친환경 "관행": 해외 및 러시아의 데이터 센터가 자연에 미치는 부정적인 영향을 줄이는 방법

데이터 센터는 지구 전체 전력의 3~5%를 소비하며, 중국 등 일부 국가에서는 이 수치가 7%에 이릅니다. 데이터 센터에는 장비가 원활하게 작동하도록 연중무휴 24시간 전기가 필요합니다. 결과적으로 데이터센터 운영은 온실가스 대기 중 배출을 유발하며, 자연에 미치는 부정적인 영향의 정도는 항공여행과 비교할 수 있다. 우리는 데이터 센터가 환경에 어떤 영향을 미치는지, 이것이 변경될 수 있는지, 러시아에도 유사한 계획이 존재하는지 알아보기 위해 최신 연구를 수집했습니다.

후자에 따르면 연구 친환경 솔루션을 구현하는 슈퍼마이크로의 환경 친화적인 데이터 센터는 환경에 미치는 영향을 80%까지 줄일 수 있습니다. 그리고 절약된 에너지는 37년 동안 모든 라스베거스 카지노의 조명을 유지하는 것입니다. 그러나 현재 전 세계 데이터 센터 중 '그린'이라고 할 수 있는 데이터 센터는 12%에 불과합니다.

슈퍼마이크로 보고서 IT업계 종사자 5000명을 대상으로 한 설문조사를 바탕으로 합니다. 응답자의 86%는 일반적으로 데이터 센터가 환경에 미치는 영향에 대해 생각하지 않는 것으로 나타났습니다. 그리고 데이터 센터 관리자 중 15%만이 사회적 책임과 기업의 에너지 효율성 평가에 관심을 갖고 있습니다. 업계에서는 에너지 효율성보다는 운영 탄력성과 관련된 목표에 주로 초점을 맞춰 왔습니다. 후자에 초점을 맞추는 것이 데이터 센터에 도움이 되지만, 일반 기업은 에너지 자원을 최대 38만 달러까지 절약할 수 있습니다.

푸

PUE(Power Utilization Efficiency)는 데이터센터의 에너지 효율성을 평가하는 지표입니다. 이 법안은 2007년 The Green Grid 컨소시엄 회원들에 의해 승인되었습니다. PUE는 데이터센터 장비에서 직접 소비하는 에너지 대비 데이터센터에서 소비하는 전기 에너지의 비율을 반영합니다. 따라서 데이터 센터가 네트워크로부터 10MW의 전력을 받고 모든 장비가 5MW를 "유지"하는 경우 PUE 표시기는 2가 됩니다. 판독값의 "간격"이 감소하고 대부분의 전기가 장비에 도달하는 경우 , 계수는 이상적인 지표가 되는 경향이 있습니다.

Uptime Institute의 900월 글로벌 데이터 센터 설문 조사에서는 XNUMX명의 데이터 센터 운영자를 대상으로 설문 조사를 실시하여 전 세계 평균 PUE를 알아냈습니다. 고맙다 1,59에. 전반적으로 이 수치는 2013년 이후 이 수준에서 변동해 왔습니다. 비교를 위해 2013년 PUE는 1,65, 2018년에는 1, 58년에는 2019이었습니다.

PUE는 다양한 데이터 센터와 지역을 비교할 만큼 공정하지 않지만 Uptime Institute는 이러한 비교 테이블을 만듭니다.

비교가 불공평한 이유는 일부 데이터 센터가 더 나쁜 기후 조건에 위치해 있기 때문입니다. 따라서 아프리카의 기존 데이터 센터를 냉각하려면 북유럽에 위치한 데이터 센터보다 훨씬 더 많은 전력이 필요합니다.

에너지 효율이 가장 낮은 데이터 센터가 라틴 아메리카, 아프리카, 중동 및 아시아 태평양 지역 일부에 있다는 것은 논리적입니다. PUE 지표 측면에서 가장 "모범적인" 곳은 유럽과 미국과 캐나다를 통합하는 지역이었습니다. 그런데 이들 국가에는 각각 95개 및 92개의 데이터 센터 제공업체로 더 많은 응답자가 있습니다.

이 연구는 또한 러시아와 CIS 국가의 데이터 센터를 평가했습니다. 그러나 설문조사에는 9명의 응답자만이 참여했다. 국내 및 "인접" 데이터 센터의 PUE는 1,6이었습니다.

PUE를 낮추는 방법

자연 냉각

에 따르면 연구하다, 데이터 센터에서 소비되는 전체 에너지의 약 40%가 인공 냉각 시스템 작동에 사용됩니다. 자연냉각(자유냉각) 구현으로 비용 절감에 큰 도움이 됩니다. 이 시스템을 사용하면 외부 공기를 필터링하고 가열 또는 냉각한 후 서버실에 공급합니다. "배기" 뜨거운 공기는 외부로 배출되거나 필요한 경우 들어오는 흐름과 부분적으로 혼합됩니다.

외기 냉각의 경우 기후가 매우 중요합니다. 데이터 센터 공간의 외부 공기 온도가 더 적합할수록 원하는 "상태"로 만드는 데 필요한 에너지가 줄어듭니다.

또한 데이터 센터는 저수지 근처에 위치할 수 있습니다. 이 경우 저수지의 물을 사용하여 데이터 센터를 냉각할 수 있습니다. 그런데 Stratistics MRC 예측에 따르면 2023년까지 액체 냉각 기술 시장 가치는 4,55억 XNUMX천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 그 유형에는 침지 냉각(침지 오일에 장비를 담그는 것), 단열 냉각(Facebook에서 사용되는 증발 기술 기반) 등이 있습니다. 데이터 센터), 열 교환(필요한 온도의 냉각수는 장비와 함께 랙으로 직접 이동하여 과도한 열을 제거합니다).

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장비 모니터링 및 적시 교체

데이터 센터에서 사용 가능한 용량을 적절하게 사용하면 에너지 효율성도 향상됩니다. 이미 구매한 서버는 고객 작업에 맞게 작동하거나 유휴 시간 동안 에너지를 소비하지 않아야 합니다. 통제력을 유지하는 한 가지 방법은 인프라 관리 소프트웨어를 사용하는 것입니다. 예를 들어 DCIM(데이터 센터 인프라 관리) 시스템이 있습니다. 이러한 소프트웨어는 자동으로 서버의 로드를 재분배하고, 사용하지 않는 장치를 끄고, 냉각 팬 속도에 대한 권장 사항을 제시합니다(역시 과도한 냉각에 따른 에너지 절약을 위해).

데이터 센터의 에너지 효율성을 향상시키는 중요한 부분은 장비를 시기적절하게 업데이트하는 것입니다. 오래된 서버는 새로운 세대에 비해 성능과 리소스 소비가 떨어지는 경우가 많습니다. 따라서 PUE를 낮추려면 가능한 한 자주 장비를 업데이트하는 것이 좋습니다. 일부 회사에서는 매년 업데이트를 수행합니다. Supermicro 연구에서: 최적화된 하드웨어 갱신 주기는 전자 폐기물을 80% 이상 줄이고 데이터 센터 생산성을 15% 향상시킬 수 있습니다.

큰 비용을 들이지 않고도 데이터 센터 생태계를 최적화할 수 있는 방법도 있습니다. 예를 들어 서버 캐비닛의 틈을 막아 차가운 공기 누출을 방지하고, 열기 통로나 냉기 통로를 격리하고, 부하가 높은 서버를 데이터 센터의 시원한 부분으로 이동하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

물리적 서버 수 감소 - 가상 머신 증가

VMware는 가상 서버로 전환하면 경우에 따라 전력 소비를 최대 80%까지 줄일 수 있다고 추정합니다. 이는 더 적은 수의 물리적 시스템에 더 많은 수의 가상 서버를 배치하면 논리적으로 하드웨어 유지 관리, 냉각 및 전력 비용이 절감된다는 사실로 설명됩니다.

실험 NRDC와 Ansis는 3개의 서버를 000개의 가상 머신으로 교체하면 전기 비용이 150만 달러 절약되는 것으로 나타났습니다.

무엇보다도 가상화를 통해 프로세스에서 가상 리소스(프로세서, 메모리, 스토리지)를 재분배하고 늘릴 수 있습니다. 따라서 유휴 장비 비용을 제외하고 작동을 보장하기 위해서만 전기가 소비됩니다.

물론 에너지 효율성을 향상시키기 위해 대체 에너지원을 선택할 수도 있습니다. 이를 달성하기 위해 일부 데이터 센터에서는 태양광 패널과 풍력 발전기를 사용합니다. 그러나 이는 대기업만이 감당할 수 있는 상당히 비싼 프로젝트입니다.

실제로 그린

전 세계 데이터 센터 수 성장했다 500년 000만 명에서 2012만 명 이상으로 증가했으며, 전력 소비량은 8년마다 두 배로 늘어납니다. 데이터 센터에 필요한 전력 생산은 화석 연료 연소로 인한 탄소 배출량과 직접적인 관련이 있습니다.

영국 개방 대학의 과학자들 계획된데이터 센터는 전 세계 CO2 배출량의 2%를 생산합니다. 이는 세계 최대 항공사들이 배출하는 양과 거의 맞먹는다. 2019년 GreenPeace 연구에 따르면 중국 내 44개 데이터 센터에 전력을 공급하기 위해 발전소는 2018년에 99만 톤의 COXNUMX를 대기 중으로 배출했습니다.

Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft와 같은 세계 주요 리더들은 자연에 대한 부정적인 영향에 대해 책임을 지고 "친환경" 기술을 사용하여 이를 줄이려고 노력합니다. 이에 마이크로소프트 CEO 사티아 나델라(Satya Nadella)는 2030년 회사 설립 이후 2050년까지 탄소 배출을 마이너스 수준으로 달성하고, 1975년까지 배출로 인한 결과를 완전히 없애겠다는 회사의 의도를 밝혔습니다.

그러나 이들 대기업은 계획을 실행하기에 충분한 자원을 보유하고 있습니다. 본문에서는 잘 알려지지 않은 여러 "녹색화" 데이터 센터를 언급할 것입니다.

경비원

출처
Ballengen(노르웨이)에 위치한 데이터 센터는 100% 재생 가능 에너지로 구동되는 데이터 센터로 자리매김하고 있습니다. 따라서 장비의 작동을 보장하기 위해 서버, 수력 및 풍력 발전기를 냉각하는 데 물이 사용됩니다. 2027년까지 데이터 센터의 전력량은 1000MW를 초과할 계획입니다. 이제 Kolos는 전기의 60%를 절약합니다.

차세대 데이터

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영국 데이터 센터는 BT Group, IBM, Logica 등을 보유한 통신 회사와 같은 회사에 서비스를 제공합니다. 2014년에 NGD는 이상적인 PUE XNUMX을 달성했다고 밝혔습니다. 데이터센터 옥상에 태양광 패널을 설치해 데이터센터의 에너지 효율을 최대화했다. 그러나 전문가들은 다소 유토피아적인 결과에 의문을 제기했습니다.

스위스 포트 녹스

출처
이 데이터 센터는 일종의 로프트 프로젝트입니다. 데이터 센터는 핵 분쟁에 대비해 스위스군이 건설한 오래된 냉전 시대 벙커 부지에 "성장"했습니다. 실제로 데이터 센터는 지구 표면의 공간을 차지하지 않을 뿐만 아니라 냉각 시스템에 지하 호수의 빙하수도 사용합니다. 덕분에 냉각 시스템의 온도는 섭씨 8도를 유지한다.

에퀴닉스 AM3

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암스테르담에 위치한 데이터 센터는 인프라에 Aquifer Thermal Energy Storage 냉각 타워를 사용합니다. 시원한 공기가 더운 복도의 온도를 낮춰줍니다. 또한 데이터 센터는 액체 냉각 시스템을 사용하고 가열된 폐수는 암스테르담 대학의 난방에 사용됩니다.

러시아에는 무엇이 있나요?

공부하다 "데이터 센터 2020" CNews는 러시아 최대 데이터 센터 서비스 제공업체의 랙 수가 증가했다고 밝혔습니다. 2019년에는 성장률이 10%(최대 36,5개)였으며, 2020년에는 랙 수가 추가로 20% 증가할 수 있습니다. 데이터 센터 제공업체는 올해 기록을 세우고 고객에게 추가로 6961개의 랙을 제공할 것을 약속합니다.

에 평가 씨뉴스에 따르면, 데이터센터의 운영성을 보장하는 데 사용되는 솔루션과 장비의 에너지 효율성은 매우 낮은 수준이다. 1W의 유효 전력이 비생산 비용의 최대 50%를 차지한다.

그럼에도 불구하고 러시아 데이터 센터에는 PUE 지표를 낮추려는 동기가 있습니다. 그러나 많은 공급업체의 발전을 이끄는 원동력은 환경과 사회적 책임에 대한 관심이 아니라 경제적 이익입니다. 지속가능하지 않은 에너지 소비에는 비용이 듭니다.

주 차원에서는 데이터 센터 운영에 관한 환경 기준이 없으며 "친환경" 계획을 구현하는 사람들을 위한 경제적 인센티브도 없습니다. 따라서 러시아에서는 여전히 데이터 센터의 개인적인 책임입니다.

국내 데이터 센터에서 환경에 대한 인식을 보여주는 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

1. 보다 에너지 효율적인 냉각 장비 방법(자유 냉각 시스템 및 액체 냉각)으로 전환합니다.
2. 데이터 센터의 장비 및 간접 폐기물 폐기
3. 환경 캠페인 참여 및 환경 프로젝트 투자를 통해 데이터 센터가 자연에 미치는 부정적인 영향을 보충합니다.

Selectel의 기술 이사 Kirill Malevanov

현재 Selectel 데이터 센터의 PUE는 1,25(레닌그라드 지역의 Dubrovka DC) 및 1,15-1,20(모스크바의 Berzarina-2 DC)입니다. 우리는 비율을 모니터링하고 냉각, 조명 및 기타 운영 측면에 보다 에너지 효율적인 솔루션을 사용하기 위해 노력합니다. 이제 최신 서버는 거의 동일한 양의 에너지를 소비하므로 극단적으로 10W를 위해 싸우는 것은 의미가 없습니다. 그러나 데이터 센터에 전력을 공급하는 장비에 대한 접근 방식이 바뀌고 있습니다. 우리는 에너지 효율성 지표도 살펴보고 있습니다.

재활용에 관해 이야기하면 Selectel은 장비 재활용과 관련된 여러 회사와 계약을 체결했습니다. 서버뿐만 아니라 무정전 전원 공급 장치의 배터리, 냉각 시스템의 에틸렌 글리콜 등 다른 많은 것들도 폐기됩니다. 우리는 데이터 센터에 도착하는 장비에서 폐지, 즉 포장재를 수집하고 재활용하기도 합니다.

Selestel은 더 나아가 "Green Selectel" 프로그램을 시작했습니다. 이제 회사는 회사 데이터 센터에서 실행되는 각 서버에 대해 매년 나무 한 그루를 심을 예정입니다. 회사는 19월 20일 모스크바와 레닌그라드 지역에서 첫 번째 대규모 산림 조림을 실시했습니다. 총 000그루의 나무를 심었으며, 앞으로 연간 최대 200억 리터의 산소를 생산할 수 있을 것입니다. 프로모션은 여기서 끝나지 않고, 일년 내내 "친환경" 활동을 시행할 계획입니다. 웹사이트에서 새로운 프로모션에 대해 알아볼 수 있습니다. "그린 셀렉텔" 과 회사의 텔레그램 채널.

출처 : habr.com