{"id":31147,"date":"2019-10-31T21:39:44","date_gmt":"2019-10-31T18:39:44","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/umerit-appetity-neskolko-sposobov-povysheniya-energoeffektivnosti-data-tsentrov\/"},"modified":"2019-10-31T21:39:44","modified_gmt":"2019-10-31T18:39:44","slug":"umerit-appetity-neskolko-sposobov-povysheniya-energoeffektivnosti-data-tsentrov","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/umerit-appetity-neskolko-sposobov-povysheniya-energoeffektivnosti-data-tsentrov","title":{"rendered":"\u201eOgraniczy\u0107 apetyt\u201d: Kilka sposob\u00f3w na zwi\u0119kszenie efektywno\u015bci energetycznej centr\u00f3w danych","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Dzi\u015b wiele energii elektrycznej wydaje si\u0119 na efektywne dzia\u0142anie centr\u00f3w danych. W 2013 roku tylko centra danych w USA zu\u017cy\u0142y oko\u0142o<\/a><\/noindex> 91 miliard\u00f3w kilowatogodzin energii, co odpowiada rocznej produkcji 34 du\u017cych elektrowni w\u0119glowych.<\/p>\n

Elektryczno\u015b\u0107 pozostaje jedn\u0105 z g\u0142\u00f3wnych pozycji koszt\u00f3w dla firm b\u0119d\u0105cych w\u0142a\u015bcicielami centr\u00f3w danych, dlatego podejmuj\u0105 one pr\u00f3by zwi\u0119kszenia<\/a><\/noindex> efektywno\u015bci dzia\u0142ania infrastruktury obliczeniowej. Do tego stosowane s\u0105 r\u00f3\u017cne rozwi\u0105zania techniczne, o cz\u0119\u015bci z nich dzisiaj porozmawiamy.<\/p>\n

\"\u201eOgraniczy\u0107<\/a><\/noindex><\/p>\n

\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Torkild Retvedt<\/a><\/noindex> CC<\/a><\/noindex><\/i>
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Wirtualizacja<\/h3>\n

\nKiedy mowa o zwi\u0119kszaniu efektywno\u015bci energetycznej, wirtualizacja ma kilka niezaprzeczalnych zalet. Po pierwsze, konsolidacja istniej\u0105cych us\u0142ug na mniejszej liczbie fizycznych serwer\u00f3w pozwala zaoszcz\u0119dzi\u0107 na konserwacji \u201esprz\u0119tu\u201d, co oznacza obni\u017cenie koszt\u00f3w ch\u0142odzenia, energii elektrycznej oraz zajmowanej powierzchni. Po drugie, wirtualizacja umo\u017cliwia optymalizacj\u0119 wykorzystania zasob\u00f3w sprz\u0119towych i elastyczne przeadresowywanie<\/a><\/noindex> mocy wirtualnych w trakcie pracy.<\/p>\n

Firmy NRDC i Anthesis przeprowadzi\u0142y wsp\u00f3lne badanie<\/a><\/noindex> badania i ustali\u0142y, \u017ce wymieniaj\u0105c 3100 serwer\u00f3w na 150 wirtualnych host\u00f3w mo\u017cna osi\u0105gn\u0105\u0107 oszcz\u0119dno\u015bci na kosztach energii na poziomie 2,1 miliona dolar\u00f3w rocznie. Organizacja, kt\u00f3ra sta\u0142a si\u0119 celem bada\u0144, zaoszcz\u0119dzi\u0142a na konserwacji i zakupie sprz\u0119tu, zmniejszy\u0142a liczb\u0119 administrator\u00f3w system\u00f3w, uzyska\u0142a gwarancj\u0119 przywr\u00f3cenia danych w przypadku problem\u00f3w i pozby\u0142a si\u0119 potrzeby budowy kolejnego centrum danych.<\/p>\n

Z wynikami bada\u0144<\/noindex> Wed\u0142ug Gartnera w 2016 roku wska\u017anik wirtualizacji w wielu firmach przekroczy 75%, a sam rynek b\u0119dzie wyceniony na 5,6 miliarda dolar\u00f3w. Jednak istniej\u0105 pewne czynniki, kt\u00f3re hamuj\u0105 powszechne wprowadzenie wirtualizacji. Jednym z g\u0142\u00f3wnych powod\u00f3w jest z\u0142o\u017cono\u015b\u0107 \u201eprzebudowy\u201d centr\u00f3w danych do nowego modelu pracy, poniewa\u017c koszty tego cz\u0119sto przewy\u017cszaj\u0105 potencjalne korzy\u015bci.<\/p>\n

Systemy zarz\u0105dzania zu\u017cyciem energii<\/h3>\n

\ntakie systemy pozwalaj\u0105 zwi\u0119kszy\u0107 efektywno\u015b\u0107 energetyczn\u0105 system\u00f3w ch\u0142odzenia lub zmniejszy\u0107 zu\u017cycie energii przez sprz\u0119t IT, co ostatecznie prowadzi do minimalizacji koszt\u00f3w. W tym przypadku stosowane s\u0105 specjalne oprogramowanie<\/a><\/noindex>, kt\u00f3re monitoruje aktywno\u015b\u0107 serwer\u00f3w, zu\u017cycie i koszty energii, automatycznie rozdzielaj\u0105c obci\u0105\u017cenie i nawet wy\u0142\u0105czaj\u0105c urz\u0105dzenia.<\/p>\n

Jednym z rodzaj\u00f3w oprogramowania do zarz\u0105dzania zu\u017cyciem energii s\u0105 systemy zarz\u0105dzania infrastruktur\u0105 centr\u00f3w danych (DCIM), kt\u00f3re s\u0142u\u017c\u0105 do kontroli, analizy i prognozowania wska\u017anik\u00f3w efektywno\u015bci energetycznej r\u00f3\u017cnego sprz\u0119tu. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 narz\u0119dzi DCIM nie jest wykorzystywana do bezpo\u015bredniego monitorowania zu\u017cycia energii przez sprz\u0119t IT i inne urz\u0105dzenia, ale wiele system\u00f3w jest wyposa\u017conych w kalkulatory PUE (Power usage effectiveness). Zgodnie z danymi Intel i Dell DCIM, takie rozwi\u0105zania u\u017cywaj\u0105<\/a><\/noindex> 53% mened\u017cer\u00f3w IT.<\/p>\n

Obecnie wi\u0119kszo\u015b\u0107 sprz\u0119tu jest ju\u017c zaprojektowana z my\u015bl\u0105 o oszcz\u0119dnym zu\u017cyciu energii, ale podczas zakupu sprz\u0119tu cz\u0119sto wi\u0119ksz\u0105 uwag\u0119 przyk\u0142ada si\u0119 do pocz\u0105tkowej ceny lub wydajno\u015bci, a nie do ca\u0142kowitych koszt\u00f3w posiadania, przez co energooszcz\u0119dny sprz\u0119t pozostaje niedostrzegany.<\/a><\/noindex>. Opr\u00f3cz zmniejszenia rachunk\u00f3w za energi\u0119, taki sprz\u0119t zmniejsza<\/a><\/noindex> tak\u017ce ilo\u015b\u0107 emisji CO2 do atmosfery.<\/p>\n

Kompresja danych<\/h3>\n

\nIstniej\u0105 r\u00f3wnie\u017c mniej oczywiste metody zwi\u0119kszania efektywno\u015bci energetycznej centr\u00f3w danych, na przyk\u0142ad zmniejszanie obj\u0119to\u015bci przechowywanych danych. Kompresja rzadko u\u017cywanych danych mo\u017ce<\/a><\/noindex> mo\u017ce zaoszcz\u0119dzi\u0107 do 30% energii, nawet bior\u0105c pod uwag\u0119, \u017ce na kompresj\u0119 i dekompresj\u0119 zasoby r\u00f3wnie\u017c s\u0105 wykorzystywane. Dedupikacja danych mo\u017ce przynie\u015b\u0107 jeszcze bardziej atrakcyjny wynik \u2013 40-50%. Nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c zaznaczy\u0107, \u017ce zmniejszenie zu\u017cycia energii wspomaga r\u00f3wnie\u017c u\u017cycie niskomocnych magazyn\u00f3w dla 'zimnych' danych.<\/p>\n

Wy\u0142\u0105czanie 'zombie-serwer\u00f3w'<\/h3>\n

\nJednym z problem\u00f3w prowadz\u0105cych do nieefektywnego zu\u017cycia energii w centrach danych jest bezczynny sprz\u0119t. Eksperci uwa\u017caj\u0105<\/a><\/noindex>, \u017ce niekt\u00f3re firmy nie potrafi\u0105 realnie oceni\u0107 potrzebnej ilo\u015bci zasob\u00f3w, a inne kupuj\u0105 moce serwerowe z my\u015bl\u0105 o przysz\u0142o\u015bci. W rezultacie prawie 30% serwer\u00f3w stoi bez pracy, zu\u017cywaj\u0105c energi\u0119 wart\u0105 30 miliard\u00f3w dolar\u00f3w rocznie.<\/p>\n

Jednocze\u015bnie zgodnie z badaniem, mened\u017cerowie IT nie s\u0105 w stanie<\/a><\/noindex> zidentyfikowano od 15 do 30% zainstalowanych serwer\u00f3w, ale nie odpisuj\u0105 sprz\u0119tu, obawiaj\u0105c si\u0119 mo\u017cliwych konsekwencji. Tylko 14% badanych \u015bledzi\u0142o nieu\u017cywane serwery i mia\u0142o \u015bwiadomo\u015b\u0107 ich przybli\u017conej liczby.<\/p>\n

Jednym z rozwi\u0105za\u0144 tego problemu jest wykorzystanie publicznych chmur w modelu p\u0142atno\u015bci pay-as-you-go, gdzie firma p\u0142aci tylko za rzeczywi\u015bcie u\u017cywane zasoby. W ten spos\u00f3b dzia\u0142a ju\u017c wiele firm, a w\u0142a\u015bciciel centrum danych Aligned Energy w Plano, Texas, twierdzi, \u017ce pozwala to klientom zaoszcz\u0119dzi\u0107 od 30 do 50% rocznie.<\/p>\n

Zarz\u0105dzanie mikroklimatem centrum danych<\/h3>\n

\nNa efektywno\u015b\u0107 energetyczn\u0105 centrum danych wp\u0142ywa<\/a><\/noindex> mikroklimat pomieszczenia, w kt\u00f3rym znajduj\u0105 si\u0119 urz\u0105dzenia. Aby ch\u0142odnie mog\u0142y dzia\u0142a\u0107 efektywnie, nale\u017cy minimalizowa\u0107 straty ch\u0142odu, izoluj\u0105c pomieszczenie od wp\u0142yw\u00f3w zewn\u0119trznych i zapobiegaj\u0105c wymianie ciep\u0142a przez \u015bciany, sufit i pod\u0142og\u0119. Doskona\u0142ym rozwi\u0105zaniem jest paroizolacja, kt\u00f3ra dodatkowo reguluje poziom wilgotno\u015bci w pomieszczeniu.<\/p>\n

Zbyt wysoka wilgotno\u015b\u0107 mo\u017ce prowadzi\u0107 do r\u00f3\u017cnych b\u0142\u0119d\u00f3w w pracy sprz\u0119tu, zwi\u0119kszonego zu\u017cycia i korozji, natomiast zbyt niska mo\u017ce skutkowa\u0107 powstawaniem \u0142adunk\u00f3w elektrostatycznych. ASHRAE<\/a><\/noindex> okre\u015bla optymalny poziom wilgotno\u015bci wzgl\u0119dnej dla centrum danych w przedziale od 40 do 55%.<\/p>\n

Efektywne rozdzielanie strumieni powietrza mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c zaoszcz\u0119dzi\u0107 20\u201325% zu\u017cywanej energii elektrycznej. W tym pomo\u017ce prawid\u0142owe rozmieszczenie szaf sprz\u0119towych: podzia\u0142 sal serwerowych centrum danych na \u201ezimne\u201d i \u201egor\u0105ce\u201d korytarze. Nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c zapewni\u0107 izolacj\u0119 korytarzy: zainstalowa\u0107 perforowane p\u0142yty w odpowiednich miejscach oraz wykorzysta\u0107 panele-zatyczki mi\u0119dzy rz\u0119dami serwer\u00f3w, aby zapobiec mieszaniu si\u0119 strumieni powietrza.<\/p>\n

Warto r\u00f3wnie\u017c przemy\u015ble\u0107 nie tylko rozmieszczenie sprz\u0119tu, ale tak\u017ce lokalizacj\u0119 systemu klimatyzacyjnego. Przy podziale sali na \u201ezimne\u201d i \u201egor\u0105ce\u201d korytarze, klimatyzatory powinny by\u0107 instalowane prostopadle do gor\u0105cych strumieni powietrza, aby zapobiec ich przenikaniu do korytarza z zimnym powietrzem.<\/p>\n

Nie mniej wa\u017cnym aspektem efektywnego zarz\u0105dzania temperatur\u0105 w centrach danych jest rozmieszczenie kabli, kt\u00f3re mog\u0105 utrudnia\u0107 przep\u0142yw powietrza, zmniejszaj\u0105c ci\u015bnienie statyczne i obni\u017caj\u0105c efektywno\u015b\u0107 ch\u0142odzenia sprz\u0119tu IT. Aby poprawi\u0107 sytuacj\u0119, mo\u017cna przenie\u015b\u0107 koryta kablowe z pod\u0142ogi podniesionej w kierunku sufitu.<\/p>\n

Ch\u0142odzenie naturalne i cieczy<\/h3>\n

\n\u015awietn\u0105 alternatyw\u0105 dla specjalnych system\u00f3w klimatyzacyjnych jest ch\u0142odzenie naturalne, kt\u00f3re mo\u017cna wykorzysta\u0107 w zimnych porach roku. Dzi\u015b technologie pozwalaj\u0105 na prze\u0142\u0105czenie si\u0119 na u\u017cycie systemu oszcz\u0119dzaj\u0105cego, gdy pozwala na to pogoda. Zgodnie z badaniami Battelle Laboratories, ch\u0142odzenie naturalne ogranicza wydatki na energi\u0119 elektryczn\u0105 w centrach danych o 13%.<\/p>\n

Istniej\u0105 dwa typy system\u00f3w oszcz\u0119dzaj\u0105cych: takie, kt\u00f3re wykorzystuj\u0105 tylko suche powietrze, oraz takie, kt\u00f3re stosuj\u0105 dodatkowe nawil\u017canie w przypadku niewystarczaj\u0105cego ch\u0142odzenia powietrza. Niekt\u00f3re systemy mog\u0105 \u0142\u0105czy\u0107 r\u00f3\u017cne typy oszcz\u0119dzaczy, tworz\u0105c systemy ch\u0142odzenia wielopoziomowego.<\/p>\n

Jednak systemy ch\u0142odzenia powietrzem cz\u0119sto okazuj\u0105 si\u0119 nieskuteczne z powodu mieszania strumieni powietrza lub niemo\u017cno\u015bci wykorzystania odprowadzonego nadmiaru ciep\u0142a. Ponadto instalacja takich system\u00f3w cz\u0119sto wi\u0105\u017ce si\u0119 z dodatkowymi kosztami na filtry powietrza i ci\u0105g\u0142ym monitoringiem.<\/p>\n

Wielu ekspert\u00f3w uwa\u017ca, \u017ce ch\u0142odzenie ciecz\u0105 lepiej radzi sobie ze swoim zadaniem. Przedstawiciel du\u0144skiego dostawcy Asetek, specjalizuj\u0105cego si\u0119 w tworzeniu system\u00f3w ch\u0142odzenia cieczy dla serwer\u00f3w, John Hamill, jest pewny<\/a><\/noindex>, \u017ce ciecz jest oko\u0142o 4 tysi\u0105ce razy bardziej efektywna pod wzgl\u0119dem przechowywania i przekazywania ciep\u0142a ni\u017c powietrze. A podczas eksperymentu przeprowadzonego przez Lawrence Berkeley National Laboratory we wsp\u00f3\u0142pracy z firm\u0105 American Power Conversion i Silicon Valley Leadership Group udowodniono<\/a><\/noindex>, \u017ce dzi\u0119ki zastosowaniu ch\u0142odzenia ciecz\u0105 i dostarczaniu wody z wie\u017cy ch\u0142odniczej w niekt\u00f3rych przypadkach oszcz\u0119dno\u015bci energii elektrycznej si\u0119ga\u0142y nawet 50%.<\/p>\n

Inne technologie<\/h3>\n

\nDzi\u015b istniej\u0105 trzy kierunki rozwoju, kt\u00f3re pomog\u0105 uczyni\u0107 prac\u0119 centr\u00f3w danych bardziej efektywn\u0105: wykorzystanie procesor\u00f3w wielordzeniowych, wbudowane systemy ch\u0142odzenia i ch\u0142odzenie na poziomie chip\u00f3w.<\/p>\n

Producenci komputer\u00f3w s\u0105 przekonani, \u017ce wielordzeniowe procesory, realizuj\u0105c wi\u0119ksz\u0105 liczb\u0119 zada\u0144 w kr\u00f3tszym czasie, mog\u0105 zmniejszy\u0107 zu\u017cycie energii przez serwery o 40%. Przyk\u0142adem efektywno\u015bci zintegrowanego systemu ch\u0142odzenia jest rozwi\u0105zanie CoolFrame firmy Egenera i Emerson Network Power. Pobiera ono gor\u0105ce powietrze wydobywaj\u0105ce si\u0119 z serwer\u00f3w, sch\u0142adza je i 'wyrzuca' do pomieszczenia, co zmniejsza obci\u0105\u017cenie g\u0142\u00f3wnego systemu o 23%.<\/p>\n

Je\u015bli chodzi o technologie<\/a><\/noindex> ch\u0142odzenia uk\u0142ad\u00f3w scalonych, co pozwala na odprowadzanie ciep\u0142a bezpo\u015brednio z 'gor\u0105cych punkt\u00f3w' serwera, takich jak centralne jednostki przetwarzaj\u0105ce, jednostki graficzne i modu\u0142y pami\u0119ci, do otaczaj\u0105cego powietrza szafy serwerowej lub poza budynek.<\/p>\n

Zwi\u0119kszenie efektywno\u015bci energetycznej sta\u0142o si\u0119 dzisiaj prawdziwym trendem, co nie jest zaskakuj\u0105ce, bior\u0105c pod uwag\u0119 skal\u0119 zu\u017cycia w centrach danych: 25\u201340% wszystkich koszt\u00f3w operacyjnych przypada na rachunki za energi\u0119 elektryczn\u0105. Jednak g\u0142\u00f3wnym problemem jest to, \u017ce ka\u017cdy kilowatogodzina zu\u017cywana przez sprz\u0119t IT zamienia si\u0119 w ciep\u0142o, kt\u00f3re nast\u0119pnie jest usuwane za pomoc\u0105 sprz\u0119tu ch\u0142odniczego, wymagaj\u0105cego du\u017cej ilo\u015bci energii. Dlatego w nadchodz\u0105cych latach zmniejszenie zu\u017cycia energii przez centra danych pozostanie aktualne \u2013 b\u0119d\u0105 si\u0119 pojawia\u0107 kolejne sposoby zwi\u0119kszania efektywno\u015bci energetycznej DC.<\/p>\n

Inne materia\u0142y z naszego bloga na Habrze:<\/p>\n