Энергетика в ЦОД: Прошлое, настоящее и будущее (Часть II)

Нет ничего определенного, кроме смерти и налогов… Даже в центре обработки данных.

В предыдущей статье мы писали о применявшихся ранее подходах к управлению режимом электропитания центров обработки данных для увеличения энергоэффективности. Были представлены аргументы в пользу более точной оценки текущего потребления электроэнергии. В статье также объяснялось, почему прежние подходы к расчету требований по питанию или измерение мощности вручную являются недостаточными для создания проактивной стратегии управления энергопотреблением.

В этом материале обозреваются некоторые текущие тенденции, согласно которым инженеры в ЦОД рассматривают возможность применения более целостного подхода к мониторингу и контролю температуры, потоков воздуха и энергии в центрах обработки данных. Информация касательно этих тенденций была получена от производителей оборудования, а также от администраторов ЦОДов со всего мира.

Хорошей новостью является то, что появилось множество тенденций и инноваций, которые позволяют увеличить экономию даже в рамках крупных объектов и сооружений. Прежде чем говорить о следующих шагах, рассмотрите тенденции, которые описаны в этой статье, и задайте себе, по крайней мере, часть вопросов, озвученных в каждом из ее разделов.

Тренд: виртуализация и консолидация

Первоначально авторы инициатив в области виртуализации выполняли свои обещания касательно снижения эксплуатационных расходов, повышения качества услуг и содействия разработке более масштабируемой модели ЦОДов; однако, как и механизм управления энергопотреблением, виртуальные машины (ВМ) оказались неточным инструментом, который в дальнейшем показал свою несостоятельность при увеличении нагрузки на ВМ (когда виртуальные машины стали стандартным сервисом). Но сочетание консолидации приложений и консолидации / минимизации устройств привело к увеличению числа блейд-серверов и существенному повышению коэффициента их использования. Результатом стал значительный рост потребляемой мощности в расчете на стойку.

Большое количество блейд-серверов внутри стойки проблематично по двум причинам. Во-первых, это может привести к тому, что ЦОД превысит допустимую нагрузку на объект, при проектировании которого не учитывались особенности виртуализованной среды. Во-вторых, в ЦОДах появятся горячие точки, которые (если в систему кондиционирования и механизм организации воздушного потока не будут внесены корректировки) могут стать причиной отказов оборудования. Это, в свою очередь, может привести к увеличению расходов.

Какова плотность серверов внутри стоек в вашем центре обработки данных? Максимизируете ли вы прибыль от инвестиций в блейд-серверы или же докупаете больше стоек, чем нужно, чтобы приспособиться к требованиям по питанию? В настоящее время многие устаревшие ЦОДы, особенно в странах со старой инфраструктурой передачи электроэнергии от электростанций конечному потребителю, работают в условиях недогруженности стоек и неэффективного распределения электроэнергии в центре обработки данных, поскольку их администраторы пытаются воспользоваться преимуществами виртуализации.

Тренд: проблемы доступности энергии

С учетом роста плотности вычислительной мощности ЦОДов строительство нового объекта требует тщательного исследования местных коммунальных предприятий и их ограничений по передаче электроэнергии, тарифных сеток и интенсивности отказов. Крупные операторы центров обработки данных лишены возможности возводить объект в выбранном месте, если местная энергетическая компания не готова к дополнительной нагрузке.

Кроме влияния на выбор места для строительства, существующие по всему миру объекты приближаются к предельным мощностям, в то время как коммунальные предприятия изо всех сил пытаются не отставать от спроса. Например, в Японии только две АЭС из 54 все еще продолжают работать после мартовского цунами 2011 года. По состоянию на конец этого лета усилия в области экономии были удачными: никаких запланированных отключений энергоснабжения не было, но такая вероятность сохраняется. Характерно, что регионы потребляют 90 % доступной энергии, и эта тенденция лишь усиливается. В Японии появилась микроиндустрия: входящие в ее состав компании в режиме реального времени проводят оценку и готовят отчетность о потреблении электроэнергии в разрезе городов и регионов.

Недостаточно развитая инфраструктура, препятствующая доставке электроэнергии, ограниченные генерирующие мощности или стихийное бедствие, из-за которого электростанции крупнейших поставщиков энергии на время перестают работать, — подобные факторы могут оказать негативное влияние на местные предприятия, серьезно ограничивая их рост и способность в полной мере использовать ресурсы ЦОДов.

У вашей компании есть план работы в условиях существенного ограничения уровня энергоснабжения в результате стихийного бедствия? У вас есть система регулирования потребления энергии, которая может помочь вам внедрить средства управления и надлежащим образом снизить энергопотребление, учитывая приоритеты вашего бизнеса?

Тренд: «качество обслуживания» энергетических компаний становится критически важным

Если учесть рост глобализации бизнеса и рынков, а также переход на интернет-ориентированную экономику, даже кратковременное отключение электроэнергии может очень негативно сказаться на доходности компании. Высокоплотные ЦОДы и мощные современные вычислительные платформы также способны генерировать всплески спроса, которые в свою очередь могут привести к повреждению оборудования центров обработки данных.

Возможности контролировать энергопотребление и проактивно вносить коррективы в случае сбоя в системе подачи питания превратились в экономически эффективные практические механизмы, которые продлевают срок службы оборудования и позволяют избежать сбоев в бизнесе. Вы проводите мониторинг своего ЦОДа? Вы понимаете паттерны энергопотребления и тепловые модели, которые влияют на надежность, непрерывность обслуживания и стоимость предоставления сервисов на вашем объекте?

Тренд: к эксплуатационным расходам ЦОДов добавляются правила энергопотребления и налоги

В ближайшем будущем Агентство по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency; EPA), как ожидается, внедрит новые стандарты Energy Star для центров обработки данных.

Подобные практики нормативного регулирования, а также связанные с ними штрафы и налоги используются и в других странах. Например, Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (Ministry of Economy, Trade and Industry — METI) курирует программу Top Runner, предлагая заинтересованным сторонам руководящие принципы для выбора энергоэффективного оборудования, похожие  на те, что содержатся в американской программе Energy Star. METI проводит работу по созданию системы показателей эффективности ЦОДов и ее (системы) гармонизации с аналогичными разработками Министерства энергетики и Торговой палаты США, EPA и Green Grid (глобальная организация с упором на повышение эффективности ЦОДов). METI и Министерство внутренних дел Японии отдельно друг от друга публикуют рекомендации для администраторов ЦОД. В ближайшие несколько лет чиновники планируют объединить эти рекомендации в единый документ.

Налогообложение электроэнергии в настоящее время обсуждается в разных странах.^[1] Япония ранее облагала налогом потребителей энергии, но сбор был отменен. В некоторых штатах США внедряется торговля эмиссионными квотами (программа cap-and-trade).

В последнее время внимание специалистов приковано к Калифорнии, где готовится к запуску первая в США программа cap-and-trade, направлена на сокращение вредных выбросов.^[2] Летом этого года заработал интернет-аукцион, на котором 150 крупнейших «эмиттеров» штата могут купить квоты на выброс CO2. С этой осени в Калифорнии будут распределять годовые налоговые льготы среди промышленных предприятий и заводов; с 2015 года программа будет распространяться и на дистрибьюторов топлива.

Вполне предсказуемо, что компаниям придется активно отслеживать и ограничивать использование энергии, чтобы не выходить за рамки установленных правительством «бесплатных» уровней потребления и избегать необходимости уплаты налогов или дополнительной покупки квот по более высоким ставкам. Какова пиковая норма потребления вашей компании? Насколько вы могли бы ее сократить, если бы ограниченность бюджета вынудила вас экономить?

Заключение

Перспектива ограничений по мощности, необходимости учета влияния на окружающую среду и роста налогов могла бы быть довольно угнетающей, если бы у проблемы не было решения. Но системы управление режимом электропитания активно развиваются и способны вернуть вам контроль над ситуацией за счет широкого спектра эффективных, проактивных механизмов мониторинга энергии и возможностей моментальной настройки, часть которых была упомянута в этой статье.

• Энергетика в ЦОД: Прошлое, настоящее и будущее (Часть I)


• Энергетика в ЦОД: Прошлое, настоящее и будущее (Часть II)


• Энергетика в ЦОД: Прошлое, настоящее и будущее (Часть III)

Автор: Джефри С. Клаус (Jeffrey S. Klaus) директор по эксплуатации ЦОД компании INTEL.

[1] Global taxes on carbon emissions/energy consumption: http://www.sbs.com.au/news/article/1492651/Factbox-Carbon-taxes-around-the-world

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_tax

[2] San Jose Mercury News, August 30, 2012, “California’s cap-and-trade program to cut emissions starts trial run” by Dana Hull (dh***@me*********.com), http://www.mercurynews.com/business/ci_21428079/trial-run-california-cap-trade-program-thursday-cut-emissions