Pentru a asigura funcționarea eficientă a centrelor de date, se consumă astăzi foarte multă energie electrică. În 2013, doar centrele de date din SUA au aproximativ 91 de miliarde de kilowatt-ore, echivalentul producției anuale a 34 de mari centrale electrice pe cărbune.
Energia electrică rămâne una dintre principalele cheltuieli ale companiilor proprietare de centre de date, motiv pentru care acestea fac eforturi pentru eficiența funcționării infrastructurii IT. Pentru aceasta, se aplică diverse soluții tehnice, despre unele dintre acestea vom discuta astăzi.
/ фото
Virtualizare
Când vine vorba de creșterea eficienței energetice, virtualizarea are câteva avantaje incontestabile. În primul rând, consolidarea serviciilor existente pe un număr mai mic de servere hardware permite economii la întreținerea echipamentului, ceea ce înseamnă o reducere a costurilor pentru răcire, energie electrică și spațiu ocupat. În al doilea rând, virtualizarea permite optimizarea utilizării resurselor hardware și redistribuirea flexibilă a Companiile NRDC și Anthesis au realizat un studiu comun
și au constatat că, prin înlocuirea a 3100 de servere cu 150 de gazde virtuale, se pot obține economii de energie de 2,1 milioane de dolari pe an. Organizația în cauză a economisit la întreținerea și achiziția de echipamente, a redus personalul de administratori de sistem, a obținut garanția recuperării datelor în cazul unor probleme și a scăpat de necesitatea construire unui alt centru de date. Gartner estimează că, în 2016, nivelul de virtualizare a multor companii va depăși 75%, iar piața va fi evaluată la 5,6 miliarde de dolari. Cu toate acestea, există anumiți factori care împiedică răspândirea pe scară largă a virtualizării. Una dintre principalele cauze rămâne complexitatea "reconfigurării" centrelor de date pentru un nou model de lucru, deoarece costurile asociate depășesc adesea beneficiile potențiale.
Rezultatele Sistemele de gestionare a consumului de energie
Aceste sisteme permit creșterea eficienței energetice a sistemului de răcire sau reducerea consumului de energie al echipamentului IT, ceea ce, în cele din urmă, duce la minimizarea costurilor. În acest caz, se aplică o soluție specială
Такие системы позволяют, повысить энергоэффективность охлаждающей системы или сократить энергопотребление ИТ-оборудования, что в конечном счете приводит к минимизации затрат. В этом случае применяется специальное , carează activitatea serverelor, consumul și costurile energiei electrice, redistribuind automat sarcina și chiar oprind echipamentele.
Un tip de software pentru gestionarea consumului de energie sunt sistemele de gestionare a infrastructurii centrului de date (DCIM), folosite pentru a controla, analiza și prognoza indicatorii de eficiență energetică a diferitelor echipamente. Majoritatea instrumentelor DCIM nu sunt utilizate pentru controlul direct al consumului de energie al echipamentelor IT și altor echipamente, dar multe sisteme sunt dotate cu calculatoare PUE (Power Usage Effectiveness). Conform datelor Intel și Dell DCIM, aceste soluții 53% dintre managerii IT.
Astăzi, majoritatea echipamentului hardware este deja orientat către un consum redus de energie, dar în timpul achiziției „hardware-ului”, de obicei se acordă mai multă atenție prețului inițial sau performanței, și nu costului total de proprietate, motiv pentru care echipamentele eficiente din punct de vedere energetic rămân Pe lângă reducerea facturilor de energie electrică, aceste echipamente de asemenea, cantitatea de emisii de CO2 în atmosferă.
Compresia datelor
Există și abordări mai puțin evidente pentru creșterea eficienței energetice a centrelor de date, cum ar fi reducerea volumului de date stocate. Compresia datelor rar utilizate poate economisi până la 30% din energie, chiar și luând în considerare faptul că resursele sunt consumate și pentru comprimare și decomprimare. Deduplificarea datelor poate aduce rezultate și mai atrăgătoare – 40-50%. De asemenea, merită menționat că utilizarea stocărilor cu consum redus de energie pentru „datele reci” ajută la reducerea consumului de electricitate.
Oprirea „serverelor-zombie”.
Una dintre problemele care conduc la consumul ineficient de energie în centrele de date este echipamentul lăsat în așteptare. Experții , spun că unele companii nu pot evalua cu adevărat cantitatea necesară de resurse, în timp ce altele achiziționează putere de server cu gândul la viitor. În consecință, aproape 30% dintre servere stau neutilizate, consumând energie de 30 de miliarde de dolari pe an.
De asemenea, conform unei cercetări, managerii IT identificarea a între 15 și 30% dintre serverele instalate, dar nu se decontează echipamentul, temându-se de consecințele posibile. Doar 14% dintre respondenți au ținut evidența serverelor neutilizate și cunosc numărul lor aproximativ.
Una dintre soluțiile pentru această problemă este utilizarea cloud-urilor publice cu un model de plată pay-as-you-go, când compania plătește numai pentru capacitățile realmente utilizate. Multe companii funcționează deja după acest sistem, iar proprietarul centrului de date Aligned Energy din Plano, Texas, susține că acest lucru le permite clienților să economisească între 30% și 50% pe an.
Gestionarea microclimatului centrului de date
A este influențată de microclimatul încăperii în care se află echipamentul. Pentru o funcționare eficientă a sistemelor de răcire, este necesară minimizarea pierderilor de căldură, izolând încăperea centrului de date de influențele externe și prevenind transferul de căldură prin pereți, tavan și podea. O metodă excelentă este folia de vapori, care reglează și nivelul umidității din încăpere.
Umiditatea prea mare poate duce la diverse erori în funcționarea echipamentului, uzură crescută și coroziune, iar umiditatea prea scăzută poate cauza descărcări electrostatice. definește nivelul optim de umiditate relativă pentru centrele de date între 40% și 55%.
O distribuție eficientă a fluxurilor de aer poate economisi, de asemenea, între 20–25% din energia electrică consumată. Acest lucru poate fi realizat printr-o așezare corectă a rafturilor de echipament: separarea sălilor de servere în coridoare „reci” și „calde”. Este necesară izolarea coridoarelor: instalarea plăcilor perforate în locurile necesare și utilizarea panourilor de blocare între rândurile de servere pentru a preveni amestecul fluxurilor de aer.
De asemenea, trebuie să se gândească nu doar la amplasarea echipamentului, ci și la amplasarea sistemului de climatizare. Atunci când se separă sala în coridoare „reci” și „calde”, aparatele de aer condiționat trebuie instalate perpendicular pe fluxurile de aer calde, pentru a preveni pătrunderea acestora în coridorul cu aer rece.
Un aspect la fel de important al gestionării eficiente a temperaturii în centrele de date este amplasarea cablurilor, care pot împiedica circulația fluxurilor de aer, reducând presiunea statică și scăzând eficiența răcirii echipamentului IT. Mutarea canalelor de cabluri din subsol mai aproape de tavan poate remedia această situație.
Răcire naturală și prin lichid
O alternativă excelentă la sistemele speciale de control al climei este răcirea naturală, care poate fi utilizată în sezonul rece. Astăzi, tehnologiile permit trecerea la utilizarea economizorului atunci când vremea este favorabilă. Conform unui studiu realizat de Battelle Laboratories, răcirea naturală reduce cheltuielile cu energia electrică ale centrelor de date cu 13%.
Există două tipuri de economizori: cei care folosesc doar aer uscat și cei care folosesc irigarea suplimentară atunci când răcirea aerului este insuficientă. Unele sisteme pot combina diferite tipuri de economizori, formând sisteme de răcire multilaterale.
Însă sistemele de răcire prin aer se dovedesc adesea ineficiente din cauza amestecului fluxurilor de aer sau incapacității de a utiliza căldura excesivă evacuată. În plus, instalarea acestor sisteme implică adesea costuri suplimentare pentru filtrele de aer și monitorizarea constantă.
Mulți experți consideră că răcirea prin lichid își îndeplinește mai bine sarcina. Reprezentantul furnizorului danez Asetek, specializat în crearea sistemelor de răcire prin lichid pentru servere, John Hamill, , susține că lichidul este de aproximativ 4.000 de ori mai eficient în ceea ce privește stocarea și transferul de căldură decât aerul. Iar în cadrul unui experiment realizat de Lawrence Berkeley National Laboratory în colaborare cu American Power Conversion și Silicon Valley Leadership Group a fost , că, datorită utilizării răcirii prin lichid și alimentării cu apă din turnurile de răcire, în unele cazuri economiile de energie electrică au atins 50%.
Alte tehnologii
În prezent, există trei direcții de dezvoltare care vor ajuta la eficientizarea activității centrelor de date: utilizarea procesorilor multicore, sistemelor de răcire integrate și răcirii la nivelul circuitelor integrate.
Producătorii de computere sunt convinși că procesoarele multicore, finalizând un număr mai mare de sarcini într-un interval scurt, vor reduce consumul de energie al serverelor cu 40%. Un exemplu de eficiență al sistemului de răcire integrat este soluția CoolFrame de la Egenera și Emerson Network Power. Aceasta absoarbe aerul cald care iese din servere, îl răcește și îl 'întoarce' în încăpere, reducând astfel sarcina pe sistemul principal cu 23%.
În ceea ce privește răcirii circuitelor, deoarece permite disiparea căldurii direct de la 'punctele fierbinți' ale serverului, cum ar fi unitățile de procesor central, unitățile de procesare grafică și modulele de memorie, în aerul din jurul rack-ului sau în afara sălii de mașini.
Creșterea eficienței energetice a devenit astăzi o adevărată tendință, ceea ce nu este surprinzător având în vedere volumul de consum al centrelor de date: 25–40% din toate cheltuielile operaționale sunt destinate plății facturilor pentru electricitate. Dar problema principală constă în faptul că fiecare kilowatt-oră consumat de echipamentele IT se transformă în căldură, care apoi trebuie eliminată cu ajutorul echipamentului de răcire, care consumă multă energie. Prin urmare, în următorii ani, reducerea consumului de energie al centrelor de date nu va înceta să fie relevantă – vor apărea permanent noi modalități de îmbunătățire a eficienței energetice a DC-urilor.
Alte materiale din blogul nostru de pe Habr:
Sursa: habr.com
