ProHoster > Blogs > Administrācija > ā€œIerobežojiet apetÄ«tiā€: vairāki veidi, kā uzlabot datu centru energoefektivitāti

ā€œIerobežojiet apetÄ«tiā€: vairāki veidi, kā uzlabot datu centru energoefektivitāti

MÅ«sdienās datu centru efektÄ«vas darbÄ«bas nodroÅ”ināŔanai tiek tērēts daudz elektroenerÄ£ijas. 2013. gadā bija tikai ASV datu centri patērēts aptuveni 91 miljards kilovatstundu enerÄ£ijas, kas ir vienāds ar 34 lielu ogļu spēkstaciju gada jaudu.

ElektrÄ«ba joprojām ir viena no galvenajām izdevumu pozÄ«cijām uzņēmumiem, kuriem pieder datu centri, tāpēc tie mēģina to darÄ«t audzināŔana skaitļoÅ”anas infrastruktÅ«ras efektivitāte. Å im nolÅ«kam tiek izmantoti dažādi tehniskie risinājumi, par dažiem no kuriem mēs Å”odien runāsim.

ā€œIerobežojiet apetÄ«tiā€: vairāki veidi, kā uzlabot datu centru energoefektivitāti

/ foto Torkilds Retveds CC

Virtualizācija

Runājot par energoefektivitātes uzlaboÅ”anu, virtualizācijai ir vairākas pārliecinoÅ”as priekÅ”rocÄ«bas. Pirmkārt, esoÅ”o pakalpojumu apvienoÅ”ana mazākā skaitā aparatÅ«ras serveru ļauj ietaupÄ«t aparatÅ«ras apkopi, kas nozÄ«mē zemākas dzesÄ“Å”anas, jaudas un telpas izmaksas. Otrkārt, virtualizācija ļauj optimizēt aparatÅ«ras resursu izmantoÅ”anu un elastÄ«gi pārdalÄ«t virtuālā jauda tieÅ”i darba procesā.

NRDC un Anthesis rÄ«koja kopÄ«gu sarunu pētÄ«jums un atklāja, ka, aizstājot 3100 serverus ar 150 virtuālajiem resursdatoriem, enerÄ£ijas izmaksas varētu samazināt par 2,1 miljonu ASV dolāru gadā. Organizācija, kas bija intereÅ”u objekts, ietaupÄ«ja uz apkopes un aprÄ«kojuma iegādes rēķina, samazināja sistēmu administratoru Å”tatus, saņēma garantiju datu atgÅ«Å”anai jebkādu problēmu gadÄ«jumā un atbrÄ«vojās no nepiecieÅ”amÄ«bas bÅ«vēt vēl vienu datu centru.

Saskaņā ar rezultātiem pētniecÄ«ba Gartner, 2016. gadā daudzu uzņēmumu virtualizācijas lÄ«menis pārsniegs 75%, un pats tirgus tiks novērtēts 5,6 miljardu dolāru apmērā.Tomēr ir daži faktori, kas bremzē virtualizācijas plaÅ”o ievieÅ”anu. Viens no galvenajiem iemesliem joprojām ir grÅ«tÄ«bas ā€œpārbÅ«vētā€ datu centrus jaunam darbÄ«bas modelim, jo ā€‹ā€‹tā izmaksas bieži pārsniedz iespējamos ieguvumus.

Energopārvaldības sistēmas

Šādas sistēmas ļauj palielināt dzesÄ“Å”anas sistēmas energoefektivitāti vai samazināt IT iekārtu enerÄ£ijas patēriņu, kas galu galā noved pie izmaksu samazināŔanas. Å ajā gadÄ«jumā Ä«paÅ”s programmatÅ«ra, kas uzrauga servera darbÄ«bu, enerÄ£ijas patēriņu un izmaksas, automātiski pārdalot slodzi un pat izslēdzot aprÄ«kojumu.

Viens no energopārvaldÄ«bas programmatÅ«ras veidiem ir datu centru infrastruktÅ«ras pārvaldÄ«bas (DCIM) sistēmas, kuras izmanto dažādu iekārtu energoefektivitātes uzraudzÄ«bai, analÄ«zei un prognozÄ“Å”anai. Lielākā daļa DCIM rÄ«ku netiek izmantoti, lai tieÅ”i uzraudzÄ«tu IT un citu iekārtu enerÄ£ijas patēriņu, taču daudzās sistēmās ir PUE (Power Usage Effectiveness) kalkulatori. Saskaņā ar Intel un Dell DCIM, Ŕādu risinājumu izmantot 53% IT vadÄ«tāju.

Lielākā daļa aparatÅ«ras mÅ«sdienās jau ir izstrādātas tā, lai tās bÅ«tu energoefektÄ«vas, taču aparatÅ«ras iegāde bieži vien vairāk liek uzsvaru uz sākotnējo cenu vai veiktspēju, nevis uz kopējām Ä«paÅ”uma izmaksām, atstājot energoefektÄ«vu aparatÅ«ru. nepamanÄ«ti. Papildus enerÄ£ijas rēķinu samazināŔanai Ŕādas iekārtas samazina arÄ« CO2 emisiju daudzums atmosfērā.

Datu saspieŔana

Ir arÄ« mazāk acÄ«mredzamas pieejas datu centru energoefektivitātes uzlaboÅ”anai, piemēram, samazinot glabājamo datu apjomu. Reti izmantoto datu saspieÅ”ana var ietaupa lÄ«dz pat 30% enerÄ£ijas, pat ņemot vērā to, ka resursi tiek patērēti arÄ« kompresijai un dekompresijai. Datu dedublikācija var uzrādÄ«t vēl pievilcÄ«gāku rezultātu ā€“ 40ā€“50%. Ir vērts atzÄ«mēt, ka mazjaudas krātuves izmantoÅ”ana ā€œaukstiemā€ datiem arÄ« palÄ«dz samazināt enerÄ£ijas patēriņu.

Zombiju serveru atspējoÅ”ana

Viena no problēmām, kas izraisa neefektÄ«vu enerÄ£ijas patēriņu datu centros, ir dÄ«kstāves aprÄ«kojums. Eksperti apsvērtka daži uzņēmumi nevar reāli novērtēt nepiecieÅ”amo resursu apjomu, bet citi iegādājas servera jaudu, domājot par nākotni. Rezultātā gandrÄ«z 30% serveru ir dÄ«kstāvē, patērējot 30 miljardus ASV dolāru enerÄ£ijas gadā.

Tajā paŔā laikā, saskaņā ar pētÄ«jumu, IT vadÄ«tāji nevar identificēt no 15 lÄ«dz 30% uzstādÄ«to serveru, bet nenorakstÄ«t iekārtas, baidoties no iespējamām sekām. Tikai 14% aptaujāto veica neizmantoto serveru uzskaiti un zināja to aptuveno skaitu.

Viena no iespējām Ŕīs problēmas risināŔanai ir publisko mākoņu izmantoÅ”ana ar pay-as-you-go maksājumu modeli, kad uzņēmums maksā tikai par faktiski izmantoto jaudu. Daudzi uzņēmumi jau izmanto Å”o shēmu, un Aligned Energy datu centra Ä«paÅ”nieks Plano, Teksasā, apgalvo, ka tas ļauj klientiem ietaupÄ«t 30 lÄ«dz 50% gadā.

Datu centra klimata kontrole

Par datu centru energoefektivitāti ietekmes telpas mikroklimats, kurā atrodas iekārta. Lai dzesÄ“Å”anas iekārtas darbotos efektÄ«vi, ir jāsamazina aukstuma zudumi, izolējot datu centra telpu no ārējās vides un novērÅ”ot siltuma pārnesi caur sienām, griestiem un grÄ«du. Lielisks veids ir tvaika barjera, kas regulē arÄ« mitruma lÄ«meni telpā.

Pārāk augsts mitrums var izraisīt dažādas kļūdas iekārtu darbībā, palielināt nodilumu un koroziju, savukārt pārāk zems mitrums var izraisīt elektrostatisko izlādi. ASHRAE nosaka optimālo relatīvā mitruma līmeni datu centram diapazonā no 40 līdz 55%.

EfektÄ«va gaisa plÅ«smas sadale var arÄ« ietaupÄ«t 20-25% no enerÄ£ijas patēriņa. Tam palÄ«dzēs pareiza aprÄ«kojuma plauktu izvietoÅ”ana: datu centra datortelpu sadalÄ«Å”ana ā€œaukstajosā€ un ā€œkarstosā€ koridoros. Å ajā gadÄ«jumā nepiecieÅ”ams nodroÅ”ināt gaiteņu izolāciju: nepiecieÅ”amajās vietās ierÄ«kot perforētas plāksnes un starp serveru rindām izmantot tukÅ”us paneļus, lai novērstu gaisa plÅ«smu sajaukÅ”anos.

Tāpat ir vērts ņemt vērā ne tikai iekārtu atraÅ”anās vietu, bet arÄ« klimata sistēmas atraÅ”anās vietu. Sadalot zāli ā€œaukstāā€ un ā€œkarstaā€ koridoros, gaisa kondicionētāji jāuzstāda perpendikulāri karstā gaisa plÅ«smām, lai novērstu to iekļūŔanu koridorā ar aukstu gaisu.

Tikpat svarÄ«gs efektÄ«vas siltuma pārvaldÄ«bas aspekts datu centrā ir vadu izvietojums, kas var traucēt gaisa plÅ«smu, samazinot statisko spiedienu un samazinot IT iekārtu dzesÄ“Å”anas efektivitāti. Situāciju var labot, pārvietojot kabeļu renes no paaugstinātās grÄ«das apakÅ”as tuvāk griestiem.

Dabiska un Ŕķidra dzesÄ“Å”ana

Lieliska alternatÄ«va Ä«paÅ”ajām klimata kontroles sistēmām ir dabiskā dzesÄ“Å”ana, ko var izmantot aukstā sezonā. MÅ«sdienās tehnoloÄ£ijas ļauj pāriet uz ekonomaizera izmantoÅ”anu, kad to atļauj laikapstākļi. Saskaņā ar Battelle Laboratories pētÄ«jumu, bezmaksas dzesÄ“Å”ana samazina datu centra enerÄ£ijas izmaksas par 13%.

Ir divu veidu ekonomaizeri: tie, kas izmanto tikai sausu gaisu, un tie, kas izmanto papildu apÅ«deņoÅ”anu, ja gaiss nav pietiekami atdzisis. Dažas sistēmas var apvienot dažāda veida ekonomaizerus, veidojot daudzlÄ«meņu dzesÄ“Å”anas sistēmas.

Taču gaisa dzesÄ“Å”anas sistēmas bieži vien ir neefektÄ«vas gaisa plÅ«smu sajaukÅ”anās vai nespējas izmantot izņemto lieko siltumu dēļ. Turklāt Ŕādu sistēmu uzstādÄ«Å”ana bieži vien rada papildu izmaksas par gaisa filtriem un pastāvÄ«gu uzraudzÄ«bu.

Daudzi eksperti uzskata, ka Ŕķidruma dzesÄ“Å”ana savu darbu veic labāk. Dānijas pārdevēja Asetek pārstāvis, kas specializējas serveru Ŕķidruma dzesÄ“Å”anas sistēmu izveidē, Džons Hemils, protamska Ŕķidrums siltumu uzglabā un pārnes aptuveni 4 tÅ«kstoÅ”us reižu efektÄ«vāk nekā gaiss. Un eksperimenta laikā, ko veica Lawrence Berkeley National Laboratory sadarbÄ«bā ar American Power Conversion Corporation un Silicon Valley Leadership Group, pierādÄ«ts, ka, pateicoties Ŕķidruma dzesÄ“Å”anas un Å«dens padeves izmantoÅ”anai no dzesÄ“Å”anas torņa, dažos gadÄ«jumos enerÄ£ijas ietaupÄ«jums sasniedza 50%.

Citas tehnoloģijas

Å obrÄ«d ir trÄ«s jomas, kuru attÄ«stÄ«ba palÄ«dzēs padarÄ«t datu centrus efektÄ«vākus: daudzkodolu procesoru izmantoÅ”ana, integrētas dzesÄ“Å”anas sistēmas un dzesÄ“Å”ana mikroshēmu lÄ«menÄ«.

Datoru ražotāji uzskata, ka daudzkodolu procesori, paveicot vairāk uzdevumu Ä«sākā laika periodā, samazinās servera enerÄ£ijas patēriņu par 40%. Integrētas dzesÄ“Å”anas sistēmas efektivitātes piemērs ir CoolFrame risinājums no Egenera un Emerson Network Power. Tas paņem no serveriem izplÅ«stoÅ”o karsto gaisu, atdzesē un ā€œiemetā€ telpā, tādējādi samazinot galvenās sistēmas slodzi par 23%.

AttiecÄ«bā tehnoloÄ£ijas mikroshēmu dzesÄ“Å”ana, tas ļauj pārnest siltumu tieÅ”i no servera karstajiem punktiem, piemēram, centrālajiem procesoriem, grafikas apstrādes blokiem un atmiņas moduļiem, statÄ«va apkārtējā gaisā vai ārpus datortelpas.

Energoefektivitātes paaugstināŔana mÅ«sdienās ir kļuvusi par reālu tendenci, kas nav pārsteidzoÅ”i, ņemot vērā datu centru patēriņa apjomu: 25ā€“40% no visiem ekspluatācijas izdevumiem veido elektrÄ«bas rēķinu apmaksa. Taču galvenā problēma ir tā, ka katra IT iekārtu patērētā kilovatstunda tiek pārvērsta siltumā, ko pēc tam noņem energoietilpÄ«gas dzesÄ“Å”anas iekārtas. LÄ«dz ar to tuvākajos gados nepārtrauks bÅ«t aktuāla datu centru enerÄ£ijas patēriņa samazināŔana ā€“ parādÄ«sies arvien jauni veidi, kā palielināt datu centru energoefektivitāti.

Citi materiāli no mÅ«su emuāra par HabrĆ©:

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru