Tegenwoordig wordt er veel elektriciteit uitgegeven om de efficiënte werking van datacenters te garanderen. In 2013 waren dat alleen Amerikaanse datacenters ongeveer 91 miljard kilowattuur aan energie, gelijk aan de jaarlijkse productie van 34 grote kolencentrales.
Elektriciteit blijft een van de belangrijkste kostenposten voor bedrijven die datacenters bezitten, en daarom proberen ze dat ook te doen efficiëntie van de computerinfrastructuur. Hiervoor worden verschillende technische oplossingen gebruikt, waarvan we er vandaag enkele zullen bespreken.
/ foto
Virtualisatie
Als het gaat om het verbeteren van de energie-efficiëntie, heeft virtualisatie verschillende overtuigende voordelen. Ten eerste zorgt het consolideren van bestaande services op minder hardwareservers voor besparingen op hardwareonderhoud, wat lagere kosten voor koeling, stroom en ruimte betekent. Ten tweede kunt u met virtualisatie het gebruik van hardwarebronnen op een flexibele manier optimaliseren virtuele kracht tijdens het werk.
NRDC en Anthesis hielden een joint en ontdekte dat door het vervangen van 3100 servers door 150 virtuele hosts de energiekosten met $ 2,1 miljoen per jaar konden worden verlaagd. De organisatie die het voorwerp van interesse was, bespaarde op onderhoud en aanschaf van apparatuur, verminderde het personeelsbestand van systeembeheerders, kreeg een garantie voor gegevensherstel in geval van problemen en maakte een einde aan de noodzaak om nog een datacenter te bouwen.
Volgens de resultaten Volgens Gartner zal het virtualisatieniveau van veel bedrijven in 2016 de 75% overschrijden en zal de markt zelf gewaardeerd worden op $5,6 miljard. Er zijn echter bepaalde factoren die de wijdverbreide adoptie van virtualisatie tegenhouden. Een van de belangrijkste redenen blijft de moeilijkheid om datacenters te ‘herbouwen’ naar een nieuw bedrijfsmodel, aangezien de kosten hiervan vaak groter zijn dan de potentiële voordelen.
Energiebeheersystemen
Dergelijke systemen maken het mogelijk om de energie-efficiëntie van het koelsysteem te verhogen of het energieverbruik van IT-apparatuur te verminderen, wat uiteindelijk leidt tot kostenminimalisatie. In dit geval een bijzondere , dat de serveractiviteit, het energieverbruik en de kosten bewaakt, de belasting automatisch herverdeelt en zelfs de apparatuur uitschakelt.
Eén type energiebeheersoftware zijn datacenterinfrastructuurbeheersystemen (DCIM), die worden gebruikt om de energie-efficiëntie van verschillende apparatuur te monitoren, analyseren en voorspellen. De meeste DCIM-tools worden niet gebruikt om het stroomverbruik van IT- en andere apparatuur rechtstreeks te monitoren, maar veel systemen worden geleverd met PUE-calculators (Power Usage Effectiveness). Volgens Intel en Dell DCIM zijn dit soort oplossingen 53% van de IT-managers.
De meeste hardware is tegenwoordig al ontworpen om energiezuinig te zijn, maar bij de aanschaf van hardware wordt vaak meer nadruk gelegd op de initiële prijs of prestaties dan op de totale eigendomskosten, waardoor energie-efficiënte hardware overblijft. . Naast het verlagen van de energierekening, dergelijke apparatuur ook de hoeveelheid CO2-uitstoot in de atmosfeer.
Data compressie
Er zijn ook minder voor de hand liggende manieren om de energie-efficiëntie van datacenters te verbeteren, bijvoorbeeld door de hoeveelheid opgeslagen gegevens te verminderen. Comprimeren van zelden gebruikte gegevens bespaar tot 30% energie, zelfs als je rekening houdt met het feit dat er ook hulpbronnen worden verbruikt voor compressie en decompressie. Gegevensontdubbeling kan een nog aantrekkelijker resultaat opleveren: 40-50%. Het is vermeldenswaard dat het gebruik van opslag met laag energieverbruik voor ‘koude’ gegevens ook helpt het energieverbruik te verminderen.
Zombieservers uitschakelen
Een van de problemen die leiden tot inefficiënt energieverbruik in datacenters is inactieve apparatuur. Experts dat sommige bedrijven de benodigde hoeveelheid resources niet realistisch kunnen inschatten, terwijl andere bedrijven servercapaciteit inkopen met het oog op de toekomst. Als gevolg hiervan is bijna 30% van de servers inactief, waardoor er jaarlijks 30 miljard dollar aan energie wordt verbruikt.
Tegelijkertijd, zo blijkt uit het onderzoek, IT-managers identificeer 15 tot 30% van de geïnstalleerde servers, maar schrijf de apparatuur niet af, uit angst voor de mogelijke gevolgen. Slechts 14% van de respondenten hield gegevens bij van ongebruikte servers en kende het geschatte aantal.
Eén optie om dit probleem op te lossen is het gebruik van publieke clouds met een pay-as-you-go-betalingsmodel, waarbij het bedrijf alleen betaalt voor de daadwerkelijk gebruikte capaciteit. Veel bedrijven maken al gebruik van deze regeling, en de eigenaar van het Aligned Energy-datacenter in Plano, Texas, beweert dat klanten hiermee 30 tot 50% per jaar kunnen besparen.
Klimaatbeheersing van datacenters
Over de energie-efficiëntie van datacenters microklimaat van de ruimte waarin de apparatuur zich bevindt. Om koelunits efficiënt te laten werken, is het noodzakelijk om koudeverliezen tot een minimum te beperken door de datacenterruimte te isoleren van de externe omgeving en te voorkomen dat warmteoverdracht via de muren, het plafond en de vloer plaatsvindt. Een uitstekende manier is een dampremmende laag, die ook de luchtvochtigheid in de kamer regelt.
Een te hoge luchtvochtigheid kan leiden tot verschillende fouten in de werking van de apparatuur, verhoogde slijtage en corrosie, terwijl een te lage luchtvochtigheid kan leiden tot elektrostatische ontladingen. bepaalt het optimale niveau van relatieve vochtigheid voor een datacenter in het bereik van 40 tot 55%.
Een efficiënte luchtstroomverdeling kan ook 20-25% op het energieverbruik besparen. De juiste plaatsing van apparatuurrekken helpt hierbij: computerruimten van datacenters verdelen in ‘koude’ en ‘warme’ gangen. In dit geval is het noodzakelijk om de isolatie van de gangen te garanderen: installeer geperforeerde platen op de noodzakelijke plaatsen en gebruik blinde panelen tussen rijen servers om vermenging van luchtstromen te voorkomen.
Het is ook de moeite waard om niet alleen de locatie van de apparatuur te overwegen, maar ook de locatie van het klimaatsysteem. Bij het verdelen van de hal in “koude” en “warme” gangen moeten airconditioners loodrecht op de warme luchtstromen worden geïnstalleerd om te voorkomen dat deze met koude lucht de gang binnendringen.
Een even belangrijk aspect van effectief thermisch beheer in een datacenter is de plaatsing van draden, die de luchtstroom kunnen belemmeren, de statische druk kunnen verminderen en de koelefficiëntie van IT-apparatuur kunnen verminderen. De situatie kan worden gecorrigeerd door de kabelgoten van onder de verhoogde vloer dichter naar het plafond te verplaatsen.
Natuurlijke en vloeibare koeling
Een uitstekend alternatief voor speciale klimaatbeheersingssystemen is natuurlijke koeling, die tijdens koude seizoenen kan worden gebruikt. Tegenwoordig maakt de technologie het mogelijk om over te schakelen op het gebruik van een economizer als het weer het toelaat. Volgens een onderzoek van Battelle Laboratories verlaagt vrije koeling de energiekosten van datacenters met 13%.
Er zijn twee soorten economizers: degenen die alleen droge lucht gebruiken, en degenen die extra irrigatie gebruiken als de lucht niet voldoende wordt gekoeld. Sommige systemen kunnen verschillende soorten economisers combineren om koelsystemen met meerdere niveaus te vormen.
Maar luchtkoelsystemen zijn vaak ineffectief vanwege het mengen van luchtstromen of het onvermogen om de overtollige warmte te gebruiken die wordt afgevoerd. Bovendien brengt de installatie van dergelijke systemen vaak extra kosten met zich mee voor luchtfilters en constante monitoring.
Veel experts zijn van mening dat vloeistofkoeling zijn werk beter doet. Vertegenwoordiger van de Deense leverancier Asetek, gespecialiseerd in het creëren van vloeistofkoelsystemen voor servers, John Hamill, die vloeistof is ongeveer vierduizend keer efficiënter in het opslaan en overbrengen van warmte dan lucht. En tijdens een experiment uitgevoerd door het Lawrence Berkeley National Laboratory in samenwerking met de American Power Conversion Corporation en de Silicon Valley Leadership Group, , dat dankzij het gebruik van vloeistofkoeling en watertoevoer vanuit de koeltoren in sommige gevallen de energiebesparingen 50% bereikten.
Andere technologieën
Tegenwoordig zijn er drie gebieden waarvan de ontwikkeling zal helpen datacenters efficiënter te maken: het gebruik van multi-core processors, geïntegreerde koelsystemen en koeling op chipniveau.
Computerfabrikanten zijn van mening dat multi-coreprocessors, door meer taken in een kortere tijd uit te voeren, het energieverbruik van de server met 40% zullen verminderen. Een voorbeeld van de effectiviteit van een geïntegreerd koelsysteem is de CoolFrame-oplossing van Egenera en Emerson Network Power. Het neemt de warme lucht die uit de servers komt, koelt deze af en “gooit deze” de kamer in, waardoor de belasting van het hoofdsysteem met 23% wordt verminderd.
ten opzichte van Dankzij chipkoeling kan warmte rechtstreeks van de hotspots van de server, zoals centrale verwerkingseenheden, grafische verwerkingseenheden en geheugenmodules, worden overgedragen naar de omgevingslucht van het rack of buiten de machinekamer.
Het verhogen van de energie-efficiëntie is tegenwoordig een echte trend geworden, wat niet verrassend is, gezien de omvang van het verbruik van datacenters: 25-40% van alle bedrijfskosten komt voort uit het betalen van de elektriciteitsrekening. Maar het grootste probleem is dat elk kilowattuur dat door IT-apparatuur wordt verbruikt, wordt omgezet in warmte, die vervolgens wordt afgevoerd door energie-intensieve koelapparatuur. Daarom zal het verminderen van het energieverbruik van datacenters de komende jaren niet ophouden relevant te zijn - er zullen steeds meer nieuwe manieren verschijnen om de energie-efficiëntie van datacenters te vergroten.
Ander materiaal uit onze blog over Habré:
Bron: www.habr.com