Voor de effectieve werking van datacenters wordt tegenwoordig veel energie verbruikt. In 2013 alleen al verbruikten de datacenters in de VS 91 miljard kilowatt-uur energie, wat gelijk staat aan de jaarlijkse output van 34 grote kolencentrales.
Elektriciteit blijft een van de belangrijkste kostenposten voor bedrijven die datacenters bezitten, daarom doen ze poging om efficiƫntie van de rekeninfrastructuur te verhogen. Hiervoor worden verschillende technische oplossingen toegepast, waarvan we er vandaag een paar zullen bespreken.
/ ŃŠ¾ŃŠ¾
Virtualisatie
Als het gaat om het verhogen van de energie-efficiƫntie, heeft virtualisatie enkele onbetwiste voordelen. Ten eerste stelt consolidatie van bestaande diensten op een kleiner aantal fysieke servers bedrijven in staat om te besparen op onderhoud van de hardware, wat betekent lagere kosten voor koeling, elektriciteit en ruimte. Ten tweede maakt virtualisatie het mogelijk om het gebruik van hardwarebronnen te optimaliseren en flexibel virtuele capaciteiten tijdens het werk.
De bedrijven NRDC en Anthesis hebben gezamenlijk vastgesteld dat door 3100 servers te vervangen door 150 virtuele hosts, de energiekosten met $2,1 miljoen per jaar kunnen worden verlaagd. De organisatie die centraal stond, heeft bespaard op onderhoud en aankoop van apparatuur, het aantal systeembeheerders verminderd, kreeg garanties voor gegevensherstel in geval van problemen en was niet meer verplicht om een nieuw datacenter te bouwen.
Volgens de resultaten van Gartner voorspelt dat in 2016 het niveau van virtualisatie bij veel bedrijven meer dan 75% zal overschrijden en de markt zelf op $5,6 miljard wordt geschat. Er zijn echter bepaalde factoren die de wijdverspreide acceptatie van virtualisatie tegenhouden. Een van de belangrijkste redenen is de complexiteit van het 'herstructureren' van datacenters naar een nieuw werkmodel, aangezien de kosten hiervan vaak de potentiƫle voordelen overschrijden.
Energiebeheer systemen
Deze systemen maken het mogelijk om de energie-efficiƫntie van koelsystemen te verhogen of het energieverbruik van IT-apparatuur te verlagen, wat uiteindelijk leidt tot minimalisering van kosten. In dit geval wordt een speciale toepassing gebruikt. , dat de serveractiviteit, het energieverbruik en de kosten in de gaten houdt, automatisch de belasting herverdeelt en zelfs apparatuur uitschakelt.
Een van de soorten software voor energiebeheer zijn datacenterinfrastructuurbeheersystemen (DCIM), die worden gebruikt om de energie-efficiƫntie van diverse apparatuur te controleren, analyseren en voorspellen. De meeste DCIM-tools worden niet gebruikt voor de directe controle van het energieverbruik van IT en andere apparaten, maar veel systemen zijn uitgerust met PUE (Power Usage Effectiveness) calculators. Volgens gegevens van Intel en Dell DCIM bieden dergelijke oplossingen 53% van de IT-managers.
Tegenwoordig is de meeste hardware al gericht op een energiezuinige werking, maar bij de aanschaf van 'hardware' gaat vaak meer aandacht uit naar de initiƫle prijs of prestaties, in plaats van de totale eigendomskosten, waardoor energie-efficiƫnte apparatuur vaak . Naast lagere energiekosten, ook de CO2-uitstoot in de atmosfeer.
Gegevenscompressie
Er zijn ook minder voor de hand liggende benaderingen voor het verbeteren van de energie-efficiĆ«ntie in datacenters, zoals het verminderen van de hoeveelheid opgeslagen gegevens. Compressie van zelden gebruikte gegevens kan tot 30% energie besparen, ook al is het een feit dat er ook middelen worden besteed aan compressie en decompressie. Data-deduplicatie kan een nog aantrekkelijker resultaat opleveren ā 40-50%. Daarbij is het vermeldenswaard dat het gebruik van energiezuinige opslag voor 'koude' gegevens ook helpt om het energieverbruik te verlagen.
Uitschakeling van 'zombie-servers'
Een van de problemen die leidt tot inefficiƫnt energieverbruik in datacenters, is inactieve apparatuur. Deskundigen , dat sommige bedrijven niet in staat zijn om de benodigde hoeveelheid middelen realistisch te inschatten, terwijl anderen servercapaciteit voor de toekomst in kopen. Hierdoor staan bijna 30% van de servers ongebruikt en verbruiken ze energie ter waarde van $30 miljard per jaar.
Volgens een onderzoek kunnen IT-managers Identificeer 15 tot 30% van de geĆÆnstalleerde servers, maar schrap geen apparatuur uit angst voor mogelijke gevolgen. Slechts 14% van de ondervraagden hield een register bij van ongebruikte servers en wist ongeveer hoeveel er waren.
Een van de oplossingen voor dit probleem is het gebruik van publieke cloudservices met een pay-as-you-go betaalsysteem, waarbij het bedrijf alleen betaalt voor de daadwerkelijk gebruikte capaciteit. Veel bedrijven werken al op deze basis en de eigenaar van datacenter Aligned Energy in Plano, Texas, beweert dat dit klanten in staat stelt om tussen de 30 en 50% per jaar te besparen.
Beheer van het microklimaat in datacenters
De energie-efficiƫntie van het datacenter door het microklimaat van de ruimte waarin de apparatuur zich bevindt. Voor een efficiƫnte werking van de koelsystemen is het noodzakelijk om het warmteverlies te minimaliseren door de ruimte van het datacenter af te schermen van invloeden van buitenaf en warmte-uitwisseling via muren, plafonds en vloeren te voorkomen. Een uitstekende manier is dampremmende isolatie, die bovendien het niveau van de luchtvochtigheid in de ruimte reguleert.
Te hoge luchtvochtigheid kan leiden tot verschillende fouten in de werking van de apparatuur, verhoogde slijtage en corrosie, terwijl te lage luchtvochtigheid kan leiden tot de vorming van elektro-statische ontladingen. bepaalt het optimale niveau van relatieve luchtvochtigheid voor datacenters tussen 40 en 55%.
EfficiĆ«nte luchtstroomverdeling kan ook 20-25% van het elektriciteitsverbruik besparen. Dit kan worden bereikt door de juiste plaatsing van de apparatuurrekken: het scheiden van serverruimtes in Ć¢ā¬ÅkoudeĆ¢ā¬ en Ć¢ā¬ÅheteĆ¢ā¬ corridors. Het is daarbij essentieel om isolatie in de corridors te waarborgen: installeer geperforeerde platen op de juiste plaatsen en gebruik afdekplaten tussen de serverrijen om het mengen van luchtstromen te voorkomen.
Het is ook belangrijk om niet alleen de plaatsing van de apparatuur te overwegen, maar ook de plaatsing van het klimaatsysteem. Bij het scheiden van de ruimte in Ć¢ā¬ÅkoudeĆ¢ā¬ en Ć¢ā¬ÅheteĆ¢ā¬ corridors moeten airconditioners loodrecht op de hete luchtstromen worden geĆÆnstalleerd om te voorkomen dat deze in de corridor met koude lucht binnendringen.
Een minstens even belangrijk aspect van effectief temperatuurbeheer in een datacenter is de plaatsing van kabels, die de luchtstromen kunnen belemmeren, waardoor de statische druk afneemt en de koelprestaties van de IT-apparatuur verminderen. Het verplaatsen van de kabelgoten van onder de valse vloer naar dichter bij het plafond kan de situatie verbeteren.
Natuurlijke en vloeistofkoeling
Een uitstekende alternatieve oplossing voor speciale klimaatbeheersystemen is natuurlijke koeling, die kan worden gebruikt in de koude seizoenen. Tegenwoordig bieden technologieƫn de mogelijkheid om over te schakelen naar een economizer wanneer het weer dit toelaat. Volgens een onderzoek van Battelle Laboratories vermindert natuurlijke koeling de energiekosten van datacenters met 13%.
Er zijn twee soorten economizers: degene die alleen droge lucht gebruiken, en degenen die extra besproeiing gebruiken wanneer de luchtkoeling onvoldoende is. Sommige systemen kunnen verschillende types economizers combineren tot meerlagige koelsystemen.
Echter, luchtkoelsystemen blijken vaak inefficiƫnt te zijn door het mengen van luchtstromen of het onvermogen om de afgevoerde overtollige warmte te benutten. Bovendien leiden de installatie van dergelijke systemen vaak tot extra kosten voor luchtfilters en constante monitoring.
Veel experts zijn van mening dat vloeistofkoeling beter presteert. John Hamill, een vertegenwoordiger van de Deense leverancier Asetek, die gespecialiseerd is in de ontwikkeling van vloeistofkoelingssystemen voor servers, , stelt dat vloeistof ongeveer 4.000 keer effectiever is als het gaat om het opslaan en overdragen van warmte dan lucht. Tijdens een experiment, uitgevoerd door het Lawrence Berkeley National Laboratory in samenwerking met American Power Conversion en de Silicon Valley Leadership Group, is het , dat door het gebruik van vloeistofkoeling en de toevoer van water uit de koelinstallatie de energiebesparing in sommige gevallen opliep tot 50%.
Andere technologieƫn
Vandaag de dag zijn er drie richtingen waarvan de ontwikkeling zal helpen om het functioneren van datacenters efficiƫnter te maken: het gebruik van multi-core processors, ingebouwde koelsystemen en koeling op chipniveau.
Computerfabrikanten zijn ervan overtuigd dat multi-core processoren, die een groter aantal taken in een kortere tijd verwerken, het energieverbruik van servers met 40% zullen verlagen. Een voorbeeld van de effectiviteit van een ingebouwd koelsysteem is de CoolFrame-oplossing van Egenera en Emerson Network Power. Het haalt de warme lucht uit de servers, koelt deze af en 'stoot' deze de ruimte in, waardoor de belasting van het hoofdsysteem met 23% wordt verminderd.
Wat betreft koeling van chipsets, deze maakt het mogelijk om warmte direct van de 'hete plekken' van de server, zoals centrale verwerkingsunits, grafische verwerkingsunits en geheugenchips, naar de omringende lucht van de rack of buiten de serverruimte af te voeren.
De verhoging van energie-efficiĆ«ntie is tegenwoordig een echte trend, wat niet verwonderlijk is gezien het energieverbruik van datacenters: 25-40% van alle operationele kosten gaat op aan elektriciteitsrekeningen. Maar het hoofdzakelijke probleem is dat elke kilowattuur die door IT-apparatuur wordt verbruikt, wordt omgezet in warmte, die vervolgens wordt afgevoerd met behulp van koelapparatuur die veel energie vereist. Daarom zal in de komende jaren de vermindering van het energieverbruik van datacenters een actuele kwestie blijven ā er zullen steeds nieuwe manieren worden ontwikkeld om de energie-efficiĆ«ntie van datacenters te verbeteren.
Andere artikelen uit onze blog op Habr:
Bron: habr.com
