數據中心消耗的電力佔地球總電力的3-5%，而在中國等一些國家，這一數字達到了7%。 數據中心需要 24/7 不間斷供電以保持設備平穩運行。 因此，數據中心的運行會導致溫室氣體排放到大氣中，就對自然的負面影響程度而言，可以與航空旅行相媲美。 我們收集了最新的研究，以了解數據中心如何影響環境，這種情況是否可以改變，以及俄羅斯是否存在類似的舉措。
根據後者 Supermicro 的生態意識數據中心實施綠色解決方案可以將其對環境的影響減少 80%。 節省下來的能源足以讓拉斯維加斯所有賭場保持 37 年的照明。 但目前，全球只有12%的數據中心可以稱為“綠色”。
基於對 5000 名 IT 行業代表的調查。 事實證明，86%的受訪者總體上沒有考慮數據中心對環境的影響。 只有 15% 的數據中心管理者關心社會責任和評估企業的能源效率。 一般來說，該行業關注的是與確保運行容錯相關的目標，而不是能源效率。 儘管專注於後者對數據中心有利：平均企業可節省高達 38 萬美元的能源資源。
PUE
PUE（電源利用效率）是評估數據中心能源效率的指標。 該措施於 2007 年獲得綠色電網聯盟成員的批准。 PUE反映了數據中心消耗的電能與數據中心設備直接消耗的能源的比率。 因此，如果數據中心從網絡接收 10 MW 電力，並且所有設備“保持”在 5 MW，則 PUE 指標將為 2。如果讀數中的“差距”減小，並且大部分電力到達設備，係數將趨向於理想指標為XNUMX。
在 Uptime Institute 900 月份的全球數據中心調查報告中（受訪者為 XNUMX 家數據中心運營商），全球平均 PUE 比率 處於1,59的水平。 總體而言，自2013年以來，該比率一直在該水平上波動。 相比之下，2013 年 PUE 為 1,65，2018 年為 1，58 年為 2019。
雖然 PUE 分數不足以公平地比較不同的數據中心和地理位置，但 Uptime Institute 編制了此類比較表。
由於一些數據中心處於最惡劣的氣候條件下，這種比較是不公平的。 因此，要冷卻非洲有條件的數據中心，需要比北歐數據中心更多的電力。
從邏輯上講，能源效率最低的數據中心位於拉丁美洲、非洲、中東和亞太地區的部分地區。 就 PUE 而言，歐洲以及美國和加拿大聯合地區成為最“典範”。 順便說一下，這些國家/地區的受訪者數量較多，分別為 95 家和 92 家數據中心提供商。
該研究還評估了俄羅斯和獨聯體國家的數據中心。 然而，只有 9 名受訪者參與了調查。 國內和“鄰近”數據中心的 PUE 為 1,6。
如何降低PUE
自然冷卻
根據 數據中心消耗的所有能源中約有 40% 用於人工冷卻系統的運行。 實施自然冷卻（自然冷卻）有助於大幅降低成本。 通過該系統，外部空氣經過過濾、加熱或冷卻，然後供應到服務器機房。 “排出”的熱空氣被排放到外部，或者在必要時與流入的氣流部分混合。
在自然冷卻的情況下，氣候非常重要。 外部空氣溫度越適合數據中心機房，使其達到所需“狀態”所需的能量就越少。
此外，數據中心可以位於水庫附近——在這種情況下，水庫中的水可以用來冷卻數據中心。 順便說一句，根據 Stratistics MRC 預測，到 2023 年液冷技術市場價值將達到 4,55 億美元，其類型包括浸入式冷卻（將設備浸入浸油中）、絕熱冷卻（基於蒸發技術，Facebook 中使用）數據中心）、熱交換（所需溫度的冷卻劑直接進入設備機架，帶走多餘熱量）。
設備監控並及時更換
正確使用數據中心的可用容量也將有助於提高能源效率。 已購買的服務器必須要么為客戶端的任務工作，要么在停機期間不消耗能源。 控制這種情況的一種方法是使用基礎設施管理軟件。 例如，數據中心基礎設施管理（DCIM）系統。 此類軟件會自動重新分配服務器上的負載，關閉閒置設備並就製冷風扇的速度提出建議（同樣是為了節省過度冷卻帶來的能源）。
提高數據中心能源效率的一個重要環節是設備的及時更新。 過時的服務器在性能和資源強度方面通常不如新一代服務器。 因此，為了降低PUE，建議盡可能經常更新設備——有些公司每年都會這樣做。 Supermicro 研究表明：優化的硬件刷新周期可以減少 80% 以上的電子垃圾，並將數據中心性能提高 15%。
還有一些方法可以在不產生大量成本的情況下優化數據中心生態系統。 因此，您可以封閉服務器機櫃中的間隙以防止冷空氣洩漏、隔離熱通道或冷通道、將高負載服務器移動到數據中心較冷的部分等。
更少的物理服務器 - 更多的虛擬機
VMware 計算出，在某些情況下，遷移到虛擬服務器可降低 80% 的功耗。 這是因為在更少的物理機上放置更多的虛擬服務器從邏輯上可以減少硬件維護、冷卻和電力成本。
NRDC 和 Anthesis 表明，用 3 個虛擬機替換 000 台服務器可節省 150 萬美元的電力成本。
除此之外，虛擬化使得在進程中重新分配和增長虛擬資源（處理器、內存、存儲）成為可能。 因此，電力僅用於保證運行，不包括閒置設備的成本。
當然，也可以選擇替代能源來提高能源效率。 為了實現這一目標，一些數據中心使用太陽能電池板和風力發電機。 然而，這些都是相當昂貴的項目，只有大公司才能負擔得起。
果嶺實踐
全球數據中心數量 從500年的000萬增加到超過2012萬，用電量每四年翻一番。 數據中心所需的發電量與化石燃料燃燒產生的碳排放量直接相關。
英國開放大學的科學家 數據中心產生的二氧化碳排放量佔全球的 2%。 這與世界上最大的航空公司大致相同。 根據綠色和平組織 2 年的一項研究，2019 年，中國發電廠為 44 個數據中心供電，排放了 2018 萬噸二氧化碳。
蘋果、谷歌、Facebook、Akamai、微軟等世界主要領導者對對自然的負面影響承擔責任，並嘗試使用“綠色”技術來減少這種影響。 因此，微軟首席執行官薩蒂亞·納德拉(Satya Nadella)談到，公司打算到2030年實現碳排放負水平，到2050年完全消除公司自1975年成立以來的排放後果。
然而，這些商業巨頭有足夠的資源來實施他們的計劃。 在文中，我們會提到幾個不太知名的“綠化”數據中心。
Kolos
該數據中心位於巴倫根市（挪威），將自己定位為 100% 可再生能源運行的數據中心。 因此，為了保證設備的運行，需要用水來冷卻服務器、水和風力發電機。 到 2027 年，該數據中心計劃電力容量超過 1000 兆瓦。 現在Kolos 節省了60% 的電。
下一代數據
英國數據中心為電信控股公司 BT Group、IBM、Logica 等公司提供服務。 2014 年，NGD 表示其理想的 PUE 已達到 XNUMX。 位於數據中心屋頂的太陽能電池板更接近數據中心的最大能源效率。 然而，隨後專家們對這個有點烏托邦的結果提出了質疑。
瑞士諾克斯堡
該數據中心是一種閣樓項目。 該數據中心“成長”在瑞士軍方為防止核衝突而建造的一個舊冷戰掩體的舊址上。 事實上，數據中心除了不佔用地球表面的空間外，它還在冷卻系統中使用來自地下湖的冰川水。 得益於此，冷卻系統的溫度保持在8攝氏度。
Equinix AM3
該數據中心位於阿姆斯特丹，在其基礎設施中使用 Aquifer 熱能存儲冷卻塔。 涼爽的空氣降低了炎熱走廊的溫度。 此外，數據中心採用液體冷卻系統，廢熱水用於為阿姆斯特丹大學供暖。
俄羅斯有什麼
Исследование CNews 透露，俄羅斯最大的數據中心服務提供商的機架數量有所增加。 2019年增長10%（達36,5萬個），2020年機架數量可能再增長20%。 數據中心提供商承諾今年將創下紀錄並為客戶提供另外 6961 個機架。
上 CNews稱，用於確保數據中心可運行性的解決方案和設備的能源效率處於非常低的水平——1W的有用功率佔非生產成本的比例高達50%。
然而，俄羅斯數據中心有動力降低 PUE。 然而，對許多供應商來說，進步的動力不是環境保護和社會責任，而是經濟效益。 不合理的能源消耗方式會耗費金錢。
在州一級，沒有關於數據中心運營的環境標準，也沒有對實施“綠色”舉措的人提供任何經濟激勵。 因此，在俄羅斯，這仍然是數據中心的個人責任。
國內數據中心展現生態意識最常見的方式：
- 轉向更節能的設備冷卻方法（自然冷卻和液體冷卻系統）；
- 數據中心設備的處置和間接廢物；
- 通過參與環保活動和投資生態項目來補償數據中心對自然的負面影響。
Kirill Malevanov，Selectel 技術總監
目前，Selectel 數據中心的 PUE 為 1,25（列寧格勒地區的杜布羅夫卡數據中心）和 1,15-1,20（莫斯科的 Berzarina-2 數據中心）。 我們監控該比例，並努力在冷卻、照明和其他工作方面使用更節能的解決方案。 現代服務器現在消耗的能量大致相同，走極端並爭取 10W 是沒有意義的。 然而，在保證數據中心運行的設備方面，方法正在改變——我們也在關注能效指標。
如果我們談論回收，Selectel 已與幾家涉及回收設備的公司簽訂了協議。 不僅是服務器，還有許多其他東西都被送去報廢：不間斷電源的電池、冷卻系統的乙二醇。 我們甚至收集並回收來自數據中心設備的廢紙——包裝材料。
Selestel更進一步，推出了“Green Selectel”計劃。 現在，該公司每年將為公司數據中心運行的每台服務器種植一棵樹。 該公司於19月20日在莫斯科和列寧格勒地區進行了首次大規模植樹造林。 總共種植了 000 棵樹，未來每年將能夠產生高達 200 億升的氧氣。 行動還不止於此，計劃全年實施“綠色”舉措。 您可以在網站上了解新的促銷活動 和 .
來源： www.habr.com