Hoje, muita eletricidade é gasta para garantir a operação eficiente dos data centers. Em 2013, apenas os data centers dos EUA estavam cerca de 91 mil milhões de quilowatts-hora de energia, equivalente à produção anual de 34 grandes centrais eléctricas a carvão.
A electricidade continua a ser um dos principais itens de despesa das empresas que possuem centros de dados, razão pela qual estão a tentar eficiência da infraestrutura computacional. Para isso, são utilizadas diversas soluções técnicas, algumas das quais falaremos hoje.
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virtualização
Quando se trata de melhorar a eficiência energética, a virtualização tem diversas vantagens atraentes. Primeiro, a consolidação dos serviços existentes em menos servidores de hardware permite economia na manutenção de hardware, o que significa menores custos de refrigeração, energia e espaço. Em segundo lugar, a virtualização permite otimizar o uso de recursos de hardware e flexibilizar potência virtual diretamente no processo de trabalho.
NRDC e Anthesis realizaram uma reunião conjunta e descobriu que, ao substituir 3100 servidores por 150 hosts virtuais, os custos de energia poderiam ser reduzidos em US$ 2,1 milhões por ano. A organização objeto de interesse economizou em manutenção e compra de equipamentos, reduziu o quadro de administradores de sistemas, recebeu garantia de recuperação de dados em caso de problemas e dispensou a necessidade de construção de outro data center.
De acordo com os resultados Gartner, em 2016, o nível de virtualização de muitas empresas ultrapassará os 75% e o próprio mercado será avaliado em 5,6 mil milhões de dólares.No entanto, existem certos factores que estão a atrasar a adopção generalizada da virtualização. Uma das principais razões continua a ser a dificuldade de “reconstruir” data centers para um novo modelo operacional, uma vez que os custos disto muitas vezes excedem os benefícios potenciais.
Sistemas de gestão de energia
Tais sistemas permitem aumentar a eficiência energética do sistema de refrigeração ou reduzir o consumo de energia dos equipamentos de TI, o que acaba por levar à minimização de custos. Neste caso, um especial , que monitora a atividade do servidor, o consumo e o custo de energia, redistribuindo automaticamente a carga e até desligando os equipamentos.
Um tipo de software de gerenciamento de energia são os sistemas de gerenciamento de infraestrutura de data center (DCIM), que são usados para monitorar, analisar e prever a eficiência energética de vários equipamentos. A maioria das ferramentas DCIM não é usada para monitorar diretamente o consumo de energia de TI e outros equipamentos, mas muitos sistemas vêm com calculadoras PUE (Power Usage Effectiveness). De acordo com a Intel e a Dell DCIM, tais soluções 53% dos gerentes de TI.
A maior parte do hardware hoje já foi projetado para ser energeticamente eficiente, mas a compra de hardware muitas vezes dá mais ênfase ao preço inicial ou ao desempenho do que ao custo total de propriedade, deixando o hardware energeticamente eficiente permanecer . Além de reduzirem a conta de energia, esses equipamentos também a quantidade de emissões de CO2 na atmosfera.
Compressão de dados
Existem também abordagens menos óbvias para melhorar a eficiência energética dos centros de dados, por exemplo, reduzindo a quantidade de dados armazenados. Compactando dados raramente usados economize até 30% de energia, mesmo levando em consideração que também são consumidos recursos para compressão e descompressão. A desduplicação de dados pode mostrar um resultado ainda mais atraente – 40–50%. Vale ressaltar que o uso de armazenamento de baixo consumo de energia para dados “frios” também ajuda a reduzir o consumo de energia.
Desativando servidores zumbis
Um dos problemas que levam ao consumo ineficiente de energia em data centers são os equipamentos ociosos. Especialistas que algumas empresas não conseguem estimar de forma realista a quantidade necessária de recursos, enquanto outras adquirem capacidade de servidor pensando no futuro. Como resultado, quase 30% dos servidores estão ociosos, consumindo US$ 30 bilhões em energia por ano.
Ao mesmo tempo, de acordo com o estudo, os gestores de TI identifique de 15 a 30% dos servidores instalados, mas não dê baixa nos equipamentos, temendo as possíveis consequências. Apenas 14% dos entrevistados mantinham registros de servidores não utilizados e sabiam seu número aproximado.
Uma opção para solucionar esse problema é utilizar nuvens públicas com modelo de pagamento pré-pago, quando a empresa paga apenas pela capacidade efetivamente utilizada. Muitas empresas já utilizam este esquema, e o proprietário do data center Aligned Energy em Plano, Texas, afirma que ele permite aos clientes economizar de 30 a 50% ao ano.
Controle climático do data center
Sobre eficiência energética de data centers microclima da sala onde o equipamento está localizado. Para que as unidades de refrigeração funcionem de forma eficiente, é necessário minimizar as perdas de frio, isolando a sala do data center do ambiente externo e evitando a transferência de calor através das paredes, teto e piso. Uma excelente forma é a barreira de vapor, que também regula o nível de umidade do ambiente.
A umidade muito alta pode levar a vários erros na operação do equipamento, aumento do desgaste e corrosão, enquanto a umidade muito baixa pode levar a descargas eletrostáticas. determina o nível ideal de umidade relativa para um data center na faixa de 40 a 55%.
A distribuição eficiente do fluxo de ar também pode economizar 20-25% do consumo de energia. O posicionamento correto dos racks de equipamentos ajudará nisso: dividir as salas de computadores do data center em corredores “frios” e “quentes”. Neste caso, é necessário garantir o isolamento dos corredores: instalar placas perfuradas nos locais necessários e utilizar painéis cegos entre filas de servidores para evitar a mistura dos fluxos de ar.
Também vale a pena considerar não só a localização do equipamento, mas também a localização do sistema climático. Ao dividir o hall em corredores “frios” e “quentes”, os condicionadores de ar devem ser instalados perpendicularmente aos fluxos de ar quente para evitar que estes penetrem no corredor com ar frio.
Um aspecto igualmente importante do gerenciamento térmico eficaz em um data center é a colocação de fios, que podem obstruir o fluxo de ar, reduzindo a pressão estática e reduzindo a eficiência de resfriamento dos equipamentos de TI. A situação pode ser corrigida movendo as eletrocalhas sob o piso elevado para mais perto do teto.
Resfriamento natural e líquido
Uma excelente alternativa aos sistemas de climatização dedicados é o arrefecimento natural, que pode ser utilizado durante as estações frias. Hoje, a tecnologia permite passar a usar um economizador quando o tempo permite. De acordo com um estudo da Battelle Laboratories, o resfriamento gratuito reduz os custos de energia do data center em 13%.
Existem dois tipos de economizadores: aqueles que utilizam apenas ar seco e aqueles que utilizam irrigação adicional quando o ar não é suficientemente resfriado. Alguns sistemas podem combinar diferentes tipos de economizadores para formar sistemas de refrigeração multinível.
Mas os sistemas de refrigeração a ar são muitas vezes ineficazes devido à mistura dos fluxos de ar ou à incapacidade de utilizar o excesso de calor removido. Além disso, a instalação de tais sistemas muitas vezes acarreta custos adicionais para filtros de ar e monitoramento constante.
Muitos especialistas acreditam que o resfriamento líquido faz melhor o seu trabalho. Representante do fornecedor dinamarquês Asetek especializado na criação de sistemas de refrigeração líquida para servidores John Hamill esse líquido é aproximadamente 4 mil vezes mais eficiente em termos de armazenamento e transferência de calor do que o ar. E durante um experimento conduzido pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley em colaboração com a American Power Conversion Corporation e o Silicon Valley Leadership Group, , que graças ao uso de refrigeração líquida e abastecimento de água da torre de resfriamento, em alguns casos, a economia de energia chegou a 50%.
Outras tecnologias
Hoje, existem três áreas cujo desenvolvimento ajudará a tornar os data centers mais eficientes: o uso de processadores multi-core, sistemas de refrigeração integrados e refrigeração no nível do chip.
Os fabricantes de computadores acreditam que os processadores multi-core, ao completarem mais tarefas em menos tempo, reduzirão o consumo de energia do servidor em 40%. Um exemplo da eficácia de um sistema de refrigeração integrado é a solução CoolFrame da Egenera e da Emerson Network Power. Ele pega o ar quente que sai dos servidores, resfria-o e “joga-o” na sala, reduzindo assim a carga do sistema principal em 23%.
Quanto a resfriamento de chip, permite que o calor seja transferido diretamente dos pontos quentes do servidor, como unidades centrais de processamento, unidades de processamento gráfico e módulos de memória, para o ar ambiente do rack ou fora da sala de computadores.
O aumento da eficiência energética tornou-se uma tendência real hoje, o que não é surpreendente, dado o volume de consumo dos data centers: 25–40% de todas as despesas operacionais provêm do pagamento de contas de eletricidade. Mas o principal problema é que cada quilowatt-hora consumido pelos equipamentos de TI é convertido em calor, que é então removido por equipamentos de refrigeração com uso intensivo de energia. Portanto, nos próximos anos, a redução do consumo de energia dos data centers não deixará de ser relevante - surgirão cada vez mais novas formas de aumentar a eficiência energética dos data centers.
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Fonte: habr.com