数据中心消耗的电力占地球总电力的3-5%，而在中国等一些国家，这一数字达到了7%。 数据中心需要 24/7 不间断供电以保持设备平稳运行。 因此，数据中心的运行会导致温室气体排放到大气中，就对自然的负面影响程度而言，可以与航空旅行相媲美。 我们收集了最新的研究，以了解数据中心如何影响环境，这种情况是否可以改变，以及俄罗斯是否存在类似的举措。
根据后者 Supermicro 的生态意识数据中心实施绿色解决方案可以将其对环境的影响减少 80%。 节省下来的能源足以让拉斯维加斯所有赌场保持 37 年的照明。 但目前，全球只有12%的数据中心可以称为“绿色”。
基于对 5000 名 IT 行业代表的调查。 事实证明，86%的受访者普遍没有考虑数据中心对环境的影响。 只有 15% 的数据中心管理者关心社会责任和评估企业的能源效率。 该行业主要关注与运营弹性相关的目标，而不是能源效率。 尽管关注后者对数据中心有利：平均企业可节省高达 38 万美元的能源资源。
PUE
PUE（电源利用效率）是评估数据中心能源效率的指标。 该措施于 2007 年获得绿色电网联盟成员的批准。 PUE反映了数据中心消耗的电能与数据中心设备直接消耗的能源的比率。 因此，如果数据中心从网络接收 10 MW 电力，并且所有设备“保持”在 5 MW，则 PUE 指标将为 2。如果读数中的“差距”减小，并且大部分电力到达设备，系数将趋向于理想指标为XNUMX。
Uptime Institute 的 900 月份全球数据中心调查对 XNUMX 家数据中心运营商进行了调查，得出了全球平均 PUE 1,59。 总体而言，自2013年以来，这一数字一直在这个水平上波动。 相比之下，2013 年 PUE 为 1,65，2018 年为 1，58 年为 2019。
尽管 PUE 不足以公平地比较不同的数据中心和地理位置，但 Uptime Institute 确实创建了这样的比较表。
这种比较的不公平是因为一些数据中心位于更恶劣的气候条件下。 因此，要冷却非洲的传统数据中心，比北欧的数据中心需要更多的电力。
从逻辑上讲，能源效率最低的数据中心位于拉丁美洲、非洲、中东和亚太地区的部分地区。 PUE指标最“典范”的是欧洲以及美国和加拿大联合地区。 顺便说一下，这些国家/地区的受访者数量较多，分别为 95 家和 92 家数据中心提供商。
该研究还评估了俄罗斯和独联体国家的数据中心。 然而，只有 9 名受访者参与了调查。 国内和“邻近”数据中心的 PUE 为 1,6。
如何降低PUE
自然冷却
根据 数据中心消耗的所有能源中约有 40% 用于人工冷却系统的运行。 实施自然冷却（自然冷却）有助于大幅降低成本。 通过该系统，外部空气经过过滤、加热或冷却，然后供应到服务器机房。 “排出”的热空气被排放到外部，或者在必要时与流入的气流部分混合。
在自然冷却的情况下，气候非常重要。 外部空气温度越适合数据中心机房，使其达到所需“状态”所需的能量就越少。
此外，数据中心可以位于水库附近——在这种情况下，水库中的水可以用来冷却数据中心。 顺便说一句，根据 Stratistics MRC 预测，到 2023 年，液冷技术市场价值将达到 4,55 亿美元，其类型包括浸入式冷却（将设备浸入浸油中）、绝热冷却（基于蒸发技术，Facebook 中使用）数据中心）、热交换（所需温度的冷却剂直接进入设备机架，带走多余热量）。
设备监控并及时更换
正确使用数据中心的可用容量也将有助于提高能源效率。 已购买的服务器必须要么为客户任务工作，要么在空闲时间不消耗能源。 保持控制的一种方法是使用基础设施管理软件。 例如，数据中心基础设施管理（DCIM）系统。 此类软件会自动重新分配服务器上的负载，关闭未使用的设备，并对制冷风扇的速度提出建议（同样，以节省过度冷却的能源）。
提高数据中心能源效率的一个重要环节是设备的及时更新。 过时的服务器在性能和资源消耗方面通常不如新一代服务器。 因此，为了降低PUE，建议尽可能频繁地更新设备——有些公司每年都会这样做。 Supermicro 研究表明：优化的硬件更新周期可以减少 80% 以上的电子垃圾，并将数据中心的生产力提高 15%。
还有一些方法可以在不花太多钱的情况下优化数据中心生态系统。 例如，您可以封闭服务器机柜中的间隙以防止冷空气泄漏、隔离热通道或冷通道、将负载较重的服务器移至数据中心较凉爽的部分等。
更少的物理服务器 - 更多的虚拟机
VMware估计，在某些情况下，切换到虚拟服务器可以降低高达80%的功耗。 这是因为，将大量虚拟服务器放置在较少数量的物理机上，从逻辑上讲可以降低硬件维护、冷却和电力成本。
NRDC 和 Anthesis 表明，用 3 个虚拟机替换 000 台服务器可节省 150 万美元的电力成本。
除此之外，虚拟化使得重新分配和增加进程中的虚拟资源（处理器、内存、存储）成为可能。 因此，电力仅用于保证运行，不包括闲置设备的成本。
当然，也可以选择替代能源来提高能源效率。 为了实现这一目标，一些数据中心使用太阳能电池板和风力发电机。 然而，这些都是相当昂贵的项目，只有大公司才能负担得起。
果岭实践
全球数据中心数量 从500年的000万增加到超过2012万，用电量每四年翻一番。 数据中心所需的发电量与化石燃料燃烧产生的碳排放量直接相关。
英国开放大学科学家 数据中心产生的二氧化碳排放量占全球的 2%。 这与世界上最大的航空公司的排放量大致相同。 根据绿色和平组织 2 年的一项研究，为了为中国 2019 个数据中心供电，发电厂在 44 年向大气中排放了 2018 万吨二氧化碳。
苹果、谷歌、Facebook、Akamai、微软等世界主要领导者对对自然的负面影响承担责任，并尝试使用“绿色”技术来减少这种影响。 因此，微软首席执行官萨蒂亚·纳德拉(Satya Nadella)谈到，公司打算到2030年实现碳排放负水平，到2050年完全消除公司自1975年成立以来的排放后果。
然而，这些商业巨头有足够的资源来实施他们的计划。 在文中我们将提到几个鲜为人知的“绿色”数据中心。
巨人
该数据中心位于巴伦根（挪威），定位为 100% 可再生能源供电的数据中心。 因此，为了保证设备的运行，需要用水来冷却服务器、水和风力发电机。 到2027年，数据中心计划电力超过1000兆瓦。 现在Kolos 节省了60% 的电。
下一代数据
英国数据中心为电信控股公司 BT Group、IBM、Logica 等公司提供服务。 2014 年，NGD 表示其理想的 PUE 已达到 XNUMX。 位于数据中心屋顶的太阳能电池板使数据中心更接近最大能源效率。 然而，随后专家们对这个有点乌托邦的结果提出了质疑。
瑞士诺克斯堡
该数据中心是一种阁楼项目。 该数据中心“成长”在一个冷战旧地堡的旧址上，该地堡是瑞士军方为防止核冲突而建造的。 事实上，数据中心除了不占用地球表面的空间外，它的冷却系统还使用来自地下湖的冰川水。 得益于此，冷却系统的温度保持在8摄氏度。
Equinix AM3
该数据中心位于阿姆斯特丹，在其基础设施中使用 Aquifer 热能存储冷却塔。 凉爽的空气降低了炎热走廊的温度。 此外，数据中心采用液体冷却系统，加热后的废水用于阿姆斯特丹大学的供暖。
俄罗斯有什么
研究 CNews 透露，俄罗斯最大的数据中心服务提供商的机架数量有所增加。 2019年增长10%（达36,5万个），2020年机架数量可能再增长20%。 数据中心提供商承诺今年将创下纪录并为客户提供另外 6961 个机架。
上 CNews称，用于确保数据中心可运行性的解决方案和设备的能源效率处于非常低的水平——1W的有用功率占非生产成本的比例高达50%。
尽管如此，俄罗斯数据中心有降低PUE指标的动机。 然而，许多供应商进步的驱动力并不是对环境和社会责任的关注，而是经济效益。 不可持续的能源消耗会耗费金钱。
在州一级，没有关于数据中心运营的环境标准，也没有对实施“绿色”举措的人提供任何经济激励。 因此，在俄罗斯，这仍然是数据中心的个人责任。
国内数据中心展现生态意识最常见的方式：
- 过渡到更节能的冷却设备方法（自由冷却系统和液体冷却）；
- 数据中心设备和间接废物的处置；
- 通过参与环保活动和投资环保项目来弥补数据中心对自然的负面影响。
Kirill Malevanov，Selectel 技术总监
如今，Selectel 数据中心的 PUE 为 1,25（列宁格勒地区的杜布罗夫卡 DC）和 1,15-1,20（莫斯科的 Berzarina-2 DC）。 我们监控该比率，并努力在冷却、照明和其他操作方面使用更节能的解决方案。 现代服务器现在消耗的能量大致相同；没有必要走极端并争取 10W。 然而，就为数据中心供电的设备而言，方法正在发生变化——我们也在关注能源效率指标。
如果我们谈论回收，Selectel 已与几家涉及回收设备的公司签订了协议。 不仅是服务器，还有许多其他东西都被报废：不间断电源的电池、冷却系统的乙二醇。 我们甚至收集并回收到达我们数据中心的设备上的废纸——包装材料。
Selestel更进一步，推出了“Green Selectel”计划。 现在，该公司每年将为公司数据中心运行的每台服务器种植一棵树。 该公司于 19 月 20 日在莫斯科和列宁格勒地区进行了首次大规模植树造林。 总共种植了000棵树，未来每年将能够产生高达200亿升的氧气。 促销活动还不止于此，全年还计划实施“绿色”举措。 您可以在网站上了解新的促销活动 和 .
来源： habr.com