تعد إمدادات الطاقة بمثابة شريان الحياة لمراكز البيانات، ويتزايد الطلب على الطاقة في كل مركز بيانات عامًا بعد عام. وذلك لأن مراكز البيانات تضيف خوادم أكثر قوة وعددًا، مما يعني الحاجة إلى المزيد من الطاقة. ونظرًا لأن معظم الطاقة تتحول إلى حرارة، تزداد الحاجة إلى الطاقة الكهربائية لتبريد بيئة التشغيل. المزيد من معالجة البيانات وأرشفتها يعني أيضًا زيادة الطلب على تخزين البيانات، وخمن إلى أين يؤدي ذلك: تحتاج أنظمة التخزين أيضًا إلى الطاقة، سواء للقيادة أو التبريد.
وهذه مشكلة خطيرة من الجوانب الثلاثة التالية:
أولاً، استهلاك كميات كبيرة من الكهرباء ليس صديقاً للبيئة. في الوقت الحاضر، أصبحت مراجعة آثار الكربون أكثر صرامة، وليس من الجيد أن تصبح الشركات "مستهلكين كبار" للطاقة.
ثانيًا، من الناحية العملية، تكلفة الكهرباء مرتفعة جدًا، وتكلفة الكهرباء للحفاظ على تشغيل مركز البيانات ضخمة: تمثل تكاليف الكهرباء نسبة كبيرة من تكاليف تشغيل مركز البيانات الحالية.
ثالثاً، المشكلة الأكبر هي أن إمدادات الطاقة لأي مركز بيانات محدودة، على الأقل خلال الرسائل القصيرة ولفترة من الزمن. قد يبدو أنه يمكنك إضافة أي جهاز، ولكن في النهاية يتعلق الأمر بالتوازن بين مصدر الطاقة ومساحة الأرضية.
هناك عدة طرق لتقليل استهلاك الطاقة يمكنها تقليل تكاليف الطاقة بشكل كبير مع الحفاظ على الحد الأدنى من إمدادات الطاقة للبنية التحتية لمركز البيانات.
1. المحاكاة الافتراضية للخادم
تمثل الخوادم حوالي نصف استهلاك الطاقة في مركز البيانات بالكامل، لذا فإن تقليل عدد الخوادم قيد التشغيل يمكن أن يؤدي إلى تقليل تكاليف الطاقة بشكل كبير. نظرًا لأن الخادم يستهلك طاقة لا تقل عندما تكون طاقته الإنتاجية 30% عنها عندما تكون طاقته الإنتاجية 60%، فإن دمج الخوادم وتحسين الاستخدام يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير.
2. تحديث نظام التبريد
تعد أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ثاني أكبر نظام يستهلك الطاقة في مراكز البيانات، حيث تمثل 37% من استهلاك الطاقة في مراكز البيانات، وفقًا لتقديرات مجموعة مستخدمي مراكز البيانات. نظام التبريد غير فعال للغاية. وذلك لأن أنظمة تكييف الهواء تكون في أعلى مستويات كفاءتها فقط عندما تعمل ضمن نطاق ضيق إلى حد ما، ولأن معظم مراكز البيانات لديها كمية كبيرة من الحرارة للتعامل معها كل عام، فغالبًا ما تكون أنظمة التبريد مثقلة بمهام التبريد التي تتجاوز نطاقها الأمثل. في كثير من الأحيان، يمكن أن يؤدي استبدال بعض معدات تكييف الهواء التقليدية بمكونات تبريد حديثة ونموذجية وأكثر كفاءة إلى توفير الكثير من الطاقة.
وفي بعض الظروف المناخية الخاصة، يمكن اعتماد المزيد من الأساليب الموفرة للطاقة، مثل استخدام الهواء البارد الخارجي بدلاً من الكهرباء للتبريد. وهذا يقلل من استخدام مكيفات الهواء الانفرتر، وبالتالي توفير الكهرباء.
3. إعادة تنظيم مركز البيانات
إذا توسعت مراكز البيانات بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية، فقد تم تركيب الخوادم في كل مكان دون أي تخطيط. وينتج عن ذلك ارتفاع درجة الحرارة الموضعي، كما أن بيئة تكنولوجيا المعلومات المثقلة تجعل من الصعب ضمان التشغيل الأمثل لنظام التبريد.
يمكن أن تؤدي إعادة تنظيم الموقع الفعلي لخوادم مركز البيانات، مثل تكوين الممرات الباردة والساخنة، إلى تقليل الحمل على نظام التبريد بشكل كبير، على الرغم من عدم تغيير إجمالي قدرة التعامل مع الحرارة. يمكنك استخدام إعادة التجميع لسد فتحات الهواء والتسريبات (عادةً ما تكون هذه الثقوب غير ضرورية وتعمل فقط على توصيل الكابلات بالخوادم الفردية). وتكون نتيجة هذا الثقب مشابهة لترك نافذة السيارة مفتوحة أثناء تشغيل مكيف الهواء.
4. ترقية الذاكرة
يعد تخزين البيانات أيضًا أحد الأسباب الرئيسية لارتفاع استهلاك الطاقة في مراكز البيانات. يمكن أن يؤدي تحديث نظام التخزين الخاص بك إلى تقليل هذه النفقات بشكل كبير. بشكل عام، تعد الأقراص الجديدة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الأقراص القديمة، ويستهلك قرص واحد عالي السعة طاقة أقل من قرصين منخفضي السعة لهما نفس السعة. يمكن أن تعمل المحاكاة الافتراضية للتخزين أيضًا على تحسين كفاءة الطاقة من خلال تحسين استخدام الذاكرة وتجنب توفير مساحة تخزين زائدة. يعد تشغيل مساحة الذاكرة الفارغة بمثابة إهدار كبير للطاقة. بالنسبة لبعض التطبيقات، يمكن استخدام أقراص SATA بدلاً من محركات الألياف الضوئية لأن الأخيرة تستهلك ضعف الطاقة لكل تيرابايت مقارنة بالأولى.
5. ترقية المحولات
المحولات مطلوبة لتحديث مصدر طاقة التيار المتردد لمركز البيانات. يتم فقدان الكثير من الطاقة الكهربائية في هذه العملية. تتمتع العديد من المحولات الرخيصة بكفاءة تبلغ 80% فقط، ولكن من خلال الترقيات يمكن أن يصل معدل الاستخدام إلى 90% أو أكثر، بحيث يمكن تقليل فقد الطاقة بشكل كبير.
6. تحديث شرائح الخادم إلى منتجات ذات استهلاك منخفض للطاقة
مع وصول أجهزة الخادم إلى نهاية عمرها الإنتاجي، هناك حاجة واضحة لوحدات المعالجة المركزية للخادم والمكونات الأخرى التي تستهلك طاقة أقل (مثل محركات الأقراص والمحولات المذكورة سابقًا). على سبيل المثال، تعد معالجات Woodcrest Xeon ثنائية النواة من Intel أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بثلاث مرات من معالجات Xeon الأقدم أحادية النواة، على الأقل وفقًا لبيانات منتج الشركة. وحتى في بعض الحالات، ولغرض الحفاظ على الطاقة، يجب تحديث الخادم قبل أن يصل إلى نهاية عمره الافتراضي.
7. إجراء عمليات تدقيق البرامج
ليس هناك فائدة من تشغيل خوادم أكثر مما تحتاج، لذا قم بإنشاء مخطط واضح وحديث للخوادم التي تحتاج إلى التشغيل ولماذا، بحيث يكون من الواضح التطبيقات التي يمكن نقلها إلى خادم آخر. يمكن أن تساعد عمليات تدقيق البرامج أيضًا في تحديد الخوادم الخاملة.
8. زيادة درجة الحرارة
تحتاج أجهزة مركز البيانات إلى التحديث، أو ربما تكون درجة حرارة التبريد خارج النطاق المحدد. يؤدي رفع درجة حرارة مركز البيانات بمقدار درجة واحدة إلى جعل درجة الحرارة ضمن النطاق الموصى به، ويمكنك تقليل استهلاك الطاقة. يتيح التخطيط والتحديث الفعالان للنظام المعياري الحفاظ على درجات حرارة مختلفة ضمن المعدات المتفق عليها لضمان أن نطاق التبريد يقع ضمن النطاق المحدد.