간을 외부 환경과 격리하고 벽, 천장, 바닥을 통한 열 전달을 방지하여 냉기 손실을 최소화해야 합니다. 가장 좋은 방법은 방의 습도 수준을 조절하는 수증기 장벽입니다.

습도가 너무 높으면 장비 작동 시 다양한 오류가 발생하고 마모 및 부식이 증가할 수 있으며, 습도가 너무 낮으면 정전기 방전이 발생할 수 있습니다. ASHRAE 40~55% 범위에서 데이터 센터의 최적 상대 습도 수준을 결정합니다.

효율적인 공기 흐름 분배로 에너지 소비도 20~25% 절약할 수 있습니다. 장비 랙을 올바르게 배치하면 데이터 센터 컴퓨터실을 "차가운" 복도와 "뜨거운" 복도로 나누는 데 도움이 됩니다. 이 경우 복도의 단열을 보장해야 합니다. 필요한 위치에 천공판을 설치하고 서버 열 사이에 빈 패널을 사용하여 공기 흐름의 혼합을 방지해야 합니다.

장비의 위치뿐만 아니라 기후 시스템의 위치도 고려해 볼 가치가 있습니다. 홀을 "차가운" 복도와 "더운" 복도로 나눌 때 에어컨은 뜨거운 공기 흐름과 수직으로 설치되어 뜨거운 공기가 차가운 공기와 함께 복도로 침투하는 것을 방지해야 합니다.

데이터 센터의 효과적인 열 관리에서 똑같이 중요한 측면은 공기 흐름을 방해하고 정압을 감소시키며 IT 장비의 냉각 효율성을 감소시킬 수 있는 전선 배치입니다. 케이블 트레이를 이중 바닥 아래에서 천장에 더 가깝게 이동하면 상황을 해결할 수 있습니다.

자연 및 액체 냉각

전용 온도 조절 시스템에 대한 탁월한 대안은 추운 계절에 사용할 수 있는 자연 냉각입니다. 오늘날 기술 덕분에 날씨가 허락할 때 이코노마이저 사용으로 전환하는 것이 가능해졌습니다. Battelle Laboratories의 연구에 따르면 무료 냉각은 데이터 센터 에너지 비용을 13% 절감합니다.

이코노마이저에는 두 가지 유형이 있습니다. 건조한 공기만 사용하는 것과 공기가 충분히 냉각되지 않을 때 추가 관개를 사용하는 것입니다. 일부 시스템은 다양한 유형의 이코노마이저를 결합하여 다단계 냉각 시스템을 형성할 수 있습니다.

그러나 공기 냉각 시스템은 공기 흐름이 혼합되거나 제거된 과도한 열을 사용할 수 없기 때문에 종종 효과적이지 않습니다. 또한 이러한 시스템을 설치하려면 공기 필터 및 지속적인 모니터링에 대한 추가 비용이 수반되는 경우가 많습니다.

많은 전문가들은 액체 냉각이 더 나은 성능을 발휘한다고 믿습니다. 서버용 액체 냉각 시스템 제작을 전문으로 하는 덴마크 공급업체 Asetek의 대표인 John Hamill은 확실한그 액체는 공기보다 열을 저장하고 전달하는 측면에서 약 4배 더 효율적입니다. 그리고 로렌스 버클리 국립연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)가 American Power Conversion Corporation 및 Silicon Valley Leadership Group과 공동으로 실시한 실험에서, 입증 된, 액체 냉각과 냉각탑의 물 공급 덕분에 경우에 따라 에너지 절감 효과가 50%에 달했습니다.

기타 기술

오늘날 데이터 센터의 효율성을 높이는 데 도움이 되는 세 가지 개발 영역이 있습니다. 바로 멀티 코어 프로세서 사용, 통합 냉각 시스템, 칩 수준 냉각입니다.

컴퓨터 제조업체는 멀티 코어 프로세서가 더 짧은 시간에 더 많은 작업을 완료하면 서버 에너지 소비를 40%까지 줄일 수 있다고 믿습니다. 통합 냉각 시스템의 효율성을 보여주는 예는 Egenera와 Emerson Network Power의 CoolFrame 솔루션입니다. 서버에서 나오는 뜨거운 공기를 식힌 다음 실내로 "내보내는" 방식으로 메인 시스템의 부하를 23% 줄입니다.

...에 관하여 기술의 칩 냉각을 통해 중앙 처리 장치, 그래픽 처리 장치 및 메모리 모듈과 같은 서버의 핫스팟에서 랙의 대기 또는 컴퓨터실 외부로 열을 직접 전달할 수 있습니다.

오늘날 에너지 효율성을 높이는 것은 진정한 추세가 되었습니다. 이는 데이터 센터의 소비량을 고려하면 놀라운 일이 아닙니다. 전체 운영 비용의 25~40%가 전기 요금에서 발생합니다. 그러나 가장 큰 문제는 IT 장비가 소비하는 모든 킬로와트시가 열로 변환된 후 에너지 집약적인 냉각 장비에 의해 제거된다는 것입니다. 따라서 앞으로 몇 년 동안 데이터 센터의 에너지 소비를 줄이는 것은 계속해서 중요해질 것입니다. 데이터 센터의 에너지 효율성을 높이는 새로운 방법이 점점 더 많이 나타날 것입니다.

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출처 : habr.com

“욕구 억제”: 데이터 센터의 에너지 효율성을 향상시키는 여러 가지 방법

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