Datacenters verbruiken 3 tot 5% van de totale elektriciteit op aarde, en in sommige landen, zoals China, bedraagt dit cijfer 7%. Datacenters hebben 24/7 elektriciteit nodig om apparatuur soepel te laten werken. Als gevolg hiervan veroorzaakt de werking van datacentra de uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer, en in termen van de mate van negatieve impact op de natuur kunnen deze worden vergeleken met vliegreizen. We hebben het laatste onderzoek verzameld om erachter te komen hoe datacenters het milieu beïnvloeden, of dit kan worden veranderd en of er soortgelijke initiatieven bestaan in Rusland.
Volgens de laatste De milieubewuste datacenters van Supermicro die groene oplossingen implementeren, zouden hun impact op het milieu met 80% kunnen verminderen. En de bespaarde energie is bedoeld om alle casino's in Las Vegas 37 jaar lang verlicht te houden. Maar op dit moment kan slechts 12% van de datacenters in de wereld ‘groen’ worden genoemd.
gebaseerd op een onderzoek onder 5000 vertegenwoordigers van de IT-industrie. Het bleek dat 86% van de respondenten over het algemeen niet nadenkt over de impact van datacenters op het milieu. En slechts 15% van de datacentermanagers maakt zich zorgen over de sociale verantwoordelijkheid en het beoordelen van de energie-efficiëntie van een onderneming. De industrie heeft zich grotendeels gericht op doelstellingen die verband houden met operationele veerkracht in plaats van op energie-efficiëntie. Hoewel de focus op dit laatste gunstig is voor datacenters: de gemiddelde onderneming kan tot $38 miljoen besparen op energiebronnen.
PUE
PUE (Power Utilization Efficiency) is een maatstaf die de energie-efficiëntie van een datacenter evalueert. De maatregel werd in 2007 goedgekeurd door leden van het consortium The Green Grid. PUE weerspiegelt de verhouding tussen de elektrische energie die door een datacenter wordt verbruikt en de energie die rechtstreeks door de datacenterapparatuur wordt verbruikt. Dus als het datacenter 10 MW aan stroom ontvangt van het netwerk en alle apparatuur “blijft” op 5 MW, zal de PUE-indicator 2 zijn. Als het “gat” in de meetwaarden kleiner wordt en de meeste elektriciteit de apparatuur bereikt , zal de coëfficiënt ertoe neigen dat de ideale indicator één is.
De Global Data Center Survey van het Uptime Institute van augustus heeft 900 datacenterexploitanten ondervraagd en de mondiale gemiddelde PUE gevonden op 1,59. Over het geheel genomen schommelt het cijfer sinds 2013 op dit niveau. Ter vergelijking: in 2013 was de PUE 1,65, in 2018 - 1 en in 58 - 2019.
Hoewel PUE niet eerlijk genoeg is om verschillende datacenters en regio’s met elkaar te vergelijken, maakt het Uptime Institute wel dergelijke vergelijkingstabellen.
De oneerlijkheid van de vergelijking is te wijten aan het feit dat sommige datacenters zich in slechtere klimatologische omstandigheden bevinden. Om een conventioneel datacenter in Afrika te koelen is dus veel meer elektriciteit nodig dan een datacenter in Noord-Europa.
Het is logisch dat de meest energie-inefficiënte datacenters zich in Latijns-Amerika, Afrika, het Midden-Oosten en delen van de regio Azië-Pacific bevinden. De meest “voorbeeldige” in termen van PUE-indicator waren Europa en de regio die de VS en Canada verenigt. Overigens zijn er in deze landen meer respondenten: respectievelijk 95 en 92 datacenteraanbieders.
In het onderzoek werden ook datacentra in Rusland en de GOS-landen beoordeeld. Er namen echter slechts 9 respondenten deel aan het onderzoek. De PUE van binnenlandse en ‘aangrenzende’ datacenters was 1,6.
Hoe u de PUE kunt verlagen
Natuurlijke koeling
Volgens gaat ongeveer 40% van alle energie die datacenters verbruiken naar de werking van kunstmatige koelsystemen. De implementatie van natuurlijke koeling (vrije koeling) helpt de kosten aanzienlijk te verlagen. Met dit systeem wordt buitenlucht gefilterd, verwarmd of gekoeld en vervolgens aan de serverruimtes geleverd. De “uitlaat” warme lucht wordt naar buiten afgevoerd of, indien nodig, gedeeltelijk gemengd met de binnenkomende stroom.
Bij vrije koeling is het klimaat van groot belang. Hoe geschikter de buitenluchttemperatuur is voor de datacenterruimte, hoe minder energie er nodig is om deze in de gewenste ‘conditie’ te brengen.
Bovendien kan het datacenter zich in de buurt van een reservoir bevinden - in dit geval kan water daaruit worden gebruikt om het datacenter te koelen. Trouwens, volgens de MRC-voorspellingen van Stratistics zal de waarde van de markt voor vloeistofkoelingstechnologie in 2023 4,55 miljard dollar bereiken. Voorbeelden hiervan zijn immersiekoeling (apparatuur onderdompelen in immersieolie), adiabatische koeling (gebaseerd op verdampingstechnologie, gebruikt in Facebook datacenters), warmte-uitwisseling (het koelmiddel van de vereiste temperatuur gaat rechtstreeks naar het rack met de apparatuur, waardoor overtollige warmte wordt verwijderd).
Controle en tijdige vervanging van apparatuur
Een goed gebruik van de beschikbare capaciteit in het datacenter zal ook de energie-efficiëntie helpen verbeteren. Reeds aangeschafte servers moeten ofwel werken voor klanttaken of geen energie verbruiken tijdens inactiviteit. Eén manier om de controle te behouden is het gebruik van software voor infrastructuurbeheer. Bijvoorbeeld het Data Center Infrastructure Management (DCIM) systeem. Dergelijke software herverdeelt automatisch de belasting van servers, schakelt ongebruikte apparaten uit en doet aanbevelingen over de snelheid van koelventilatoren (opnieuw om energie te besparen op overtollige koeling).
Een belangrijk onderdeel van het verbeteren van de energie-efficiëntie van een datacenter is het tijdig updaten van apparatuur. Een verouderde server is qua prestaties en resourceverbruik meestal inferieur aan de nieuwe generatie. Om de PUE te verlagen, wordt daarom aanbevolen om de apparatuur zo vaak mogelijk te updaten - sommige bedrijven doen dit elk jaar. Uit onderzoek van Supermicro: Geoptimaliseerde hardwarevernieuwingscycli kunnen e-waste met meer dan 80% verminderen en de productiviteit van datacenters met 15% verbeteren.
Er zijn ook manieren om het ecosysteem van uw datacenter te optimaliseren zonder veel geld uit te geven. U kunt bijvoorbeeld gaten in serverkasten dichten om lekkage van koude lucht te voorkomen, warme of koude gangpaden isoleren, een zwaarbelaste server naar een koeler deel van het datacenter verplaatsen, enzovoort.
Minder fysieke servers - meer virtuele machines
VMware schat dat het overstappen naar virtuele servers het energieverbruik in sommige gevallen met wel 80% kan verminderen. Dit wordt verklaard door het feit dat het plaatsen van een groter aantal virtuele servers op een kleiner aantal fysieke machines logischerwijs de kosten van hardwareonderhoud, koeling en stroom verlaagt.
NRDC en Anthesis toonden aan dat het vervangen van 3 servers door 000 virtuele machines $150 miljoen aan elektriciteitskosten bespaart.
Virtualisatie maakt het onder meer mogelijk om daarbij virtuele bronnen (processors, geheugen, opslag) te herverdelen en uit te breiden. Daarom wordt elektriciteit alleen besteed om de werking te garanderen, met uitzondering van de kosten van niet-gebruikte apparatuur.
Uiteraard kan er ook voor alternatieve energiebronnen worden gekozen om de energie-efficiëntie te verbeteren. Om dit te bereiken maken sommige datacenters gebruik van zonnepanelen en windgeneratoren. Dit zijn echter vrij dure projecten die alleen grote bedrijven zich kunnen veroorloven.
Groen in de praktijk
Aantal datacenters in de wereld van 500 in 000 tot ruim 2012 miljoen. Hun elektriciteitsverbruik verdubbelt elke vier jaar. De opwekking van elektriciteit die datacenters nodig hebben, houdt rechtstreeks verband met de hoeveelheid koolstofemissies die het gevolg zijn van de verbranding van fossiele brandstoffen.
Wetenschappers van de UK Open University dat datacenters 2% van de mondiale CO2-uitstoot veroorzaken. Dit is ongeveer evenveel als de uitstoot van de grootste luchtvaartmaatschappijen ter wereld. Volgens een onderzoek van GreenPeace uit 2019 stootten elektriciteitscentrales in 44 2018 miljoen ton CO₂ uit in de atmosfeer om 99 datacenters in China van stroom te voorzien.
Grote wereldleiders zoals Apple, Google, Facebook, Akamai en Microsoft nemen hun verantwoordelijkheid voor de negatieve impact op de natuur en proberen deze te verminderen met behulp van ‘groene’ technologieën. Zo sprak Satya Nadella, CEO van Microsoft, over de intentie van het bedrijf om tegen 2030 een negatief niveau van CO2050-uitstoot te bereiken, en om tegen 1975 de gevolgen van de uitstoot volledig te elimineren sinds de oprichting van het bedrijf in XNUMX.
Deze zakenreuzen beschikken echter over voldoende middelen om hun plannen uit te voeren. In de tekst zullen we enkele minder bekende ‘vergroenende’ datacenters noemen.
uitsmijter
Het datacenter, gevestigd in Ballengen (Noorwegen), positioneert zichzelf als een datacenter dat wordt aangedreven door 100% hernieuwbare energie. Om de werking van de apparatuur te garanderen, wordt water gebruikt om servers, water- en windenergiegeneratoren te koelen. Tegen 2027 is het datacenter van plan om meer dan 1000 MW elektrisch vermogen te genereren. Nu bespaart Kolos 60% elektriciteit.
Gegevens van de volgende generatie
Het Britse datacentrum bedient bedrijven zoals de telecommunicatieholding BT Group, IBM, Logica en anderen. In 2014 zei NGD dat het de ideale PUE van één had bereikt. Het datacenter werd dichter bij maximale energie-efficiëntie gebracht door zonnepanelen op het dak van het datacenter. Deskundigen trokken het enigszins utopische resultaat echter in twijfel.
Zwitsers fort Knox
Dit datacenter is een soort loftproject. Het datacenter ‘groeide op’ op de plek van een oude bunker uit de Koude Oorlog, gebouwd door het Zwitserse leger voor het geval er een nucleair conflict zou plaatsvinden. Naast het feit dat het datacenter feitelijk geen ruimte in beslag neemt op het aardoppervlak, gebruikt het ook gletsjerwater uit een ondergronds meer in zijn koelsystemen. Hierdoor wordt de temperatuur van het koelsysteem op 8 graden Celsius gehouden.
Equinix AM3
Het datacenter, gevestigd in Amsterdam, maakt in zijn infrastructuur gebruik van Aquifer Thermal Energy Storage-koeltorens. Hun koele lucht verlaagt de temperatuur van warme gangen. Daarnaast maakt het datacenter gebruik van vloeistofkoelingsystemen en wordt het verwarmde afvalwater gebruikt voor verwarming bij de Universiteit van Amsterdam.
Wat is er in Rusland
Исследование CNews onthulde een toename van het aantal racks bij de grootste Russische datacenterserviceproviders. In 2019 was de groei 10% (tot 36,5 duizend), en in 2020 kan het aantal rekken nog eens met 20% toenemen. Datacenterproviders beloven een record te vestigen en klanten dit jaar nog eens 6961 racks te bieden.
Op Volgens CNews ligt de energie-efficiëntie van de oplossingen en apparatuur die worden gebruikt om de werking van het datacenter te garanderen op een zeer laag niveau: 1 W nuttig vermogen is goed voor tot 50% van de niet-productiekosten.
Niettemin hebben Russische datacenters een motivatie om de PUE-indicator te verlagen. De motor van de vooruitgang voor veel aanbieders is echter niet de zorg voor het milieu en de sociale verantwoordelijkheid, maar economisch voordeel. Niet-duurzaam energieverbruik kost geld.
Op staatsniveau bestaan er geen milieunormen met betrekking tot de exploitatie van datacenters, noch enige economische prikkel voor degenen die ‘groene’ initiatieven implementeren. Daarom is het in Rusland nog steeds de persoonlijke verantwoordelijkheid van datacenters.
De meest gebruikelijke manieren om milieubewustzijn in binnenlandse datacenters aan te tonen:
- Overgang naar energiezuinigere methoden voor koelapparatuur (vrije koelsystemen en vloeistofkoeling);
- Verwijdering van apparatuur en indirect afval uit datacenters;
- Het aanvullen van de negatieve impact van datacentra op de natuur door deelname aan milieucampagnes en investeringen in milieuprojecten.
Kirill Malevanov, technisch directeur van Selectel
Tegenwoordig is de PUE van Selectel-datacenters 1,25 (Dubrovka DC in de regio Leningrad) en 1,15-1,20 (Berzarina-2 DC in Moskou). Wij bewaken de verhouding en streven ernaar energiezuinigere oplossingen te gebruiken voor koeling, verlichting en andere aspecten van de bedrijfsvoering. Moderne servers verbruiken nu ongeveer dezelfde hoeveelheid energie; het heeft geen zin om tot het uiterste te gaan en voor 10W te vechten. Wat betreft de apparatuur die datacenters aandrijft, is de aanpak echter aan het veranderen: we kijken ook naar energie-efficiëntie-indicatoren.
Als we het over recycling hebben, heeft Selectel overeenkomsten gesloten met verschillende bedrijven die zich bezighouden met recycling van apparatuur. Niet alleen servers, maar ook veel andere dingen worden naar de sloop gestuurd: batterijen uit ononderbroken stroomvoorzieningen, ethyleenglycol uit koelsystemen. We verzamelen en recyclen zelfs oud papier en verpakkingsmateriaal van apparatuur die bij onze datacenters aankomt.
Selestel ging verder en lanceerde het “Green Selectel”-programma. Nu plant het bedrijf jaarlijks één boom voor elke server die in de datacenters van het bedrijf draait. Het bedrijf voerde op 19 september zijn eerste massale bosaanplant uit - in de regio's Moskou en Leningrad. In totaal zijn er 20 bomen geplant, die in de toekomst tot 000 liter zuurstof per jaar kunnen produceren. De promoties houden daar niet op; er zijn plannen om het hele jaar door ‘groene’ initiatieven te implementeren. Op de website kunt u meer informatie vinden over nieuwe promoties en .
Bron: www.habr.com