Hari ini, banyak tenaga elektrik dibelanjakan untuk memastikan operasi pusat data yang cekap. Pada tahun 2013, hanya pusat data AS sahaja kira-kira 91 bilion kilowatt-jam tenaga, sama dengan pengeluaran tahunan 34 loji janakuasa arang batu yang besar.
Elektrik kekal sebagai salah satu item perbelanjaan utama bagi syarikat yang memiliki pusat data, itulah sebabnya mereka cuba untuk kecekapan infrastruktur pengkomputeran. Untuk ini, pelbagai penyelesaian teknikal digunakan, beberapa daripadanya akan kita bincangkan hari ini.
/ foto
Virtualisasi
Apabila ia datang untuk meningkatkan kecekapan tenaga, virtualisasi mempunyai beberapa kelebihan yang menarik. Pertama, menggabungkan perkhidmatan sedia ada pada pelayan perkakasan yang lebih sedikit membolehkan penjimatan pada penyelenggaraan perkakasan, yang bermaksud kos penyejukan, kuasa dan ruang yang lebih rendah. Kedua, virtualisasi membolehkan anda mengoptimumkan penggunaan sumber perkakasan dan secara fleksibel kuasa maya betul-betul dalam proses kerja.
NRDC dan Anthesis mengadakan pertemuan bersama dan mendapati bahawa dengan menggantikan 3100 pelayan dengan 150 hos maya, kos tenaga boleh dikurangkan sebanyak $2,1 juta setahun. Organisasi yang menjadi objek minat disimpan pada penyelenggaraan dan pembelian peralatan, mengurangkan kakitangan pentadbir sistem, menerima jaminan pemulihan data sekiranya berlaku sebarang masalah dan menyingkirkan keperluan untuk membina pusat data lain.
Mengikut keputusan Gartner, pada tahun 2016, tahap virtualisasi banyak syarikat akan melebihi 75%, dan pasaran itu sendiri akan bernilai $5,6 bilion. Walau bagaimanapun, terdapat faktor tertentu yang menghalang penggunaan virtualisasi yang meluas. Salah satu sebab utama ialah kesukaran untuk "membina semula" pusat data kepada model operasi baharu, kerana kos ini selalunya melebihi potensi manfaat.
Sistem pengurusan tenaga
Sistem sedemikian memungkinkan untuk meningkatkan kecekapan tenaga sistem penyejukan atau mengurangkan penggunaan tenaga peralatan IT, yang akhirnya membawa kepada pengurangan kos. Dalam kes ini, istimewa , yang memantau aktiviti pelayan, penggunaan tenaga dan kos, secara automatik mengagihkan semula beban dan juga mematikan peralatan.
Satu jenis perisian pengurusan tenaga ialah sistem pengurusan infrastruktur pusat data (DCIM), yang digunakan untuk memantau, menganalisis dan meramalkan kecekapan tenaga pelbagai peralatan. Kebanyakan alat DCIM tidak digunakan untuk memantau secara langsung penggunaan kuasa IT dan peralatan lain, tetapi banyak sistem disertakan dengan kalkulator PUE (Power Usage Effectiveness). Menurut Intel dan Dell DCIM, penyelesaian sedemikian 53% daripada pengurus IT.
Kebanyakan perkakasan hari ini telah direka bentuk untuk menjadi cekap tenaga, tetapi pembelian perkakasan selalunya memberi lebih penekanan pada harga awal atau prestasi berbanding jumlah kos pemilikan, meninggalkan perkakasan cekap tenaga untuk kekal . Selain mengurangkan bil tenaga, peralatan tersebut juga jumlah pelepasan CO2 ke atmosfera.
Pemampatan data
Terdapat juga pendekatan yang kurang jelas untuk meningkatkan kecekapan tenaga pusat data, contohnya, mengurangkan jumlah data yang disimpan. Memampatkan data yang jarang digunakan menjimatkan sehingga 30% tenaga, malah mengambil kira hakikat bahawa sumber juga digunakan untuk pemampatan dan penyahmampatan. Penyahduplikasian data boleh menunjukkan hasil yang lebih menarik - 40-50%. Perlu diingat bahawa penggunaan storan kuasa rendah untuk data "sejuk" juga membantu mengurangkan penggunaan kuasa.
Melumpuhkan pelayan zombi
Salah satu masalah yang membawa kepada penggunaan tenaga yang tidak cekap di pusat data ialah peralatan terbiar. Pakar bahawa sesetengah syarikat tidak dapat menganggarkan jumlah sumber yang diperlukan secara realistik, sementara yang lain membeli kapasiti pelayan dengan melihat masa depan. Akibatnya, hampir 30% pelayan terbiar, menggunakan $30 bilion tenaga setahun.
Pada masa yang sama, menurut kajian itu, pengurus IT mengenal pasti dari 15 hingga 30% pelayan yang dipasang, tetapi jangan hapuskan peralatan tersebut, takut akan akibat yang mungkin berlaku. Hanya 14% daripada responden menyimpan rekod pelayan yang tidak digunakan dan mengetahui jumlah anggaran mereka.
Satu pilihan untuk menyelesaikan masalah ini ialah menggunakan awan awam dengan model pembayaran bayar semasa anda pergi, apabila syarikat membayar hanya untuk kapasiti yang sebenarnya digunakan. Banyak syarikat sudah menggunakan skim ini, dan pemilik pusat data Aligned Energy di Plano, Texas, mendakwa bahawa ia membolehkan pelanggan menjimatkan 30 hingga 50% setahun.
Kawalan iklim pusat data
Mengenai kecekapan tenaga pusat data iklim mikro bilik di mana peralatan berada. Untuk unit penyejukan beroperasi dengan cekap, adalah perlu untuk meminimumkan kehilangan sejuk dengan mengasingkan bilik pusat data daripada persekitaran luaran dan menghalang pemindahan haba melalui dinding, siling dan lantai. Cara terbaik ialah penghalang wap, yang juga mengawal tahap kelembapan di dalam bilik.
Kelembapan yang terlalu tinggi boleh menyebabkan pelbagai ralat dalam pengendalian peralatan, peningkatan kehausan dan kakisan, manakala kelembapan yang terlalu rendah boleh menyebabkan nyahcas elektrostatik. menentukan tahap kelembapan relatif optimum untuk pusat data dalam julat 40 hingga 55%.
Pengagihan aliran udara yang cekap juga boleh menjimatkan 20-25% penggunaan tenaga. Peletakan rak peralatan yang betul akan membantu dengan ini: membahagikan bilik komputer pusat data kepada koridor "sejuk" dan "panas". Dalam kes ini, adalah perlu untuk memastikan penebat koridor: pasangkan plat berlubang di tempat yang diperlukan dan gunakan panel kosong di antara barisan pelayan untuk mengelakkan percampuran aliran udara.
Ia juga bernilai mempertimbangkan bukan sahaja lokasi peralatan, tetapi juga lokasi sistem iklim. Apabila membahagikan dewan kepada koridor "sejuk" dan "panas", penghawa dingin hendaklah dipasang berserenjang dengan aliran udara panas untuk mengelakkan yang terakhir daripada menembusi ke dalam koridor dengan udara sejuk.
Aspek yang sama penting dalam pengurusan haba yang berkesan dalam pusat data ialah penempatan wayar, yang boleh menghalang aliran udara, mengurangkan tekanan statik dan mengurangkan kecekapan penyejukan peralatan IT. Keadaan ini boleh dibetulkan dengan mengalihkan dulang kabel dari bawah lantai yang dibangkitkan lebih dekat ke siling.
Penyejukan semula jadi dan cecair
Alternatif terbaik untuk sistem kawalan iklim khusus ialah penyejukan semula jadi, yang boleh digunakan semasa musim sejuk. Hari ini, teknologi memungkinkan untuk beralih kepada menggunakan penjimat apabila cuaca mengizinkan. Menurut kajian oleh Battelle Laboratories, penyejukan percuma mengurangkan kos tenaga pusat data sebanyak 13%.
Terdapat dua jenis penjimat: yang hanya menggunakan udara kering, dan yang menggunakan pengairan tambahan apabila udara tidak disejukkan dengan secukupnya. Sesetengah sistem boleh menggabungkan pelbagai jenis penjimat untuk membentuk sistem penyejukan berbilang peringkat.
Tetapi sistem penyejukan udara selalunya tidak berkesan disebabkan oleh pencampuran aliran udara atau ketidakupayaan untuk menggunakan lebihan haba yang dikeluarkan. Di samping itu, pemasangan sistem sedemikian sering memerlukan kos tambahan untuk penapis udara dan pemantauan berterusan.
Ramai pakar percaya bahawa penyejukan cecair melakukan tugasnya dengan lebih baik. Wakil vendor Denmark Asetek, pakar dalam penciptaan sistem penyejukan cecair untuk pelayan, John Hamill, cecair itu adalah kira-kira 4 ribu kali lebih cekap dari segi menyimpan dan memindahkan haba daripada udara. Dan semasa percubaan yang dijalankan oleh Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley dengan kerjasama American Power Conversion Corporation dan Silicon Valley Leadership Group, , bahawa terima kasih kepada penggunaan penyejukan cecair dan bekalan air dari menara penyejuk, dalam beberapa kes, penjimatan tenaga mencapai 50%.
Teknologi lain
Hari ini, terdapat tiga bidang yang pembangunannya akan membantu menjadikan pusat data lebih cekap: penggunaan pemproses berbilang teras, sistem penyejukan bersepadu dan penyejukan pada peringkat cip.
Pengeluar komputer percaya bahawa pemproses berbilang teras, dengan menyelesaikan lebih banyak tugas dalam tempoh masa yang lebih singkat, akan mengurangkan penggunaan tenaga pelayan sebanyak 40%. Contoh keberkesanan sistem penyejukan bersepadu ialah penyelesaian CoolFrame daripada Egenera dan Emerson Network Power. Ia mengambil udara panas yang keluar dari pelayan, menyejukkannya dan "membuangnya" ke dalam bilik, dengan itu mengurangkan beban pada sistem utama sebanyak 23%.
berkenaan dengan penyejukan cip, ia membolehkan haba dipindahkan terus dari tempat panas pelayan, seperti unit pemprosesan pusat, unit pemprosesan grafik, dan modul memori, ke udara ambien rak atau di luar bilik komputer.
Meningkatkan kecekapan tenaga telah menjadi trend sebenar hari ini, yang tidak menghairankan, memandangkan jumlah penggunaan pusat data: 25–40% daripada semua perbelanjaan operasi datang daripada membayar bil elektrik. Tetapi masalah utama ialah setiap kilowatt-jam yang digunakan oleh peralatan IT ditukar kepada haba, yang kemudiannya dikeluarkan oleh peralatan penyejukan intensif tenaga. Oleh itu, pada tahun-tahun akan datang, mengurangkan penggunaan tenaga pusat data tidak akan berhenti relevan - semakin banyak cara baharu untuk meningkatkan kecekapan tenaga pusat data akan muncul.
Bahan lain dari blog kami di Habré:
Sumber: www.habr.com