Мировые дата-центры ежегодно расходуют приблизительно 200 тераватт-часов электроэнергии. По некоторым прогнозам, этот показатель может увеличиться в 15 раз к 2030 году. Поэтому регулярно предпринимаются попытки повысить эффективность работы вычислительной инфраструктуры и снизить потребление энергии в ЦОД. Подробнее об этом — в нашем сегодняшнем материале.
DCIM-решения
По данным ряда исследований, примерно треть серверов в дата-центрах, работающих по всему миру, простаивает. Так происходит, потому что организации приобретают больше оборудования в машинные залы, чем им требуется для обслуживания клиентов. Эти ресурсы оказываются не задействованы полностью, но электроэнергия для их питания и охлаждения расходуется.
Один из способов борьбы с такими «зомби-серверами» — использовать специальное ПО для управления инфраструктурой. Это системы Data Center Infrastructure Management (DCIM). Они мониторят энергопотребление серверов, хранилищ, маршрутизаторов и систем кондиционирования. DCIM-решения автоматически распределяют нагрузку между серверами (при необходимости самостоятельно отключают незадействованные устройства) и дают операторам ЦОД рекомендации по настройке скорости работы вентиляторов холодильных установок.
DCIM-решения могут помочь сократить энергопотребление в дата-центре на 9-10%. Например, система способна обнаружить, что вентиляторы кондиционирующей установки вращаются слишком быстро, а серверам в машинном зале не требуется настолько сильный поток холодного воздуха. С помощью такой аналитики и «настройки» дата-центры могут экономить десятки и сотни кВт энергии ежегодно.
Виртуализация
Консолидация приложений на меньшем числе физических машин сокращает затраты на обслуживание железа, охлаждение и электричество. По данным VMware, переход на виртуальные серверы в некоторых случаях приводит к снижению энергопотребления на 80%. Несколько лет назад компании NRDC и Anthesis провели исследование и установили, что замена 3 тыс. серверов на 150 виртуальных машин может снизить ежегодные затраты на электричество на 2 млн долларов.
При этом виртуализация дает возможность перераспределять и наращивать виртуальные ресурсы (процессоры, память, объем хранилища) на лету. Пользуясь услугами IaaS-провайдеров, компания-клиент оплачивает только действительно используемые мощности и сокращает потребление электроэнергии.
Микроклимат
В ряде случаев на системы охлаждения приходится свыше 40% всей энергии, потребляемой дата-центром. Одна из основных задач в управлении микроклиматом — сократить потери холода. Для этого в серверной выделяют «холодные» и «горячие» коридоры со специальными панелями-заглушками, не допускающими смешения воздушных потоков. По мнению автора книги об управлении ЦОД Питера Кертиса (Peter M. Curtis), одно только правильное распределение холодного и горячего воздуха в машинном зале дает до 30% экономии электричества.
Некоторые компании прибегают к более «радикальным» методам распределения воздушных потоков и проектируют дата-центры с прицелом на активную циркуляцию воздуха. Например, Yahoo возводит ЦОД, похожие на курятники. Продолговатая форма здания с дополнительной секцией на крыше создает повышенную тягу для отведения теплого воздуха на улицу. Такой дата-центр способен достигнуть коэффициента PUE (определяет эффективность расходования электроэнергии) в 1,08 балла. Этот показатель сравним с ЦОД, которые используют для охлаждения особенности климата. Например, забирают воду из близлежащих водоемов, что позволяет сократить расходы на электроэнергию примерно на 80%.
Впрочем, иногда низкая температура «за окном» не всегда положительно сказывается на работоспособности дата-центра. Например, ЦОД на станции «Амундсен — Скотт» работает в условиях экстремально низких температур Антарктики (-70 градусов по Цельсию). Прямой контакт оборудования с охлажденным воздухом может вывести технику из строя. Поэтому сотрудникам дата-центра приходится использовать особую систему вентиляции, которая, к слову, иногда не выдерживает антарктических условий.
«Зеленые» технологии
Сегодня операторы ЦОД все чаще внедряют «зеленые» решения в части потребления энергии и строительства. В некоторых случаях соблюдение практик экологической устойчивости приносит определенную выгоду. Например, обладатели сертификата LEED за «зеленое» строительство дата-центров на территории США могут рассчитывать на налоговые льготы от властей. Кроме того, энергопотребление при соблюдении всех рекомендаций стандарта снижается на 25%.
Естественное охлаждение — одна из форм работы с «чистой» энергией, которая в некоторых случаях снижает энергопотребление в разы. Помимо этого, ЦОД практикуют установку солнечных батарей и строительство ветряных ферм. Однако стоимость таких проектов по переходу на возобновляемые источники энергии исчисляется миллиардами долларов, и позволить их может далеко не любой бизнес.
Что в итоге
Операторы и инженеры используют любые возможности для снижения энергопотребления дата-центров. С учетом актуальности этой задачи, необычных программных и аппаратных решений для снижения энергопотребления в ЦОД будет становиться все больше. Многие из них, возможно, родятся на стыке нескольких технологий.
К примеру, системы искусственного интеллекта «научатся» управлять переключением между различными источниками энергии в поисках оптимального сценария питания дата-центра. Такие технологии помогут операторам дата-центров внедрить более эффективные практики и существенно сэкономить на счетах за энергию, что напрямую повлияет и на стоимость облачных сервисов для компаний-клиентов.
RSS
