ปัจจุบันมีการใช้ไฟฟ้าจำนวนมากเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของศูนย์ข้อมูลมีประสิทธิภาพ ในปี 2013 มีเพียงศูนย์ข้อมูลของสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่เป็นเช่นนั้น พลังงานประมาณ 91 พันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง เท่ากับผลผลิตต่อปีของโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาดใหญ่ 34 แห่ง
ค่าไฟฟ้ายังคงเป็นหนึ่งในค่าใช้จ่ายหลักสำหรับบริษัทที่เป็นเจ้าของศูนย์ข้อมูล ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงพยายามดำเนินการ ประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานด้านคอมพิวเตอร์ สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคต่างๆ ซึ่งบางส่วนเราจะพูดถึงในวันนี้
/ รูปถ่าย
Virtualization
เมื่อพูดถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ระบบเสมือนจริงมีข้อดีหลายประการที่น่าสนใจ ประการแรก การรวมบริการที่มีอยู่เข้ากับเซิร์ฟเวอร์ฮาร์ดแวร์จำนวนน้อยลง ช่วยให้ประหยัดค่าบำรุงรักษาฮาร์ดแวร์ ซึ่งหมายถึงต้นทุนการระบายความร้อน พลังงาน และพื้นที่ที่ลดลง ประการที่สอง การจำลองเสมือนช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์และมีความยืดหยุ่น พลังเสมือนจริงในกระบวนการทำงาน
NRDC และ Anthesis จัดงานร่วมกัน และพบว่าการเปลี่ยนเซิร์ฟเวอร์ 3100 เครื่องเป็นโฮสต์เสมือน 150 เครื่อง จะช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานได้ 2,1 ล้านเหรียญสหรัฐต่อปี องค์กรที่เป็นเป้าหมายของการประหยัดในการบำรุงรักษาและการซื้ออุปกรณ์ ลดพนักงานผู้ดูแลระบบ ได้รับการรับประกันการกู้คืนข้อมูลในกรณีที่เกิดปัญหา และไม่จำเป็นต้องสร้างศูนย์ข้อมูลอื่น
ตามผลลัพธ์ Gartner ในปี 2016 ระดับของการจำลองเสมือนของบริษัทหลายแห่งจะเกิน 75% และตลาดจะมีมูลค่า 5,6 พันล้านดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม มีปัจจัยบางประการที่ขัดขวางการนำระบบเสมือนจริงมาใช้ในวงกว้าง สาเหตุหลักประการหนึ่งยังคงเป็นปัญหาในการ "สร้าง" ศูนย์ข้อมูลใหม่ให้มีรูปแบบการดำเนินงานใหม่ เนื่องจากต้นทุนของการดำเนินการนี้มักจะเกินกว่าผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น
ระบบการจัดการพลังงาน
ระบบดังกล่าวทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบทำความเย็นหรือลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ไอทีได้ ซึ่งนำไปสู่การลดต้นทุนในที่สุด ในกรณีนี้เป็นพิเศษ ซึ่งจะตรวจสอบกิจกรรมของเซิร์ฟเวอร์ การใช้พลังงาน และต้นทุน กระจายโหลดโดยอัตโนมัติ และแม้กระทั่งปิดอุปกรณ์
ซอฟต์แวร์การจัดการพลังงานประเภทหนึ่งคือระบบการจัดการโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูล (DCIM) ซึ่งใช้ในการตรวจสอบ วิเคราะห์ และคาดการณ์ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์ต่างๆ เครื่องมือ DCIM ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ในการตรวจสอบการใช้พลังงานของไอทีและอุปกรณ์อื่นๆ โดยตรง แต่หลายระบบมาพร้อมกับเครื่องคำนวณ PUE (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน) ตามข้อมูลของ Intel และ Dell DCIM โซลูชันดังกล่าว 53% ของผู้จัดการฝ่ายไอที
ฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้รับการออกแบบให้ประหยัดพลังงานอยู่แล้ว แต่การซื้อฮาร์ดแวร์มักจะให้ความสำคัญกับราคาเริ่มต้นหรือประสิทธิภาพมากกว่าต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ทำให้ฮาร์ดแวร์ที่ประหยัดพลังงานยังคงอยู่ . นอกจากจะช่วยลดค่าไฟแล้วอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว รวมถึงปริมาณการปล่อย CO2 สู่ชั้นบรรยากาศด้วย
การบีบอัดข้อมูล
ยังมีแนวทางที่ชัดเจนน้อยกว่าในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล เช่น การลดปริมาณข้อมูลที่จัดเก็บ การบีบอัดข้อมูลที่ไม่ค่อยได้ใช้ ประหยัดพลังงานได้มากถึง 30% แม้จะคำนึงถึงความจริงที่ว่าทรัพยากรนั้นถูกใช้เพื่อการบีบอัดและคลายการบีบอัดด้วย การขจัดข้อมูลซ้ำซ้อนสามารถแสดงผลลัพธ์ที่น่าสนใจยิ่งขึ้น – 40–50% เป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้ที่จัดเก็บข้อมูลพลังงานต่ำสำหรับข้อมูล "เย็น" ยังช่วยลดการใช้พลังงานอีกด้วย
ปิดการใช้งานเซิร์ฟเวอร์ซอมบี้
ปัญหาประการหนึ่งที่นำไปสู่การใช้พลังงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพในศูนย์ข้อมูลคืออุปกรณ์ที่ไม่ได้ใช้งาน ผู้เชี่ยวชาญ บางบริษัทไม่สามารถประมาณปริมาณทรัพยากรที่ต้องการได้ตามความเป็นจริง ในขณะที่บริษัทอื่นๆ ซื้อความจุของเซิร์ฟเวอร์โดยคำนึงถึงอนาคต เป็นผลให้เซิร์ฟเวอร์เกือบ 30% ไม่ได้ใช้งาน และใช้พลังงานถึง 30 หมื่นล้านดอลลาร์ต่อปี
ขณะเดียวกันจากการศึกษาวิจัยของผู้จัดการฝ่ายไอที ระบุเซิร์ฟเวอร์ที่ติดตั้งได้ตั้งแต่ 15 ถึง 30% แต่อย่าตัดอุปกรณ์ออกเพราะกลัวผลที่ตามมาที่อาจเกิดขึ้น มีผู้ตอบแบบสอบถามเพียง 14% เท่านั้นที่เก็บบันทึกเซิร์ฟเวอร์ที่ไม่ได้ใช้และรู้จำนวนโดยประมาณ
ทางเลือกหนึ่งในการแก้ปัญหานี้คือการใช้คลาวด์สาธารณะที่มีรูปแบบการชำระเงินแบบจ่ายตามการใช้งาน เมื่อบริษัทจ่ายเฉพาะตามความจุที่ใช้จริงเท่านั้น บริษัทหลายแห่งใช้แผนนี้อยู่แล้ว และเจ้าของศูนย์ข้อมูล Aligned Energy ในเมืองพลาโน รัฐเท็กซัส อ้างว่าโครงการนี้ช่วยให้ลูกค้าประหยัดได้ 30 ถึง 50% ต่อปี
การควบคุมสภาพอากาศของศูนย์ข้อมูล
เรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล ปากน้ำของห้องซึ่งอุปกรณ์ตั้งอยู่ เพื่อให้หน่วยทำความเย็นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องลดการสูญเสียความเย็นให้เหลือน้อยที่สุดโดยการแยกห้องศูนย์ข้อมูลออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก และป้องกันการถ่ายเทความร้อนผ่านผนัง เพดาน และพื้น วิธีที่ดีเยี่ยมคือสิ่งกีดขวางทางไอซึ่งควบคุมระดับความชื้นในห้องด้วย
ความชื้นที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดต่างๆ ในการใช้งานอุปกรณ์ การสึกหรอและการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ความชื้นที่ต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตได้ กำหนดระดับความชื้นสัมพัทธ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับศูนย์ข้อมูลในช่วงตั้งแต่ 40 ถึง 55%
การกระจายลมอย่างมีประสิทธิภาพสามารถประหยัดพลังงานได้ 20-25% การจัดวางชั้นวางอุปกรณ์อย่างถูกต้องจะช่วยในเรื่องนี้: การแบ่งห้องคอมพิวเตอร์ของศูนย์ข้อมูลออกเป็นทางเดิน "เย็น" และ "ร้อน" ในกรณีนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีฉนวนทางเดิน: ติดตั้งแผ่นเจาะรูในสถานที่ที่จำเป็น และใช้แผงเปล่าระหว่างแถวของเซิร์ฟเวอร์เพื่อป้องกันการไหลของอากาศปนกัน
นอกจากนี้ยังควรพิจารณาไม่เพียงแต่ตำแหน่งของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงตำแหน่งของระบบภูมิอากาศด้วย เมื่อแบ่งห้องโถงออกเป็นทางเดิน “เย็น” และ “ร้อน” ควรติดตั้งเครื่องปรับอากาศในแนวตั้งฉากกับกระแสลมร้อน เพื่อป้องกันไม่ให้ลมเย็นเจาะเข้าไปในทางเดิน
สิ่งสำคัญไม่แพ้กันของการจัดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพในศูนย์ข้อมูลก็คือการวางสายไฟ ซึ่งสามารถขัดขวางการไหลของอากาศ ลดแรงดันคงที่ และลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอุปกรณ์ไอที สถานการณ์สามารถแก้ไขได้โดยการย้ายถาดสายเคเบิลจากใต้พื้นยกมาใกล้กับเพดานมากขึ้น
การระบายความร้อนตามธรรมชาติและของเหลว
ทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับระบบควบคุมสภาพอากาศโดยเฉพาะคือการทำความเย็นตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถใช้ได้ในช่วงฤดูหนาว ทุกวันนี้ เทคโนโลยีทำให้สามารถเปลี่ยนมาใช้เครื่องประหยัดได้เมื่อสภาพอากาศเอื้ออำนวย จากการศึกษาของ Battelle Laboratories การระบายความร้อนแบบอิสระช่วยลดต้นทุนพลังงานของศูนย์ข้อมูลได้ 13%
เครื่องประหยัดมีสองประเภท: ประเภทที่ใช้เฉพาะอากาศแห้ง และประเภทที่ใช้การชลประทานเพิ่มเติมเมื่ออากาศเย็นไม่เพียงพอ บางระบบสามารถรวมเครื่องประหยัดประเภทต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบทำความเย็นหลายระดับ
แต่ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศมักจะไม่ได้ผลเนื่องจากการไหลเวียนของอากาศผสมกันหรือไม่สามารถใช้ความร้อนส่วนเกินที่ขจัดออกไปได้ นอกจากนี้ การติดตั้งระบบดังกล่าวมักมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับตัวกรองอากาศและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าการระบายความร้อนด้วยของเหลวทำงานได้ดีขึ้น ตัวแทนของ Asetek ผู้จำหน่ายชาวเดนมาร์ก ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการสร้างระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับเซิร์ฟเวอร์ John Hamill ของเหลวนั้นมีประสิทธิภาพในการเก็บและถ่ายเทความร้อนมากกว่าอากาศประมาณ 4 พันเท่า และในระหว่างการทดลองที่ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley ร่วมกับ American Power Conversion Corporation และ Silicon Valley Leadership Group ด้วยการใช้การทำความเย็นด้วยของเหลวและการจ่ายน้ำจากหอทำความเย็น ในบางกรณี จึงประหยัดพลังงานได้ถึง 50%
เทคโนโลยีอื่นๆ
ปัจจุบันมีสามด้านที่การพัฒนาจะช่วยให้ศูนย์ข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้น: การใช้โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ ระบบระบายความร้อนแบบรวม และการระบายความร้อนในระดับชิป
ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์เชื่อว่าโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์สามารถลดการใช้พลังงานของเซิร์ฟเวอร์ลงได้ 40% โดยการทำงานให้เสร็จสิ้นมากขึ้นในระยะเวลาอันสั้นลง ตัวอย่างของประสิทธิภาพของระบบทำความเย็นแบบรวมคือโซลูชัน CoolFrame จาก Egenera และ Emerson Network Power โดยจะใช้อากาศร้อนที่ออกมาจากเซิร์ฟเวอร์ ทำให้เย็นลง และ "พ่น" เข้าไปในห้อง ซึ่งช่วยลดภาระบนระบบหลักได้ 23%
เป็นเรื่องที่เกี่ยวกับ การระบายความร้อนด้วยชิป ช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนได้โดยตรงจากฮอตสปอตของเซิร์ฟเวอร์ เช่น หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยประมวลผลกราฟิก และโมดูลหน่วยความจำ ไปยังอากาศโดยรอบของชั้นวางหรือภายนอกห้องคอมพิวเตอร์
การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้กลายเป็นกระแสที่แท้จริงในปัจจุบัน ซึ่งไม่น่าแปลกใจเลย เมื่อพิจารณาจากปริมาณการใช้ศูนย์ข้อมูล: 25–40% ของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั้งหมดมาจากการชำระค่าไฟฟ้า แต่ปัญหาหลักคืออุปกรณ์ไอทีทุก ๆ กิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ใช้จะถูกแปลงเป็นความร้อน ซึ่งจะถูกกำจัดออกโดยใช้อุปกรณ์ทำความเย็นที่ใช้พลังงานสูง ดังนั้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การลดการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลจะไม่ยุติลง - วิธีใหม่ ๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลจะปรากฏขึ้นมากขึ้นเรื่อย ๆ
สื่ออื่นๆ จากบล็อกของเราที่Habré:
ที่มา: will.com