Šiandien efektyviam duomenų centrų darbui užtikrinti sunaudojama daug elektros energijos. 2013 metais buvo tik JAV duomenų centrai apie 91 milijardą kilovatvalandžių energijos, tai prilygsta 34 didelių anglimi kūrenamų elektrinių metinei produkcijai.
Elektra išlieka viena iš pagrindinių duomenų centrus turinčių įmonių išlaidų, todėl jos ir stengiasi tai padaryti kompiuterinės infrastruktūros efektyvumą. Tam naudojami įvairūs techniniai sprendimai, apie kai kuriuos iš jų pakalbėsime šiandien.
/ nuotrauka
Virtualizacija
Kalbant apie energijos vartojimo efektyvumo didinimą, virtualizacija turi keletą įtikinamų pranašumų. Pirma, esamų paslaugų konsolidavimas į mažiau aparatinės įrangos serverių leidžia sutaupyti aparatinės įrangos priežiūros, o tai reiškia, kad sumažėja aušinimo, energijos ir vietos sąnaudos. Antra, virtualizacija leidžia optimizuoti aparatinės įrangos išteklių naudojimą ir lanksčiai virtuali galia tiesiai darbo procese.
NRDC ir Anthesis bendravo ir nustatė, kad 3100 serverių pakeitus 150 virtualių kompiuterių, energijos sąnaudos galėtų sumažėti 2,1 mln. Susidomėjusi organizacija sutaupė priežiūros ir įrangos pirkimo, sumažino sistemos administratorių etatus, gavo garantiją dėl duomenų atkūrimo iškilus problemoms ir atsikratė būtinybės statyti dar vieną duomenų centrą.
Pagal rezultatus Gartner, 2016 m. daugelio įmonių virtualizacijos lygis viršys 75%, o pati rinka bus įvertinta 5,6 milijardo JAV dolerių. Viena iš pagrindinių priežasčių išlieka sunkumai „atstatyti“ duomenų centrus į naują veikimo modelį, nes to sąnaudos dažnai viršija galimą naudą.
Energijos valdymo sistemos
Tokios sistemos leidžia padidinti aušinimo sistemos energijos vartojimo efektyvumą arba sumažinti IT įrangos energijos sąnaudas, o tai galiausiai leidžia sumažinti išlaidas. Šiuo atveju specialus , kuris stebi serverio veiklą, energijos sąnaudas ir sąnaudas, automatiškai perskirstydamas apkrovą ir net išjungdamas įrangą.
Viena iš energijos valdymo programinės įrangos rūšių yra duomenų centrų infrastruktūros valdymo (DCIM) sistemos, kurios naudojamos įvairių įrenginių energijos vartojimo efektyvumui stebėti, analizuoti ir prognozuoti. Dauguma DCIM įrankių nėra naudojami tiesiogiai stebėti IT ir kitos įrangos energijos suvartojimą, tačiau daugelyje sistemų yra PUE (Power Usage Effectiveness) skaičiuotuvai. Intel ir Dell DCIM teigimu, tokie sprendimai IT vadovų 53 proc.
Dauguma techninės įrangos šiandien jau yra suprojektuotos taip, kad būtų efektyviai naudojamos energiją, tačiau perkant techninę įrangą dažnai daugiau dėmesio skiriama pradinei kainai arba našumui, o ne bendroms nuosavybės sąnaudoms, todėl energiją taupanti aparatinė įranga išlieka. . Be energijos sąskaitų sumažinimo, tokia įranga taip pat į atmosferą išmetamo CO2 kiekį.
Duomenų glaudinimas
Taip pat yra mažiau akivaizdžių duomenų centrų energijos vartojimo efektyvumo didinimo būdų, pavyzdžiui, sumažinant saugomų duomenų kiekį. Retai naudojamų duomenų glaudinimas sutaupyti iki 30% energijos, net atsižvelgiant į tai, kad resursai taip pat sunaudojami suspaudimui ir dekompresijai. Duomenų deduplikacija gali parodyti dar patrauklesnį rezultatą – 40–50 proc. Verta paminėti, kad mažos galios saugyklos naudojimas „šaltiems“ duomenims taip pat padeda sumažinti energijos suvartojimą.
Zombių serverių išjungimas
Viena iš problemų, lemiančių neefektyvų energijos suvartojimą duomenų centruose, yra neveikianti įranga. Ekspertai kad vienos įmonės negali realiai įvertinti reikalingo resursų kiekio, o kitos perka serverio pajėgumus žvelgdamos į ateitį. Dėl to beveik 30% serverių neveikia ir per metus sunaudoja 30 mlrd. USD energijos.
Tuo pačiu, tyrimo duomenimis, IT vadovai identifikuoti nuo 15 iki 30% įdiegtų serverių, bet nenurašyti įrangos, bijodamas galimų pasekmių. Tik 14% apklaustųjų registravo nenaudojamus serverius ir žinojo apytikslį jų skaičių.
Vienas iš šios problemos sprendimo variantų – viešųjų debesų naudojimas su pay-as-you-go mokėjimo modeliu, kai įmonė moka tik už faktiškai panaudotą pajėgumą. Daugelis įmonių jau naudoja šią schemą, o „Aligned Energy“ duomenų centro Plano mieste, Teksase, savininkas teigia, kad tai leidžia klientams sutaupyti nuo 30 iki 50 % per metus.
Duomenų centro klimato kontrolė
Apie duomenų centro energijos vartojimo efektyvumą patalpos, kurioje yra įranga, mikroklimatas. Kad aušinimo įrenginiai veiktų efektyviai, būtina kuo labiau sumažinti šalčio nuostolius, izoliuojant duomenų centro patalpą nuo išorinės aplinkos ir užkertant kelią šilumos perdavimui per sienas, lubas ir grindis. Puikus būdas yra garų barjeras, kuris taip pat reguliuoja drėgmės lygį patalpoje.
Per didelė drėgmė gali lemti įvairias įrangos veikimo klaidas, padidėjusį susidėvėjimą ir koroziją, o esant per žemai drėgmei gali atsirasti elektrostatinių iškrovų. nustato optimalų santykinės drėgmės lygį duomenų centre nuo 40 iki 55%.
Efektyvus oro srauto paskirstymas taip pat gali sutaupyti 20-25% energijos. Tam padės teisingas įrangos stelažų išdėstymas: duomenų centro kompiuterių patalpų suskirstymas į „šaltą“ ir „karštą“ koridorius. Tokiu atveju būtina užtikrinti koridorių izoliaciją: reikiamose vietose įrengti perforuotas plokštes ir tarp serverių eilių naudoti tuščias plokštes, kad nesusimaišytų oro srautai.
Taip pat verta atsižvelgti ne tik į įrangos vietą, bet ir į klimato sistemos vietą. Skirstant salę į „šaltą“ ir „karštą“ koridorius, kondicionieriai turi būti įrengti statmenai karšto oro srautams, kad pastarieji šaltu oru nepatektų į koridorių.
Ne mažiau svarbus efektyvaus šilumos valdymo duomenų centre aspektas yra laidų išdėstymas, galintis trukdyti oro srautui, sumažinti statinį slėgį ir IT įrangos aušinimo efektyvumą. Situaciją galima ištaisyti perkeliant kabelių lovelius iš po paaukštintų grindų arčiau lubų.
Natūralus ir skystas aušinimas
Puiki alternatyva specialioms klimato kontrolės sistemoms yra natūralus vėsinimas, kurį galima naudoti šaltuoju metų laiku. Šiandien technologijos leidžia pereiti prie ekonomaizerio naudojimo, kai leidžia orai. „Battelle Laboratories“ atlikto tyrimo duomenimis, nemokamas aušinimas duomenų centro energijos sąnaudas sumažina 13%.
Ekonomaizeriai yra dviejų tipų: tie, kurie naudoja tik sausą orą, ir tie, kurie naudoja papildomą drėkinimą, kai oras nepakankamai vėsinamas. Kai kurios sistemos gali sujungti skirtingų tipų ekonomaizerius, sudarydamos kelių lygių aušinimo sistemas.
Tačiau oro aušinimo sistemos dažnai būna neveiksmingos dėl oro srautų maišymosi arba nesugebėjimo panaudoti pašalintos šilumos pertekliaus. Be to, tokių sistemų įrengimas dažnai sukelia papildomų išlaidų oro filtrams ir nuolatiniam stebėjimui.
Daugelis ekspertų mano, kad skystas aušinimas geriau atlieka savo darbą. Danijos pardavėjo „Asetek“, kurio specializacija yra serverių aušinimo skysčio sistemų kūrimas, atstovas Johnas Hamilas, kad skystis maždaug 4 tūkstančius kartų efektyviau kaupia ir perduoda šilumą nei oras. Ir per eksperimentą, kurį atliko Lawrence'o Berkeley nacionalinė laboratorija, bendradarbiaudama su Amerikos energijos konversijos korporacija ir Silicio slėnio lyderystės grupe, , kad dėl skysčio aušinimo ir vandens tiekimo iš aušinimo bokšto kai kuriais atvejais energijos sutaupymas siekė 50%.
Kitos technologijos
Šiandien yra trys sritys, kurių plėtra padės padaryti duomenų centrus efektyvesnius: kelių branduolių procesorių naudojimas, integruotos aušinimo sistemos ir aušinimas lustų lygiu.
Kompiuterių gamintojai mano, kad kelių branduolių procesoriai, atlikdami daugiau užduočių per trumpesnį laiką, serverio energijos sąnaudas sumažins 40%. Integruotos aušinimo sistemos efektyvumo pavyzdys yra Egenera ir Emerson Network Power CoolFrame sprendimas. Jis paima karštą orą, išeinantį iš serverių, jį atvėsina ir „išmeta“ į patalpą, taip sumažindamas pagrindinės sistemos apkrovą 23%.
dėl lusto aušinimas, leidžia tiesiogiai perduoti šilumą iš serverio karštųjų taškų, tokių kaip centriniai procesoriai, grafikos apdorojimo blokai ir atminties moduliai, į stovo aplinkos orą arba už mašinų skyriaus ribų.
Energijos vartojimo efektyvumo didinimas šiandien tapo tikra tendencija, o tai nenuostabu, turint omenyje duomenų centrų suvartojimo apimtis: 25–40% visų eksploatacinių išlaidų sudaro elektros energijos sąskaitų apmokėjimas. Tačiau pagrindinė problema yra ta, kad kiekviena IT įrangos sunaudota kilovatvalandė paverčiama šiluma, kurią vėliau pašalina daug energijos sunaudojantys aušinimo įrenginiai. Todėl artimiausiais metais duomenų centrų energijos suvartojimo mažinimas nenustos aktualus – atsiras vis daugiau naujų duomenų centrų energijos vartojimo efektyvumo didinimo būdų.
Kita medžiaga iš mūsų tinklaraščio Habré:
Šaltinis: www.habr.com