Ngayon, maraming kuryente ang ginagastos para matiyak ang mahusay na operasyon ng mga data center. Noong 2013, ang mga data center lamang ng US ay humigit-kumulang 91 bilyong kilowatt-hours ng enerhiya, katumbas ng taunang output ng 34 malalaking coal-fired power plant.
Ang kuryente ay nananatiling isa sa mga pangunahing gastos para sa mga kumpanyang nagmamay-ari ng mga data center, kaya naman sinusubukan nilang kahusayan ng imprastraktura ng computing. Para dito, ginagamit ang iba't ibang mga teknikal na solusyon, ang ilan sa mga ito ay pag-uusapan natin ngayon.
/ larawan
Virtualization
Pagdating sa pagpapabuti ng kahusayan sa enerhiya, ang virtualization ay may ilang nakakahimok na mga pakinabang. Una, ang pagsasama-sama ng mga kasalukuyang serbisyo sa mas kaunting mga server ng hardware ay nagbibigay-daan sa pagtitipid sa pagpapanatili ng hardware, na nangangahulugan ng mas mababang gastos sa pagpapalamig, kuryente, at espasyo. Pangalawa, binibigyang-daan ka ng virtualization na i-optimize ang paggamit ng mga mapagkukunan ng hardware at flexible virtual na kapangyarihan sa mismong proseso ng trabaho.
Nagsagawa ng joint ang NRDC at Anthesis at nalaman na sa pamamagitan ng pagpapalit ng 3100 server ng 150 virtual host, ang mga gastos sa enerhiya ay maaaring mabawasan ng $2,1 milyon bawat taon. Ang organisasyon na naging object ng interes na na-save sa pagpapanatili at pagbili ng mga kagamitan, binawasan ang mga tauhan ng mga tagapangasiwa ng system, nakatanggap ng garantiya ng pagbawi ng data sa kaso ng anumang mga problema at inalis ang pangangailangan na bumuo ng isa pang data center.
Ayon sa mga resulta Gartner, sa 2016, ang antas ng virtualization ng maraming kumpanya ay lalampas sa 75%, at ang merkado mismo ay nagkakahalaga ng $5,6 bilyon. Gayunpaman, may ilang mga kadahilanan na pumipigil sa malawakang paggamit ng virtualization. Ang isa sa mga pangunahing dahilan ay nananatiling kahirapan ng "muling pagtatayo" ng mga sentro ng data sa isang bagong modelo ng pagpapatakbo, dahil ang mga gastos nito ay kadalasang lumalampas sa mga potensyal na benepisyo.
Mga sistema ng pamamahala ng enerhiya
Ang ganitong mga sistema ay ginagawang posible upang mapataas ang kahusayan ng enerhiya ng sistema ng paglamig o bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng mga kagamitan sa IT, na sa huli ay humahantong sa pagliit ng gastos. Sa kasong ito, isang espesyal , na sinusubaybayan ang aktibidad ng server, pagkonsumo ng enerhiya at gastos, awtomatikong muling namamahagi ng load at kahit na pinapatay ang kagamitan.
Ang isang uri ng software sa pamamahala ng enerhiya ay ang mga sistema ng pamamahala ng imprastraktura ng data center (DCIM), na ginagamit upang subaybayan, pag-aralan at hulaan ang kahusayan ng enerhiya ng iba't ibang kagamitan. Karamihan sa mga tool ng DCIM ay hindi ginagamit upang direktang subaybayan ang pagkonsumo ng kuryente ng IT at iba pang kagamitan, ngunit maraming system ang may kasamang PUE (Power Usage Effectiveness) calculators. Ayon sa Intel at Dell DCIM, ang mga naturang solusyon 53% ng mga tagapamahala ng IT.
Karamihan sa hardware ngayon ay idinisenyo na upang maging matipid sa enerhiya, ngunit ang pagbili ng hardware ay kadalasang nagbibigay ng higit na diin sa paunang presyo o pagganap kaysa sa kabuuang halaga ng pagmamay-ari, na iniiwan ang matipid sa enerhiya na hardware upang manatili . Bilang karagdagan sa pagbabawas ng mga singil sa enerhiya, ang mga naturang kagamitan gayundin ang dami ng CO2 emissions sa atmospera.
Data compression
Mayroon ding mga hindi gaanong halatang diskarte sa pagpapabuti ng kahusayan ng enerhiya ng mga data center, halimbawa, pagbawas sa dami ng data na nakaimbak. Pag-compress ng bihirang ginagamit na data makatipid ng hanggang 30% na enerhiya, kahit na isinasaalang-alang ang katotohanan na ang mga mapagkukunan ay natupok din para sa compression at decompression. Maaaring magpakita ng mas kaakit-akit na resulta ang deduplication ng data β 40β50%. Kapansin-pansin na ang paggamit ng low-power storage para sa "malamig" na data ay nakakatulong din na mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente.
Hindi pagpapagana ng mga server ng zombie
Ang isa sa mga problema na humahantong sa hindi mahusay na pagkonsumo ng enerhiya sa mga data center ay idle equipment. Eksperto na ang ilang kumpanya ay hindi maaaring makatotohanang matantya ang kinakailangang halaga ng mga mapagkukunan, habang ang iba ay bumibili ng kapasidad ng server na may mata sa hinaharap. Bilang resulta, halos 30% ng mga server ay walang ginagawa, kumukonsumo ng $30 bilyon sa enerhiya bawat taon.
Kasabay nito, ayon sa pag-aaral, ang mga tagapamahala ng IT kilalanin mula 15 hanggang 30% ng mga naka-install na server, ngunit huwag isulat ang kagamitan, sa takot sa mga posibleng kahihinatnan. 14% lang ng mga respondent ang nag-iingat ng mga talaan ng mga hindi nagamit na server at alam ang kanilang tinatayang bilang.
Ang isang opsyon upang malutas ang problemang ito ay ang paggamit ng mga pampublikong ulap na may modelo ng pagbabayad na pay-as-you-go, kapag ang kumpanya ay nagbabayad lamang para sa aktwal na kapasidad na ginamit. Maraming mga kumpanya ang gumagamit na ng pamamaraang ito, at ang may-ari ng Aligned Energy data center sa Plano, Texas, ay nagsasabing pinapayagan nito ang mga customer na makatipid ng 30 hanggang 50% bawat taon.
Kontrol sa klima ng data center
Sa data center na kahusayan ng enerhiya microclimate ng silid kung saan matatagpuan ang kagamitan. Para gumana nang mahusay ang mga cooling unit, kinakailangan na bawasan ang pagkawala ng malamig sa pamamagitan ng paghiwalay sa silid ng data center mula sa panlabas na kapaligiran at pagpigil sa paglipat ng init sa mga dingding, kisame at sahig. Ang isang mahusay na paraan ay ang singaw na hadlang, na kinokontrol din ang antas ng kahalumigmigan sa silid.
Ang humidity na masyadong mataas ay maaaring humantong sa iba't ibang mga error sa pagpapatakbo ng kagamitan, pagtaas ng pagkasira at kaagnasan, habang ang humidity na masyadong mababa ay maaaring humantong sa mga electrostatic discharges. tinutukoy ang pinakamainam na antas ng relatibong halumigmig para sa isang data center sa hanay mula 40 hanggang 55%.
Ang mahusay na pamamahagi ng daloy ng hangin ay maaari ring makatipid ng 20-25% ng pagkonsumo ng enerhiya. Ang tamang paglalagay ng mga rack ng kagamitan ay makakatulong dito: paghahati ng mga silid ng computer sa data center sa "malamig" at "mainit" na mga koridor. Sa kasong ito, kinakailangan upang matiyak ang pagkakabukod ng mga koridor: mag-install ng mga butas na plato sa mga kinakailangang lugar at gumamit ng mga blangko na panel sa pagitan ng mga hilera ng mga server upang maiwasan ang paghahalo ng mga daloy ng hangin.
Nararapat din na isaalang-alang hindi lamang ang lokasyon ng kagamitan, kundi pati na rin ang lokasyon ng sistema ng klima. Kapag hinahati ang bulwagan sa "malamig" at "mainit" na mga koridor, ang mga air conditioner ay dapat na naka-install patayo sa mga daloy ng mainit na hangin upang maiwasan ang huli na tumagos sa koridor na may malamig na hangin.
Ang isang pantay na mahalagang aspeto ng epektibong pamamahala ng thermal sa isang data center ay ang paglalagay ng mga wire, na maaaring hadlangan ang daloy ng hangin, binabawasan ang static na presyon at binabawasan ang cooling efficiency ng IT equipment. Ang sitwasyon ay maaaring itama sa pamamagitan ng paglipat ng mga cable tray mula sa ilalim ng nakataas na sahig na mas malapit sa kisame.
Natural at likidong paglamig
Ang isang mahusay na alternatibo sa nakalaang mga sistema ng pagkontrol sa klima ay natural na paglamig, na maaaring gamitin sa panahon ng malamig na panahon. Sa ngayon, ginagawang posible ng teknolohiya na lumipat sa paggamit ng economizer kapag pinahihintulutan ng panahon. Ayon sa isang pag-aaral ng Battelle Laboratories, ang libreng paglamig ay binabawasan ang mga gastos sa enerhiya ng data center ng 13%.
Mayroong dalawang uri ng economizer: yaong gumagamit lamang ng tuyong hangin, at yaong gumagamit ng karagdagang patubig kapag ang hangin ay hindi sapat na pinalamig. Maaaring pagsamahin ng ilang system ang iba't ibang uri ng economizer upang bumuo ng mga multi-level na sistema ng paglamig.
Ngunit ang mga sistema ng paglamig ng hangin ay madalas na hindi epektibo dahil sa paghahalo ng mga daloy ng hangin o ang kawalan ng kakayahan na gamitin ang labis na init na inalis. Bilang karagdagan, ang pag-install ng naturang mga sistema ay madalas na nangangailangan ng mga karagdagang gastos para sa mga filter ng hangin at patuloy na pagsubaybay.
Maraming mga eksperto ang naniniwala na ang likidong paglamig ay mas mahusay ang trabaho nito. Kinatawan ng Danish na vendor na si Asetek, na dalubhasa sa paglikha ng mga liquid cooling system para sa mga server, si John Hamill, ang likidong iyon ay humigit-kumulang 4 na libong beses na mas mahusay sa mga tuntunin ng pag-iimbak at paglilipat ng init kaysa sa hangin. At sa panahon ng isang eksperimento na isinagawa ng Lawrence Berkeley National Laboratory sa pakikipagtulungan sa American Power Conversion Corporation at sa Silicon Valley Leadership Group, , na salamat sa paggamit ng likidong paglamig at supply ng tubig mula sa cooling tower, sa ilang mga kaso, ang pagtitipid ng enerhiya ay umabot sa 50%.
Iba pang mga teknolohiya
Sa ngayon, may tatlong mga lugar na ang pag-unlad ay makakatulong na gawing mas mahusay ang mga sentro ng data: ang paggamit ng mga multi-core na processor, pinagsamang mga sistema ng paglamig at paglamig sa antas ng chip.
Naniniwala ang mga tagagawa ng computer na ang mga multi-core processor, sa pamamagitan ng pagkumpleto ng mas maraming gawain sa mas maikling panahon, ay magbabawas ng konsumo ng enerhiya ng server ng 40%. Ang isang halimbawa ng pagiging epektibo ng pinagsama-samang sistema ng paglamig ay ang CoolFrame na solusyon mula sa Egenera at Emerson Network Power. Kinukuha nito ang mainit na hangin na lumalabas sa mga server, pinapalamig ito at "itinapon" sa silid, sa gayon ay binabawasan ang pagkarga sa pangunahing sistema ng 23%.
tungkol sa paglamig ng chip, pinapayagan nito ang init na mailipat nang direkta mula sa mga hot spot ng server, tulad ng mga central processing unit, graphics processing unit, at memory module, papunta sa ambient air ng rack o sa labas ng computer room.
Ang pagtaas ng kahusayan sa enerhiya ay naging isang tunay na uso ngayon, na hindi nakakagulat, dahil sa dami ng pagkonsumo ng mga data center: 25β40% ng lahat ng mga gastusin sa pagpapatakbo ay nagmumula sa pagbabayad ng mga singil sa kuryente. Ngunit ang pangunahing problema ay ang bawat kilowatt-hour na natupok ng IT equipment ay na-convert sa init, na pagkatapos ay inalis ng energy-intensive cooling equipment. Samakatuwid, sa mga darating na taon, ang pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya ng mga data center ay hindi titigil sa pagiging may-katuturan - parami nang parami ang mga bagong paraan upang mapataas ang kahusayan ng enerhiya ng mga data center ay lilitaw.
Iba pang mga materyales mula sa aming blog sa HabrΓ©:
Pinagmulan: www.habr.com