Hoje, a operação eficiente dos data centers consome uma quantidade significativa de energia elétrica. Em 2013, os data centers dos EUA sozinhos consumiram A eletricidade continua a ser uma das principais despesas para as empresas proprietárias de data centers, por isso fazem esforços para
aumentar Torkild Retvedt
/ фото
Virtualização
os recursos virtuais em tempo real. pesquisa
e descobriram que ao substituir 3100 servidores por 150 hosts virtuais, é possível alcançar uma diminuição nos custos de eletricidade de $2,1 milhões por ano. A organização em questão economizou em manutenção e compra de equipamentos, reduziu o número de administradores de sistemas, garantiu a recuperação de dados em caso de problemas e eliminou a necessidade de construir mais um data center. da pesquisa
Gartner, em 2016, a taxa de virtualização de muitas empresas superará 75%, e o mercado será avaliado em $5,6 bilhões. No entanto, existem certos fatores que impedem a disseminação generalizada da virtualização. Uma das principais razões continua a ser a complexidade da “reestruturação” dos data centers para um novo modelo de operação, uma vez que os custos frequentemente superam os benefícios potenciais. O
pesquisa
Esses sistemas permitem aumentar a eficiência energética do sistema de resfriamento ou reduzir o consumo de energia dos equipamentos de TI, o que, em última instância, leva à minimização de custos. Nesse caso, é aplicado um software especial , que monitora a atividade dos servidores, o consumo e o custo da eletricidade, redistribuindo automaticamente a carga e até desligando equipamentos.
Um dos tipos de software para gerenciamento do consumo de energia é o sistema de gerenciamento de infraestrutura de data center (DCIM), que é usado para monitorar, analisar e prever os indicadores de eficiência energética de diversos equipamentos. A maioria das ferramentas DCIM não é usada para o controle direto do consumo de energia de equipamentos de TI e outros, mas muitos sistemas vêm equipados com calculadoras de PUE (Eficácia do uso de energia). Segundo dados da Intel e da Dell, as soluções DCIM 53% dos gerentes de TI.
Hoje em dia, a maior parte do hardware já está focada no consumo econômico de energia, mas durante a aquisição do "hardware", muitas vezes mais atenção é dada ao preço inicial ou ao desempenho, e não ao custo total de propriedade, o que faz com que equipamentos energeticamente eficientes permaneçam Além de reduzir as contas de eletricidade, esse equipamento também a quantidade de emissões de CO2 na atmosfera.
Compressão de dados
Existem também abordagens menos óbvias para aumentar a eficiência energética dos data centers, como a redução do volume de dados armazenados. A compressão de dados raramente usados economizar até 30% de energia, mesmo considerando que a compressão e descompressão também consomem recursos. A deduplicação de dados pode mostrar um resultado ainda mais atraente – de 40 a 50%. Vale ressaltar que a redução do consumo de energia também é ajudada pelo uso de armazenamentos de baixo consumo para dados "frias".
Desligar "servidores zumbis"
Um dos problemas que leva ao desperdício ineficiente de eletricidade em data centers é o equipamento ocioso. Especialistas , que algumas empresas não conseguem avaliar realmente a quantidade necessária de recursos, enquanto outras adquirem potência de servidor com base em previsões futuras. Como resultado, quase 30% dos servidores ficam idle, consumindo energia no valor de $30 bilhões por ano.
Nesse contexto, de acordo com um estudo, gerentes de TI identificar de 15 a 30% dos servidores instalados, mas não deslistam o equipamento, temendo possíveis consequências. Apenas 14% dos entrevistados mantinham um registro dos servidores não utilizados e conheciam a quantidade aproximada.
Uma das soluções para esse problema é a utilização de nuvens públicas com um modelo de pagamento pay-as-you-go, onde a empresa paga apenas pela capacidade realmente utilizada. Muitas empresas já operam com esse modelo, e o proprietário do centro de dados Aligned Energy, em Plano, Texas, afirma que isso permite que os clientes economizem entre 30% e 50% anualmente.
Gerenciamento do microclima do centro de dados
A eficiência energética do centro de dados pelo microclima do ambiente onde o equipamento se encontra. Para o funcionamento eficaz das unidades de climatização, é necessário minimizar as perdas de frio, isolando o ambiente do centro de dados das influências externas e evitando a troca de calor através das paredes, teto e piso. Uma excelente forma de fazer isso é a impermeabilização, que também regula o nível de umidade do ambiente.
Um nível de umidade muito alto pode levar a vários erros no funcionamento do equipamento, maior desgaste e corrosão, enquanto um nível muito baixo pode provocar descargas eletrostáticas. define o nível ideal de umidade relativa para um centro de dados entre 40% e 55%.
Uma distribuição eficaz dos fluxos de ar também pode economizar de 20 a 25% da eletricidade consumida. Para isso, a disposição correta dos racks de equipamentos é fundamental: dividir as salas de máquinas do centro de dados em corredores ‘frios’ e ‘quentes’. É necessário garantir a separação dos corredores: instalar placas perfuradas nos locais apropriados e utilizar painéis de bloqueio entre os racks de servidores para evitar a mistura dos fluxos de ar.
Também é importante pensar não apenas na disposição do equipamento, mas também na localização do sistema de climatização. Ao dividir a sala em corredores 'frios' e 'quentes', os condicionadores de ar devem ser instalados perpendicularmente aos fluxos quentes de ar, para evitar a penetração destes no corredor de ar frio.
Um aspecto igualmente importante da gestão eficaz da temperatura em um data center é a disposição dos cabos, que podem obstruir o movimento dos fluxos de ar, reduzindo a pressão estática e diminuindo a eficiência do resfriamento do equipamento de TI. A situação pode ser corrigida movendo os dutos de cabos de baixo do piso elevado para mais perto do teto.
Resfriamento natural e líquido
Uma ótima alternativa aos sistemas especiais de controle climático é o resfriamento natural, que pode ser utilizado em épocas frias do ano. Hoje, as tecnologias permitem alternar para o uso de economizadores quando o clima permite. De acordo com um estudo dos Laboratórios Battelle, o resfriamento natural reduz os custos de eletricidade dos data centers em 13%.
Existem dois tipos de economizadores: aqueles que utilizam apenas ar seco e aqueles que utilizam irrigação adicional quando o ar não está suficientemente frio. Alguns sistemas podem combinar diferentes tipos de economizadores, formando sistemas de resfriamento em múltiplos níveis.
No entanto, os sistemas de resfriamento a ar muitas vezes se mostram ineficazes devido à mistura de fluxos de ar ou à incapacidade de usar o excesso de calor dissipada. Além disso, a instalação desses sistemas geralmente implica custos adicionais com filtros de ar e monitoramento constante.
Muitos especialistas acreditam que o resfriamento líquido faz um trabalho melhor. John Hamill, representante do fornecedor dinamarquês Asetek, especializado na criação de sistemas de resfriamento líquido para servidores, , que o líquido é cerca de 4.000 vezes mais eficiente em termos de armazenamento e transferência de calor do que o ar. E durante um experimento realizado pelo Lawrence Berkeley National Laboratory em colaboração com a American Power Conversion e o Silicon Valley Leadership Group, foi , que graças ao uso de refrigeração líquida e fornecimento de água de torres de resfriamento, em alguns casos a economia de energia elétrica chegava a 50%.
Outras tecnologias
Hoje existem três áreas de desenvolvimento que ajudarão a tornar a operação dos data centers mais eficiente: uso de processadores multicore, sistemas de resfriamento integrados e resfriamento em nível de chip.
Os fabricantes de computadores acreditam que os processadores multicore, ao concluírem mais tarefas em um curto período, reduzirão o consumo de energia dos servidores em 40%. Um exemplo da eficácia de um sistema de resfriamento integrado é a solução CoolFrame da Egenera e Emerson Network Power. Ela remove o ar quente que sai dos servidores, resfria-o e 'libera' no ambiente, reduzindo assim a carga no sistema principal em 23%.
Quanto às de resfriamento de chip, ela permite dissipar calor diretamente das 'pontos quentes' do servidor, como as unidades centrais de processamento, unidades de processamento gráfico e módulos de memória, para o ar ao redor do rack ou para fora da sala de máquinas.
O aumento da eficiência energética se tornou uma verdadeira tendência hoje, o que não é surpreendente, considerando o consumo dos data centers: 25–40% de todas as despesas operacionais vão para pagar contas de eletricidade. Mas o principal problema é que cada quilo-watt-hora consumido pelo equipamento de TI se transforma em calor, que é então removido por equipamentos de resfriamento que consomem muita energia. Portanto, nos próximos anos, a redução do consumo de energia dos data centers continuará sendo relevante – novas formas de melhorar a eficiência energética dos centros de dados estão sempre surgindo.
Outros materiais de nosso blog no Habr:
Fonte: habr.com
