Электроснабжение является источником жизненной силы центров обработки данных, и спрос на электроэнергию в каждом центре обработки данных растет с каждым годом. Это связано с тем, что центры обработки данных добавляют более мощные и многочисленные серверы, а это означает, что требуется больше мощности. Поскольку большая часть энергии преобразуется в тепло, потребность в электрической энергии для охлаждения рабочей среды возрастает. Увеличение объема обработки и архивирования данных также означает увеличение спроса на хранилище данных, и догадайтесь, к чему это приведет: системам хранения также требуется электроэнергия, будь то для управления или охлаждения.
Это серьезная проблема по следующим трем аспектам:
Прежде всего, потребление большого количества электроэнергии небезопасно для окружающей среды. В настоящее время аудит углеродного следа становится все более строгим, и предприятиям нехорошо становиться «крупными потребителями» энергии.
Во-вторых, с практической точки зрения стоимость электроэнергии очень высока, а затраты на электроэнергию для поддержания работы дата-центра огромны: затраты на электроэнергию составляют значительную долю текущих расходов на эксплуатацию дата-центра.
В-третьих, самая большая проблема заключается в том, что электропитание любого дата-центра ограничено, по крайней мере, в рамках коротких сообщений и на определенный период времени. Может показаться, что можно добавить любое оборудование, но в конечном итоге все сводится к балансу между электропитанием и площадью помещения.
Существует несколько способов снижения энергопотребления, которые позволяют существенно снизить затраты на электроэнергию при сохранении минимального энергопотребления для инфраструктуры центра обработки данных.
1. Виртуализация серверов
На серверы приходится около половины энергопотребления всего центра обработки данных, поэтому сокращение количества работающих серверов может существенно снизить затраты на электроэнергию. Поскольку сервер потребляет не меньше энергии при его производственной мощности 30 %, чем при его производственной мощности 60 %, консолидация серверов и улучшение использования также могут значительно снизить энергопотребление.
2. Модернизация системы охлаждения.
По оценкам Data Center Users Group, системы HVAC обычно являются второй по величине энергоемкой системой в центрах обработки данных: на их долю приходится 37% энергопотребления центров обработки данных. Система охлаждения очень неэффективна. Это связано с тем, что системы кондиционирования воздуха достигают максимальной эффективности только при работе в довольно узком диапазоне, а поскольку большинству центров обработки данных ежегодно приходится обрабатывать большое количество тепла, системы охлаждения часто перегружены задачами охлаждения, которые выходят за рамки их оптимального диапазона. Часто замена некоторого традиционного оборудования для кондиционирования воздуха современными, модульными и более эффективными компонентами охлаждения может сэкономить много энергии.
В некоторых особых климатических условиях можно использовать более энергосберегающие методы, например, использование внешнего холодного воздуха вместо электричества для охлаждения. Это сокращает использование инверторных кондиционеров, тем самым экономя электроэнергию.
3. Реорганизация дата-центра
Если за последние несколько лет центры обработки данных значительно расширились, то серверы были установлены повсюду без какого-либо планирования. Это приводит к локальному перегреву, а перегруженная ИТ-среда затрудняет обеспечение оптимальной работы системы охлаждения.
Реорганизация физического расположения серверов центра обработки данных, например настройка холодных и горячих коридоров, может существенно снизить нагрузку на систему охлаждения, хотя общая теплоемкость не изменится. Для герметизации воздушных отверстий и утечек можно использовать пересборку (эти отверстия обычно не нужны и служат только для подключения кабелей к отдельным серверам). Результат такой дыры аналогичен тому, как если бы оставить окно автомобиля открытым при включенном кондиционере.
4. Обновление памяти
Хранение данных также является одной из основных причин высокого энергопотребления в центрах обработки данных. Обновление системы хранения может значительно сократить эти расходы. Вообще говоря, новые диски более энергоэффективны, чем старые диски, а один диск большой емкости потребляет меньше энергии, чем два диска низкой емкости той же емкости. Виртуализация хранилища также может повысить энергоэффективность за счет улучшения использования памяти и предотвращения чрезмерного предоставления дискового пространства. Питание пустого пространства памяти — это огромная трата энергии. В некоторых приложениях вместо оптоволоконных приводов можно использовать диски SATA, поскольку последние потребляют в два раза больше энергии на терабайт, чем первые.
5. Модернизация трансформатора
Трансформаторы необходимы для обновления источника питания переменного тока центра обработки данных. При этом теряется много электроэнергии. Многие дешевые трансформаторы имеют КПД всего 80%, но за счет модернизации коэффициент использования может достигать 90% и более, что позволяет значительно снизить потери мощности.
6. Обновите серверные чипы до продуктов с низким энергопотреблением.
Поскольку срок службы серверного оборудования подходит к концу, существует очевидная потребность в серверных процессорах и других компонентах, которые потребляют меньше энергии (например, дисковые накопители и трансформаторы, упомянутые ранее). Например, двухъядерные процессоры Intel Woodcrest Xeon в три раза более энергоэффективны, чем их старые одноядерные процессоры Xeon, по крайней мере, согласно данным компании. Даже в некоторых случаях в целях энергосбережения сервер следует обновить до того, как он достигнет конца своего срока службы.
7. Проводить аудит программного обеспечения
Нет смысла использовать больше серверов, чем вам нужно, поэтому создайте четкую и актуальную схему того, какие серверы должны быть запущены и почему, чтобы было понятно, какие приложения можно переместить на другой сервер. Аудит программного обеспечения также может помочь выявить простаивающие серверы.
8. Увеличьте температуру
Оборудование центра обработки данных необходимо обновить, или, возможно, температура охлаждения выходит за пределы указанного диапазона. Повышение температуры центра обработки данных на один градус приведет температуру в рекомендуемый диапазон и позволит снизить энергопотребление. Эффективное планирование и модернизация модульной системы позволяет поддерживать различные температуры внутри согласованного оборудования, чтобы гарантировать, что диапазон охлаждения находится в заданном диапазоне.