Astăzi, se cheltuiește multă energie electrică pentru a asigura funcționarea eficientă a centrelor de date. În 2013, doar centrele de date din SUA erau aproximativ 91 de miliarde de kilowați-oră de energie, egală cu producția anuală a 34 de centrale electrice mari pe cărbune.
Electricitatea rămâne unul dintre principalele elemente de cheltuieli pentru companiile care dețin centre de date, motiv pentru care încearcă să eficienta infrastructurii de calcul. Pentru aceasta se folosesc diverse soluții tehnice, dintre care unele vom vorbi astăzi.
/ fotografie
Virtualizare
Când vine vorba de îmbunătățirea eficienței energetice, virtualizarea are câteva avantaje convingătoare. În primul rând, consolidarea serviciilor existente pe mai puține servere hardware permite economii la întreținerea hardware, ceea ce înseamnă costuri mai mici de răcire, energie și spațiu. În al doilea rând, virtualizarea vă permite să optimizați utilizarea resurselor hardware și în mod flexibil putere virtuală chiar în procesul de lucru.
NRDC și Anthesis au avut o articulație și a constatat că prin înlocuirea a 3100 de servere cu 150 de gazde virtuale, costurile cu energia ar putea fi reduse cu 2,1 milioane USD pe an. Organizația care a făcut obiectul de interes a economisit la întreținerea și achiziționarea de echipamente, a redus personalul administratorilor de sistem, a primit o garanție de recuperare a datelor în cazul oricăror probleme și a scăpat de necesitatea construirii unui alt centru de date.
Conform rezultatelor Gartner, în 2016, nivelul de virtualizare al multor companii va depăși 75%, iar piața în sine va fi evaluată la 5,6 miliarde de dolari.Există însă anumiți factori care împiedică adoptarea pe scară largă a virtualizării. Unul dintre motivele principale rămâne dificultatea de a „reconstrui” centrele de date la un nou model de operare, deoarece costurile acestuia depășesc adesea beneficiile potențiale.
Sisteme de management al energiei
Astfel de sisteme fac posibilă creșterea eficienței energetice a sistemului de răcire sau reducerea consumului de energie al echipamentelor IT, ceea ce duce în cele din urmă la minimizarea costurilor. În acest caz, un special , care monitorizează activitatea serverului, consumul de energie și costul, redistribuind automat sarcina și chiar oprind echipamentul.
Un tip de software de management al energiei este sistemele de management al infrastructurii centrului de date (DCIM), care sunt utilizate pentru a monitoriza, analiza și prezice eficiența energetică a diferitelor echipamente. Majoritatea instrumentelor DCIM nu sunt folosite pentru a monitoriza direct consumul de energie al IT și al altor echipamente, dar multe sisteme vin cu calculatoare PUE (Power Usage Effectiveness). Potrivit Intel și Dell DCIM, astfel de soluții 53% dintre managerii IT.
Majoritatea hardware-ului de astăzi este deja proiectat pentru a fi eficient din punct de vedere energetic, dar achiziția de hardware pune adesea mai mult accent pe prețul sau performanța inițială, mai degrabă decât pe costul total de proprietate, lăsând hardware-ul eficient din punct de vedere energetic să rămână. . Pe lângă reducerea facturilor la energie, astfel de echipamente de asemenea, cantitatea de emisii de CO2 în atmosferă.
Comprimarea datelor
Există, de asemenea, abordări mai puțin evidente pentru îmbunătățirea eficienței energetice a centrelor de date, de exemplu, reducerea cantității de date stocate. Comprimarea datelor rar utilizate economisiți până la 30% energie, chiar și ținând cont de faptul că resursele sunt consumate și pentru compresie și decompresie. Deduplicarea datelor poate arăta un rezultat și mai atractiv – 40–50%. Este demn de remarcat faptul că utilizarea stocării de putere redusă pentru date „reci” ajută, de asemenea, la reducerea consumului de energie.
Dezactivarea serverelor zombie
Una dintre problemele care conduc la un consum ineficient de energie în centrele de date este echipamentul inactiv. Experți că unele companii nu pot estima în mod realist cantitatea necesară de resurse, în timp ce altele achiziționează capacitatea de server cu privirea către viitor. Drept urmare, aproape 30% dintre servere sunt inactive, consumând 30 de miliarde de dolari în energie pe an.
În același timp, conform studiului, managerii IT identificați de la 15 până la 30% din serverele instalate, dar nu anulați echipamentul, temându-se de posibilele consecințe. Doar 14% dintre respondenți au ținut evidența serverelor neutilizate și știau numărul aproximativ al acestora.
O opțiune pentru a rezolva această problemă este utilizarea cloud-urilor publice cu un model de plată pay-as-you-go, când compania plătește doar pentru capacitatea efectiv utilizată. Multe companii folosesc deja această schemă, iar proprietarul centrului de date Aligned Energy din Plano, Texas, susține că le permite clienților să economisească între 30 și 50% pe an.
Controlul climatizării centrului de date
Eficiența energetică a centrului de date microclimatul camerei în care se află echipamentul. Pentru ca unitățile de răcire să funcționeze eficient, este necesar să se minimizeze pierderile de frig prin izolarea camerei centrului de date de mediul extern și prevenirea transferului de căldură prin pereți, tavan și podea. O modalitate excelentă este bariera de vapori, care reglează și nivelul de umiditate din cameră.
Umiditatea prea mare poate duce la diverse erori în funcționarea echipamentului, uzură crescută și coroziune, în timp ce umiditatea prea scăzută poate duce la descărcări electrostatice. determină nivelul optim de umiditate relativă pentru un centru de date în intervalul de la 40 la 55%.
Distribuția eficientă a fluxului de aer poate economisi 20-25% din consumul de energie. Amplasarea corectă a rafturilor pentru echipamente va ajuta la aceasta: împărțirea sălilor de calculatoare ale centrului de date în coridoare „reci” și „fierbinte”. În acest caz, este necesar să se asigure izolarea coridoarelor: instalați plăci perforate în locurile necesare și utilizați panouri goale între rândurile de servere pentru a preveni amestecarea fluxurilor de aer.
De asemenea, merită să luați în considerare nu numai locația echipamentului, ci și locația sistemului de climatizare. Când se împarte holul în coridoare „rece” și „fierbinte”, aparatele de aer condiționat trebuie instalate perpendicular pe fluxurile de aer cald pentru a preveni pătrunderea acestuia din urmă în coridor cu aer rece.
Un aspect la fel de important al managementului termic eficient într-un centru de date este plasarea firelor, care pot obstrucționa fluxul de aer, reducând presiunea statică și reducând eficiența de răcire a echipamentelor IT. Situația poate fi corectată prin mutarea jgheaburilor de cabluri de sub podeaua înălțată mai aproape de tavan.
Răcire naturală și lichidă
O alternativă excelentă la sistemele dedicate de control al climei este răcirea naturală, care poate fi folosită în sezonul rece. Astăzi, tehnologia face posibilă trecerea la utilizarea unui economizor atunci când vremea o permite. Potrivit unui studiu al laboratoarelor Battelle, răcirea liberă reduce costurile cu energie ale centrelor de date cu 13%.
Exista doua tipuri de economizoare: cele care folosesc doar aer uscat si cele care folosesc irigatii suplimentare atunci cand aerul nu este racit suficient. Unele sisteme pot combina diferite tipuri de economizoare pentru a forma sisteme de răcire pe mai multe niveluri.
Dar sistemele de răcire cu aer sunt adesea ineficiente din cauza amestecării fluxurilor de aer sau a incapacității de a utiliza căldura în exces eliminată. În plus, instalarea unor astfel de sisteme implică adesea costuri suplimentare pentru filtrele de aer și monitorizarea constantă.
Mulți experți cred că răcirea cu lichid își face treaba mai bine. Reprezentant al vânzătorului danez Asetek, specializat în crearea de sisteme de răcire cu lichid pentru servere, John Hamill, acel lichid este de aproximativ 4 mii de ori mai eficient în ceea ce privește stocarea și transferul căldurii decât aerul. Și în timpul unui experiment realizat de Laboratorul Național Lawrence Berkeley în colaborare cu American Power Conversion Corporation și Silicon Valley Leadership Group, , că datorită utilizării răcirii cu lichid și alimentării cu apă din turnul de răcire, în unele cazuri, economiile de energie au ajuns la 50%.
Alte tehnologii
Astăzi, există trei domenii a căror dezvoltare va ajuta la eficientizarea centrelor de date: utilizarea procesoarelor multi-core, sisteme de răcire integrate și răcire la nivel de cip.
Producătorii de computere consideră că procesoarele multi-core, prin realizarea mai multor sarcini într-o perioadă mai scurtă de timp, vor reduce consumul de energie al serverului cu 40%. Un exemplu de eficacitate a unui sistem de răcire integrat este soluția CoolFrame de la Egenera și Emerson Network Power. Preia aerul cald care iese din servere, îl răcește și îl „aruncă” în cameră, reducând astfel sarcina sistemului principal cu 23%.
cu privire la Răcirea cipurilor, permite transferul căldurii direct din punctele fierbinți ale serverului, cum ar fi unitățile centrale de procesare, unitățile de procesare grafică și modulele de memorie, în aerul ambiental al rack-ului sau în afara camerei mașinilor.
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 de exploatare provin din plata facturilor la electricitate. Dar principala problemă este că fiecare kilowatt-oră consumat de echipamentele IT este transformat în căldură, care este apoi îndepărtată de echipamentele de răcire consumatoare de energie. Prin urmare, în următorii ani, reducerea consumului de energie al centrelor de date nu va înceta să fie relevantă - vor apărea tot mai multe modalități noi de creștere a eficienței energetice a centrelor de date.
Alte materiale de pe blogul nostru de pe Habré:
Sursa: www.habr.com