I dag brukes det mye strøm for å sikre effektiv drift av datasentre. I 2013 var det bare amerikanske datasentre om lag 91 milliarder kilowattimer med energi, tilsvarende den årlige produksjonen til 34 store kullkraftverk.
Elektrisitet er fortsatt en av hovedutgiftspostene for selskaper som eier datasentre, og det er derfor de forsøker å effektiviteten til datainfrastrukturen. Til dette brukes ulike tekniske løsninger, noen av dem skal vi snakke om i dag.
/ bilde
Virtualisering
Når det gjelder å forbedre energieffektiviteten, har virtualisering flere overbevisende fordeler. For det første gir konsolidering av eksisterende tjenester på færre maskinvareservere besparelser på maskinvarevedlikehold, noe som betyr lavere kjøle-, strøm- og plasskostnader. For det andre lar virtualisering deg optimalisere bruken av maskinvareressurser og fleksibelt virtuell kraft midt i arbeidet.
NRDC og Anthesis holdt en felles og fant ut at ved å erstatte 3100 servere med 150 virtuelle verter, kunne energikostnadene reduseres med 2,1 millioner dollar per år. Organisasjonen som var gjenstand for interesse spart på vedlikehold og kjøp av utstyr, reduserte staben til systemadministratorer, mottok en garanti for datagjenoppretting i tilfelle problemer og ble kvitt behovet for å bygge et nytt datasenter.
I følge resultatene Gartner, i 2016 vil virtualiseringsnivået til mange selskaper overstige 75 %, og selve markedet vil bli verdsatt til 5,6 milliarder dollar. Det er imidlertid visse faktorer som holder tilbake den utbredte bruken av virtualisering. En av hovedårsakene er fortsatt vanskeligheten med å "rebygge" datasentre til en ny driftsmodell, siden kostnadene ved dette ofte overstiger de potensielle fordelene.
Energistyringssystemer
Slike systemer gjør det mulig å øke energieffektiviteten til kjølesystemet eller redusere energiforbruket til IT-utstyr, noe som til syvende og sist fører til kostnadsminimering. I dette tilfellet en spesiell , som overvåker serveraktivitet, energiforbruk og kostnader, automatisk omfordele belastningen og til og med slå av utstyret.
En type energistyringsprogramvare er datasenterinfrastrukturstyringssystemer (DCIM), som brukes til å overvåke, analysere og forutsi energieffektiviteten til forskjellig utstyr. De fleste DCIM-verktøyene brukes ikke til direkte å overvåke strømforbruket til IT og annet utstyr, men mange systemer kommer med PUE-kalkulatorer (Power Usage Effectiveness). Ifølge Intel og Dell DCIM, slike løsninger 53 % av IT-lederne.
Det meste av maskinvare i dag er allerede designet for å være energieffektivt, men innkjøp av maskinvare legger ofte mer vekt på innledende pris eller ytelse i stedet for totale eierkostnader, slik at energieffektiv maskinvare forblir . I tillegg til å redusere energiregningen, slikt utstyr også mengden CO2-utslipp til atmosfæren.
Datakomprimering
Det er også mindre åpenbare tilnærminger til å forbedre energieffektiviteten til datasentre, for eksempel ved å redusere mengden data som lagres. Komprimering av sjelden brukte data spare opptil 30 % energi, selv med tanke på at det også forbrukes ressurser til kompresjon og dekompresjon. Datadeduplisering kan vise et enda mer attraktivt resultat – 40–50 %. Det er verdt å merke seg at bruk av lavstrømlagring for "kalde" data også bidrar til å redusere strømforbruket.
Deaktiverer zombieservere
Et av problemene som fører til ineffektivt energiforbruk i datasentre er inaktivt utstyr. Eksperter at noen selskaper ikke realistisk kan anslå nødvendig mengde ressurser, mens andre kjøper serverkapasitet med tanke på fremtiden. Som et resultat er nesten 30 % av serverne inaktive, og bruker 30 milliarder dollar i energi per år.
Samtidig, ifølge studien, IT-ledere identifisere fra 15 til 30 % av installerte servere, men ikke avskriv utstyret, i frykt for mulige konsekvenser. Bare 14 % av respondentene holdt oversikt over ubrukte servere og visste deres omtrentlige antall.
Et alternativ for å løse dette problemet er å bruke offentlige skyer med en pay-as-you-go betalingsmodell, når selskapet kun betaler for kapasiteten som faktisk brukes. Mange selskaper bruker allerede denne ordningen, og eieren av Aligned Energy-datasenteret i Plano, Texas, hevder at det lar kundene spare 30 til 50 % per år.
Datasenter klimakontroll
Om energieffektivitet i datasenter mikroklima i rommet der utstyret er plassert. For at kjøleenheter skal fungere effektivt, er det nødvendig å minimere kuldetap ved å isolere datasenterrommet fra det ytre miljøet og forhindre varmeoverføring gjennom vegger, tak og gulv. En utmerket måte er dampsperre, som også regulerer fuktighetsnivået i rommet.
For høy luftfuktighet kan føre til ulike feil i utstyrsdrift, økt slitasje og korrosjon, mens for lav luftfuktighet kan føre til elektrostatiske utladninger. bestemmer det optimale nivået av relativ fuktighet for et datasenter i området fra 40 til 55 %.
Effektiv luftstrømfordeling kan også spare 20-25 % av energiforbruket. Riktig plassering av utstyrsstativ vil hjelpe med dette: å dele datasenterets datarom i "kalde" og "varme" korridorer. I dette tilfellet er det nødvendig å sikre isolasjon av korridorene: installer perforerte plater på de nødvendige stedene og bruk blanke paneler mellom rader med servere for å forhindre blanding av luftstrømmer.
Det er også verdt å vurdere ikke bare plasseringen av utstyret, men også plasseringen av klimasystemet. Når du deler hallen inn i "kalde" og "varme" korridorer, bør klimaanlegg installeres vinkelrett på de varme luftstrømmene for å forhindre at sistnevnte trenger inn i korridoren med kald luft.
Et like viktig aspekt ved effektiv termisk styring i et datasenter er plassering av ledninger, som kan hindre luftstrømmen, redusere statisk trykk og redusere kjøleeffektiviteten til IT-utstyr. Situasjonen kan rettes opp ved å flytte kabelbakkene fra under det hevede gulvet nærmere taket.
Naturlig og flytende kjøling
Et utmerket alternativ til dedikerte klimakontrollsystemer er naturlig kjøling, som kan brukes i kalde årstider. I dag gjør teknologien det mulig å gå over til å bruke en economizer når været tillater det. I følge en studie fra Battelle Laboratories reduserer gratiskjøling datasenterets energikostnader med 13 %.
Det finnes to typer economizers: de som bare bruker tørr luft, og de som bruker ekstra vanning når luften ikke er tilstrekkelig avkjølt. Noen systemer kan kombinere forskjellige typer economizers for å danne kjølesystemer med flere nivåer.
Men luftkjølesystemer er ofte ineffektive på grunn av blanding av luftstrømmer eller manglende evne til å bruke overflødig varme som fjernes. I tillegg medfører installasjon av slike systemer ofte ekstra kostnader for luftfiltre og konstant overvåking.
Mange eksperter mener at væskekjøling gjør jobben sin bedre. Representant for den danske leverandøren Asetek, som spesialiserer seg på å lage væskekjølesystemer for servere, John Hamill, at væske er omtrent 4 tusen ganger mer effektiv når det gjelder å lagre og overføre varme enn luft. Og under et eksperiment utført av Lawrence Berkeley National Laboratory i samarbeid med American Power Conversion Corporation og Silicon Valley Leadership Group, , at takket være bruk av væskekjøling og vannforsyning fra kjøletårnet, i noen tilfeller nådde energibesparelsene 50 %.
Andre teknologier
I dag er det tre områder hvis utvikling vil bidra til å effektivisere datasentre: bruk av flerkjerneprosessorer, integrerte kjølesystemer og kjøling på brikkenivå.
Dataprodusenter mener at flerkjerneprosessorer, ved å fullføre flere oppgaver på kortere tid, vil redusere serverens energiforbruk med 40 %. Et eksempel på effektiviteten til et integrert kjølesystem er CoolFrame-løsningen fra Egenera og Emerson Network Power. Den tar den varme luften som kommer ut av serverne, avkjøler den og "kaster den" inn i rommet, og reduserer dermed belastningen på hovedsystemet med 23 %.
når det gjelder chip-kjøling, gjør den at varme kan overføres direkte fra serverens hot spots, slik som sentrale prosesseringsenheter, grafikkbehandlingsenheter og minnemoduler, til omgivelsesluften i racket eller utenfor maskinrommet.
Å øke energieffektiviteten har blitt en reell trend i dag, noe som ikke er overraskende, gitt volumet av forbruket til datasentre: 25–40 % av alle driftsutgifter kommer fra å betale strømregninger. Men hovedproblemet er at hver kilowattime som forbrukes av IT-utstyr, omdannes til varme, som deretter fjernes av energikrevende kjøleutstyr. Derfor, i de kommende årene, vil reduksjon av energiforbruket til datasentre ikke slutte å være aktuelt - flere og flere nye måter å øke energieffektiviteten til datasentre vil dukke opp.
Annet materiale fra bloggen vår på Habré:
Kilde: www.habr.com