Na zabezpečenie efektívnej prevádzky dátových centier sa dnes minie veľa elektriny. V roku 2013 to boli iba dátové centrá v USA približne 91 miliárd kilowatthodín energie, čo sa rovná ročnému výkonu 34 veľkých uhoľných elektrární.
Elektrina zostáva jednou z hlavných nákladových položiek spoločností, ktoré vlastnia dátové centrá, a preto sa o to pokúšajú efektívnosť výpočtovej infraštruktúry. Na to sa používajú rôzne technické riešenia, z ktorých niektoré si dnes povieme.
/ foto
Virtualizácia
Pokiaľ ide o zlepšenie energetickej účinnosti, virtualizácia má niekoľko presvedčivých výhod. Po prvé, konsolidácia existujúcich služieb na menší počet hardvérových serverov umožňuje úspory na údržbe hardvéru, čo znamená nižšie náklady na chladenie, napájanie a priestor. Po druhé, virtualizácia vám umožňuje flexibilne optimalizovať využitie hardvérových prostriedkov virtuálnu moc priamo v procese práce.
NRDC a Anthesis usporiadali joint a zistili, že nahradením 3100 150 serverov 2,1 virtuálnymi hostiteľmi by sa náklady na energiu mohli znížiť o XNUMX milióna dolárov ročne. Organizácia, ktorá bola predmetom záujmu, ušetrila na údržbe a nákupe zariadení, znížila stav systémových administrátorov, získala garanciu obnovy dát v prípade akýchkoľvek problémov a zbavila sa potreby budovania ďalšieho dátového centra.
Podľa výsledkov Gartner, v roku 2016 úroveň virtualizácie mnohých spoločností prekročí 75% a samotný trh bude ocenený na 5,6 miliardy dolárov. Existujú však určité faktory, ktoré brzdia rozšírené prijatie virtualizácie. Jedným z hlavných dôvodov zostáva náročnosť „prestavby“ dátových centier na nový prevádzkový model, keďže náklady na to často prevyšujú potenciálne prínosy.
Systémy energetického manažmentu
Takéto systémy umožňujú zvýšiť energetickú účinnosť chladiaceho systému alebo znížiť spotrebu energie IT zariadení, čo v konečnom dôsledku vedie k minimalizácii nákladov. V tomto prípade špeciál , ktorý monitoruje aktivitu servera, spotrebu energie a náklady, automaticky prerozdeľuje záťaž a dokonca vypína zariadenie.
Jedným typom softvéru na správu energie sú systémy správy infraštruktúry dátových centier (DCIM), ktoré sa používajú na monitorovanie, analýzu a predpovedanie energetickej účinnosti rôznych zariadení. Väčšina nástrojov DCIM sa nepoužíva na priame monitorovanie spotreby energie IT a iných zariadení, ale mnohé systémy sa dodávajú s kalkulačkami PUE (Power Usage Effectiveness). Podľa Intel a Dell DCIM takéto riešenia 53 % IT manažérov.
Väčšina hardvéru je dnes už navrhnutá tak, aby bola energeticky efektívna, ale nákup hardvéru často kladie väčší dôraz na počiatočnú cenu alebo výkon ako na celkové náklady na vlastníctvo, takže energeticky efektívny hardvér zostáva zachovaný. . Okrem zníženia účtov za energiu takéto zariadenia aj množstvo emisií CO2 do atmosféry.
Kompresia údajov
Existujú aj menej zrejmé prístupy na zlepšenie energetickej účinnosti dátových centier, napríklad zníženie množstva uložených dát. Kompresia zriedka používaných údajov ušetrí až 30 % energie, a to aj s prihliadnutím na skutočnosť, že zdroje sa spotrebúvajú aj na kompresiu a dekompresiu. Deduplikácia údajov môže ukázať ešte atraktívnejší výsledok – 40–50 %. Stojí za zmienku, že používanie nízkoenergetického úložiska pre „studené“ dáta tiež pomáha znižovať spotrebu energie.
Zakázanie serverov zombie
Jedným z problémov vedúcich k neefektívnej spotrebe energie v dátových centrách sú nečinné zariadenia. Odborníci že niektoré spoločnosti nedokážu reálne odhadnúť požadované množstvo zdrojov, zatiaľ čo iné nakupujú kapacitu serverov s výhľadom do budúcnosti. Výsledkom je, že takmer 30 % serverov je nečinných a spotrebujú 30 miliárd dolárov energie ročne.
Zároveň podľa štúdie IT manažéri identifikovať 15 až 30 % nainštalovaných serverov, ale neodpisovať zariadenia v obave z možných následkov. Len 14 % respondentov si viedlo evidenciu nepoužívaných serverov a poznalo ich približný počet.
Jednou z možností, ako tento problém vyriešiť, je využitie verejných cloudov s modelom platieb priebežne, kedy firma platí len za skutočne využitú kapacitu. Mnoho spoločností už túto schému využíva a majiteľ dátového centra Aligned Energy v Plano v Texase tvrdí, že zákazníkom umožňuje ušetriť 30 až 50 % ročne.
Klimatizácia dátového centra
O energetickej efektívnosti dátových centier mikroklíma miestnosti, v ktorej sa zariadenie nachádza. Aby chladiace jednotky fungovali efektívne, je potrebné minimalizovať straty chladom izoláciou miestnosti dátového centra od vonkajšieho prostredia a zabránením prenosu tepla cez steny, strop a podlahu. Výborným spôsobom je parozábrana, ktorá zároveň reguluje úroveň vlhkosti v miestnosti.
Príliš vysoká vlhkosť môže viesť k rôznym chybám v prevádzke zariadenia, zvýšenému opotrebovaniu a korózii, zatiaľ čo príliš nízka vlhkosť môže viesť k elektrostatickým výbojom. určuje optimálnu úroveň relatívnej vlhkosti pre dátové centrum v rozsahu od 40 do 55 %.
Efektívna distribúcia prúdenia vzduchu môže tiež ušetriť 20-25% spotreby energie. Pomôže k tomu správne umiestnenie stojanov na vybavenie: rozdelenie počítačových miestností dátových centier na „studené“ a „horúce“ chodby. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť izoláciu chodieb: na potrebné miesta namontovať dierované plechy a medzi radmi serverov použiť záslepky, aby sa zabránilo miešaniu prúdov vzduchu.
Tiež stojí za zváženie nielen umiestnenie zariadenia, ale aj umiestnenie klimatického systému. Pri rozdeľovaní haly na „studenú“ a „teplú“ chodbu by mali byť klimatizácie inštalované kolmo na prúdy horúceho vzduchu, aby sa zabránilo prenikaniu studeného vzduchu do chodby.
Nemenej dôležitým aspektom efektívneho tepelného manažmentu v dátovom centre je umiestnenie vodičov, ktoré môžu brániť prúdeniu vzduchu, znižovať statický tlak a znižovať účinnosť chladenia IT zariadení. Situáciu je možné napraviť posunutím káblových žľabov spod zvýšenej podlahy bližšie k stropu.
Prirodzené a kvapalinové chladenie
Vynikajúcou alternatívou k vyhradeným systémom klimatizácie je prirodzené chladenie, ktoré možno využiť počas chladných ročných období. Dnes technológia umožňuje prejsť na používanie ekonomizéra, keď to počasie dovolí. Podľa štúdie Battelle Laboratories bezplatné chladenie znižuje náklady na energiu dátového centra o 13 %.
Existujú dva typy ekonomizérov: tie, ktoré využívajú iba suchý vzduch, a tie, ktoré využívajú dodatočné zavlažovanie, keď vzduch nie je dostatočne ochladený. Niektoré systémy môžu kombinovať rôzne typy ekonomizérov a vytvárať tak viacúrovňové chladiace systémy.
Systémy chladenia vzduchom sú však často neúčinné kvôli miešaniu prúdov vzduchu alebo neschopnosti využiť odvádzané prebytočné teplo. Okrem toho inštalácia takýchto systémov často znamená dodatočné náklady na vzduchové filtre a neustále monitorovanie.
Mnohí odborníci sa domnievajú, že kvapalinové chladenie robí svoju prácu lepšie. Zástupca dánskeho predajcu Asetek, ktorý sa špecializuje na tvorbu systémov chladenia kvapalinou pre servery, John Hamill, táto kvapalina je približne 4 XNUMX krát účinnejšia z hľadiska ukladania a prenosu tepla ako vzduch. A počas experimentu, ktorý uskutočnilo Národné laboratórium Lawrence Berkeley v spolupráci s American Power Conversion Corporation a Silicon Valley Leadership Group, , že vďaka použitiu kvapalinového chladenia a prívodu vody z chladiacej veže v niektorých prípadoch dosiahla úspora energie 50 %.
Iné technológie
Dnes existujú tri oblasti, ktorých rozvoj pomôže zefektívniť dátové centrá: používanie viacjadrových procesorov, integrované chladiace systémy a chladenie na úrovni čipov.
Výrobcovia počítačov veria, že viacjadrové procesory tým, že dokončia viac úloh za kratší čas, znížia spotrebu energie servera o 40 %. Príkladom efektívnosti integrovaného chladiaceho systému je riešenie CoolFrame od Egenera a Emerson Network Power. Odoberá horúci vzduch vychádzajúci zo serverov, ochladzuje ho a „vrhá“ do miestnosti, čím znižuje zaťaženie hlavného systému o 23 %.
Pokiaľ ide o chladenie čipu umožňuje prenos tepla priamo z horúcich miest servera, ako sú centrálne procesorové jednotky, grafické procesorové jednotky a pamäťové moduly, do okolitého vzduchu stojana alebo mimo počítačovej miestnosti.
Zvyšovanie energetickej účinnosti sa dnes stalo skutočným trendom, čo vzhľadom na objem spotreby dátových centier nie je prekvapujúce: 25–40 % všetkých prevádzkových nákladov pochádza z platenia účtov za elektrinu. Hlavným problémom však je, že každá kilowatthodina spotrebovaná IT zariadeniami sa premení na teplo, ktoré sa následne odvádza pomocou energeticky náročných chladiacich zariadení. Znižovanie energetickej náročnosti dátových centier preto v najbližších rokoch neprestane byť aktuálne – bude sa objavovať stále viac nových spôsobov, ako zvýšiť energetickú efektívnosť dátových centier.
Ďalšie materiály z nášho blogu na Habré:
Zdroj: hab.com